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话说光伏逆变器领跑者方案之MPPT和发电量

导读: MPPT即最大功率点跟踪。因为光伏电池的利用率不仅与其内部特性有关,还受环境如日照、温度等因素的影响,其输出特性与电池板温度以及光照、强度有很强的关联性,且具有非线性特性。

  前几篇笔者分别从集散式逆变系统的初期投入成本分析、长期维护成本分析,长期可靠性、零电压穿越以及传输损耗的角度深入观察集散式方案,这篇笔者将聊聊,集散式方案在不改变传统集中式能量汇集、集中并网的稳定拓扑结构情况下,把MPPT功能从逆变器前置到汇流箱,使得每个“集散式汇流箱”(集散式方案对直流汇流设备的专业叫法,在“汇流箱”前面加了“集散式”以示区别)最多能做到每2路组串对应1路MPP跟踪,这样一个16路进线的集散式汇流箱具有8路MPPT跟踪,如果1兆瓦方阵需要配置12台16路进线的集散式汇流箱,那么1MW方阵则具有差不多100路MPP跟踪,相比于集中式的1MW最多只有8路MPP跟踪,集散式大幅增加了MPPT数量,从而极大减少了并联失配对光伏电站发电量的影响。

  MPPT

  MPPT(Maximum Power Point Tracing),即最大功率点跟踪。因为光伏电池的利用率不仅与其内部特性有关,还受环境如日照、温度等因素的影响,其输出特性与电池板温度以及光照、强度有很强的关联性,且具有非线性特性。

  根据光伏电池参数,在相同温度、不同光照条件下,光伏电池的典型I-V和P-V特性如图1所示。

  图1 相同温度、不同光照条件下,光伏电池的I-V和P-V特性

  根据光伏电池参数,在相同光照强度、不同温度情况下,光伏电池的典型I-V和P-V特性如图2所示:

  图2 相同光照强度、不同温度情况下典型I-V特性和P-V特性

  当温度相同时,随着辐照度的增加,光伏电池的开路电压几乎不变;当辐照度相同时,随着温度的增加,光伏电池的短路电流几乎不变。可见温度变化主要影响光伏电池输出电压,辐照度变化时主要影响光伏电池的输出电流。光照及温度变化不大的情况下,光伏电池近似看作一个直流源。

  从上述典型光伏电池的P-V特性曲线可以看出,为了最大的利用率,光伏电池需要运行在不同且唯一的最大功率点(MPP -- Maximum Power Point)上。因此,对于所有的光伏发电系统,应当寻求光伏电池阵列的最优工作状态,以最大限度地将光能转化为电能,最大功率点会唯一对应一个工作电压,这个就是最大功率点电压,因为光伏电池阵列的最大功率点工作电压会受到日照强度、器件结温、外部负载等因素导致变化,所以MPPT功能就是实时跟踪最大功率点电压,让光伏电池组件一直工作在最大功率点电压上,使得最大限度的利用光伏电池板的发电能力。

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