逆变器最佳组串及容配比设计是确保光伏发电系统高效运行的关键环节。以下是对这一问题的详细解答:
一、逆变器最佳组串设计
组件参数选择:
在进行组串设计时,通常选择组件在标准测试条件(STC)下的电参数,如开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、峰值工作电压(Vm)和峰值工作电流(Im)等。
组件的开路电压温度系数(Kv)是一个重要参数,它决定了组件的开路电压会随着温度的升高而降低,随着温度的降低而升高。
逆变器参数考虑:
最大直流输入电压:逆变器允许的最大输入电压值,需要考虑实际温度对组件开路电压值的影响。
MPPT(最大功率点跟踪)路数和电压范围:同一路MPPT下的组串接入数量、朝向、角度要一致,且组串串联后的MPPT电压应在逆变器的MPPT电压范围之内。
额定工作电压:逆变器工作电压越接近额定工作电压,发电效率越佳。
组串设计原则:
光伏组件串联后的最大开路电压应低于逆变器的最大接入电压。
光伏组件串联后的MPPT电压应在逆变器的MPPT电压范围之内。
通过计算,确定最佳串联数量,使得逆变器Vmppt电压越接近额定工作电压,效率越高,发电量收益越好。
二、逆变器容配比设计
容配比定义:
逆变器容配比(ISR)是指光伏系统中逆变器的额定直流输入功率与其交流输出功率之间的比例。
容配比计算:
容配比的计算涉及到光伏组件的总功率、逆变器的额定功率、系统损耗以及逆变器的过载能力。
公式为:ISR = P_{DC,total} / P_{AC,rated},其中P_{DC,total}是光伏组件的总直流功率,P_{AC,rated}是逆变器的额定交流功率。
影响容配比的因素:
组件效率和温度系数:组件效率的下降和温度系数会影响实际发电量。
逆变器效率:逆变器在不同负载下的效率变化对容配比有直接影响。
系统损耗:包括直流和交流侧的线损、组件匹配损失等。
环境因素:如温度、辐照度、阴影等,都会影响到组件的输出。
容配比优化:
合理超配:通过增加组件容量,可以在不增加逆变器成本的情况下提高发电量。
逆变器选择:选择具有高效率和良好过载能力的逆变器。
系统设计:优化布线、减少损耗,提高系统的整体效率。
容配比推荐值:
合理的容配比应该在1.1:1左右。但具体值还需根据光伏方阵的安装类型、场地条件、太阳能资源、各项损耗等因素综合考虑后确定。
在某些地区,如辐照较差的地区,容配比可适当提高。
三、实例分析
以某品牌逆变器为例,假设当地极端低温为-25℃,极限高温为50℃;逆变器最大开路电压为1100V,MPPT电压在2001000V。通过计算,可以得出逆变器可接入的组串数量范围。在考虑当地环温情况下,逆变器可接入数量为619块一串。进一步根据逆变器的额定工作电压和组件的Vmp电压,可以计算出最佳串联数量为15块左右。
综上所述,逆变器最佳组串及容配比设计需要综合考虑多种因素,包括组件参数、逆变器参数、系统损耗以及环境因素等。通过合理的设计和优化,可以提高光伏发电系统的效率和发电量,降低成本并确保系统的长期稳定运行。