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在光伏系统中,一般是多个组件串并联的方式构成光伏阵列。由于串并联的各个组件的电性参数不一致,组串发生部分遮挡,或者损伤等因素,导致系统输出功率减少,专业术语称之为“失配损失”,它将不同程度影响电站的发电量。
目前在组件端消除失配影响的解决方案之一为使用功率优化器,每一块光伏组件连接一个具有最大功率点跟踪功能的功率优化器,且每个光伏组件的输出接入至功率优化器模块的输入端。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汇流箱或逆变器。优化器监控并优化每块光伏电池板的电能,即使阵列中任意一块电池板出现失配问题时,其他电池板仍然能输出最大功率,因而能够补偿因失配问题而产生的发电量损失。
1、光伏功率优化器的基本原理
每块光伏组件均接入功率优化器,每块组件相对于光伏阵列来说是一个独立的整体,它的输出功率不会受到其他任何组件的影响,一直输出在当前环境条件下的最大功率值。
对于传统的组串设计方案,当某一组串的其中一块组件受到阴影遮挡,一般是电压不变,电流下降,如一个20串270w的组串,在某一天气下工作电流电压是8.4a32v,总功率为5400w,如果其中一块组件受到阴影遮挡,电流下降到到3.2a,整个回路电流都会下降,总功率变为2048w,下降约62%。
当增加优化器后,被阴影遮挡的组件不再影响其他组件的发电,通过优化器内部的小变压器dc-dc控制电路来改变组件的输出电流,和其他组件的电流进行匹配(当然优化器需要监测同一路组串上其他组件的输出电流,发现不一致后才能对自身的输出电流大小的进行调节),该组件电流3.2a提升为8.4a,电压由32v降低为12.5v,那么实际的功率输出为270*19+102=5232w,即实际损失功率3%。
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