超配設(shè)計(jì)對(duì)光伏逆變器的要求

     超配設(shè)計(jì)是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的組件容量相對(duì)交流側(cè)容量而言的。對(duì)于一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng),其容量應(yīng)該以交流功率側(cè)容量來(lái)標(biāo)定。例如,一個(gè)6MW的電站,通常是指其交流側(cè)輸出功率可以達(dá)到6MW,而不是直流側(cè)組件功率是6MW。對(duì)于逆變器來(lái)講,也是同樣的,首先要關(guān)注其交流額定功率參數(shù),然后分析其“實(shí)際可用交流側(cè)功率”,逆變器的“實(shí)際可用交流側(cè)功率”才是對(duì)超配真正有意義的。如某個(gè)組串式逆變器,其交流側(cè)額定功率參數(shù)是36kW,但其直流側(cè)真實(shí)最大可配置到的功率只有34kWp,考慮逆變器自身?yè)p耗,其“實(shí)際可用交流側(cè)額定功率”一定是小于34kW,從超配系數(shù)1.1的角度看,現(xiàn)實(shí)版“實(shí)際可用交流側(cè)額定功率”可能僅僅是30kW。因此,“實(shí)際可用交流側(cè)功率”是系統(tǒng)進(jìn)行超配設(shè)計(jì)的前提條件。


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   直流過(guò)電壓容忍度:由于超配設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致光伏組件產(chǎn)生較高的直流電壓,逆變器需要具有較高的直流過(guò)電壓容忍度,以確保正常運(yùn)行并避免過(guò)壓損壞。過(guò)載和短路保護(hù):為了保護(hù)逆變器和光伏組件,在超配設(shè)計(jì)下,逆變器需要具有過(guò)載和短路保護(hù)功能,及時(shí)響應(yīng)異常情況并有效地切斷電路,保護(hù)整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)能力:光伏逆變器應(yīng)具有強(qiáng)大的MPPT能力,能夠在多種光照條件下迅速準(zhǔn)確地跟蹤光伏組件的最大功率點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)最佳發(fā)電效率。

逆變器需要有良好的散熱能力。由于組串逆變器主要應(yīng)用于小型屋頂、小型山丘等地的復(fù)雜分布式電站,環(huán)境溫度高,散熱條件相對(duì)較差,如在天氣較為炎熱的夏天,由于屋頂彩鋼瓦或水泥屋頂受光照后熱輻射導(dǎo)致屋頂環(huán)境溫度比地面電站至少要高10C以上。在這樣的場(chǎng)景下,系統(tǒng)超配后,逆變器滿載及過(guò)載的運(yùn)行時(shí)間會(huì)加長(zhǎng),對(duì)于逆變器的散熱能力提出了挑戰(zhàn)。因此高效的散熱能力是逆變器穩(wěn)定、不降額運(yùn)行的保障。在選擇逆變器時(shí),散熱方式的選取上也需要慎重,實(shí)際測(cè)試表明,對(duì)于幾十千瓦的電力電子設(shè)備,長(zhǎng)期工作在滿載狀態(tài)下,智能風(fēng)扇散熱效果更優(yōu)。直流輸入端子數(shù)量必須足夠多。是為了實(shí)現(xiàn)超配設(shè)計(jì),組串式遞變器需要足夠的端端子數(shù)量。目前國(guó)內(nèi)常使用組件功率分別是265W、270W、275W,通常每個(gè)組串由22塊組件串聯(lián)組成,以當(dāng)前常見(jiàn)的交流額定功率為40kW的組串式迎變器為例,針對(duì)常見(jiàn)的275W及以下的組件:40kW組串式逆變器至少需要配置8串才能滿足1.1以上的超配設(shè)計(jì)要求。不同于集中式逆變器方案,組串式逆變器是直接連接組件,中間沒(méi)有直流匯流環(huán)節(jié),所能連接的組件串?dāng)?shù)受限于自身的輸入端子數(shù),因此,光伏逆變器足夠的輸入端子數(shù)量是實(shí)現(xiàn)超配設(shè)計(jì)的必要保證。逆變器需要有較強(qiáng)的過(guò)載能力。一方面,當(dāng)組件可輸出能量在扣除直流側(cè)線損之后,仍然大于逆變器的額定功率,具備過(guò)載能力的逆變器,可以盡可能地減少限發(fā)時(shí)間,減少發(fā)電量損失。另一方面,隨著越來(lái)越多的用戶使用逆變器替代電站的SVG功能,具備過(guò)載能力的逆變器可以在響應(yīng)無(wú)功調(diào)度的同時(shí),輸出超過(guò)額定容量的有功功率。