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光储之家 | 光伏逆变器输入组串回路和MPPT回路
2022-03-25
公司新闻

我们在选择组串式逆变器时,经常见到逆变器有多少路组串,有多少路MPPT,刚入行的朋友经常误以为组串路数就是MPPT路数,其实这是两个概念。


组串逆变器的多个输入接口,每一个输入接口包含一正一负,叫组串回路,如50kW逆变器,通常有8个或者10个输入。组串式逆变器通常有两级结构,前级是稳压电路,由单个或者多个组串回路并联而成,主要功能是MPPT追踪和稳定直流母线电压,后级是逆变电路,主要功能是把直流电转换成交流电。所以我们看到逆变器还有一个输入参数,叫做MPPT路数。不同的厂家技术路线不一样,有一路MPPT接1个组串,也有一路MPPT接2个组串,还有一路MPPT接3个或者3个以上组串的,多个输入组串回路并联在一起组成MPPT回路。



最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)是光伏发电系统中的一项核心技术,它是指根据外界不同的环境温度、光照强度等特性来调节光伏阵列的输出功率,使得光伏阵列始终输出最大功率。逆变器的组串回路不一定是单独工作,但MPPT回路是独立工作的,不同的MPPT可以接不同品牌、不同功率的组件,组串数量也可以不一样,相互之间不影响。


早期的逆变器,为了适应小功率组件,一路MPPT可以接3个或者3个以上组串,到2014年之后,为了系统安全,普通采用路MPPT接1-2个组串,2021年以来,大硅片组件电流大幅增加,而且市场组件种类很多,从系统安全和逆变器的适配性出发,新开发出来的逆变器又采用一路MPPT可以接3个或者3个以上组串的方案。


选择MPPT回路对系统发电量的影响:如果光伏方阵包括多个方向、多种组件,从解决失配的问题角度来说,MPPT数量越多越有利;如果光伏方阵方向一致,组件一致,从稳定性和效率上来说, MPPT的数量越少越好,因为MPPT数量越多系统成本越高,稳定性越差,损耗越多。


1、一路MPPT接1-2个组串的特点:


(1)逆变器每个MPPT回路都是独立运行的,相互之间不干扰,可以是不同型号不同数量的组串,组串可以是不同的方向和倾斜角度,适合多角度,有阴影,或者有多种组件的户用系统,


(2)减少直流侧熔丝故障:光伏系统最常见的故障就是直流侧故障,一个MPPT配置1到2路组串,即使某一路组件发生短路,总电流也不会超过15%,因此不需要配置熔断器。但是,大型组件电流超过15A,发生短路时,如果不能及时检测出来并断开电路,也有可能发生事故。


(3)精确故障定位:逆变器独立侦测每一路输入的电压和电流,可实时采样组串电流、电压,及时发现线路故障、组件故障、遮挡等问题。通过组串横向比较、气象条件比较、历史数据比较等,提高检测准确性。


(4)匹配功率优化器更适合:目前在组件端消除失配影响的解决方案之一是使用功率优化器,光伏优化器可根据串联电路需要,将低电流转化为高电流,最后将各功率优化器的输出端串联并接入逆变器,多个组串接入优化器,按照并联电路电压一致的原理,当某一路组串受到阴影遮挡导致功率下降,优化器改变电压,这个回路的总电压会降低,也会影响到同一个MPPT其它回路的电压下降,导致功率下降。


(5)一路MPPT接两个组串,单个组串的电流是固定,如果组件的电流增加,需要开发新的逆变器来适应新的组件,逆变器需要不停的升级换代,给逆变器厂家带来成本的上升。如果选择用大电流组串来适应小电流组件,必然会导致成本的增加,在市场上也没有竞争力。


兴储世纪巴基斯坦光伏项目配置的逆变器


 2、一路MPPT接3个或者3个以上组串的特点


(1)功能损耗少:MPPT算法很多,有干扰观察法、增量电导法、电导增量法等等,不管是哪一种算法,都是通过持续不断改变直流电压,去判断阳光的强度变化,因此都会存在误差,比如说当电压实际正处于最佳工作点时,逆变器还是会尝试改变电压,来判断是不是最佳工作点,多一路MPPT,就会多一路损耗。


(2)测量损耗少:MPPT工作时,逆变器需要测量电流和电压。一般来说,电流越大,抗干扰能力就越大,误差就越少。


(3)电路损耗少:MPPT功率电路有一个电感和一个开关管,在运行时会产生损耗。MPPT路数越多,损耗就越大,一般来说,电流越大,电感量可以做得更小,损耗就越少。


(4)配置组件更灵活,如一个40kW逆变器两路MPPT,每个MPPT电流54A,一个MPPT最多接4路组串,如果是接400W以下的组件,可以接满4个组串,组件功率250W,也可以超配到44kW,如果组件功率是500W,每个MPPT可以接3路,每路16块组件,最多可以超配到48kW,如果是600W+的双面组件,每个MPPT可以接2路,可以适配25A的组串电流。


总结:


逆变器MPPT技术的多样性,给电站设计带来了极大的便利。结合实际,科学设计,根据不同的地形,选择不同的逆变器,降低电站成本,提高经济效益。多方向山丘电站和户用屋顶电站,存在朝向不一致和局部遮挡的现象,带来组件失配问题,建议选择一路MPPT接1-2个组串的逆变器,大型平地,水面,大型无遮挡的屋顶,建议选择一路MPPT接3个或者3个以上组串的逆变器。


作者:刘继茂 郭军


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