近年來，以182mm、210mm為典型尺寸的大硅片超高功率組件逐漸進(jìn)入分布式光伏市場(chǎng)，這兩類組件在電氣參數(shù)上有明顯的差異，對(duì)逆變器的匹配也具有更高的要求，那么如何設(shè)計(jì)組串才能匹配182mm硅片與210mm硅片尺寸的超高功率組件呢?

　　首先我們需要了解下組件的相關(guān)參數(shù)：

　　1、組件參數(shù)及開路電壓Voc計(jì)算公式

　　組件參數(shù)：

　　Isc：短路電流 ;Im：峰值工作電流;Voc：開路電壓 ;Vm：峰值工作電壓Vm≈0.83Voc

　　這幾個(gè)參數(shù)之間存在的關(guān)系就是我們常說的組件I-V特性曲線(下圖)，在進(jìn)行組串設(shè)計(jì)的時(shí)候，通常選擇組件在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC)下的電性能參數(shù)。

　　典型182mm硅片尺寸組件參數(shù)：

　　典型210mm硅片尺寸組件參數(shù)：

　　在上述組件參數(shù)中，與逆變器組串設(shè)計(jì)相關(guān)的兩個(gè)重要參數(shù)就是電壓和電流。而溫度是影響組件開路電壓Voc的因素，這個(gè)因素我們通常稱為溫度系數(shù)Kv，觀察上述組件參數(shù)可以發(fā)現(xiàn)開路電壓(Voc)溫度系數(shù) Kv 是一個(gè)負(fù)值，這個(gè)特性決定了組件的開路電壓會(huì)隨著溫度的升高而降低，隨著溫度的降低而升高。因此在設(shè)計(jì)接入逆變器組件串聯(lián)數(shù)量前要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際環(huán)境工況考慮，主要是低溫狀況。

　　開路電壓計(jì)算公式為：

　　V=Voc×【1+(T-25)×Kv】

　　V：實(shí)際組件開路電壓;Voc：STC條件下組件開路電壓;

　　T：環(huán)境溫度;Kv：組件溫度系數(shù)

　　在STC條件下，以環(huán)境溫度為-10℃時(shí)為例計(jì)算：

　　(1)182mm硅片尺寸540W組件參數(shù)：

　　Voc為49.5V，Kv為-0.265%，開路電壓值則為：

　　V=49.5×【1+(-10-25)×-0.265%】=54.09V

　　(2)210mm硅片尺寸540W組件參數(shù)：

　　Voc為37.5V，Kv為-0.25%，開路電壓值則為：

　　V=37.5×【1+(-10-25)×-0.25%】=40.78V

　　逆變器參數(shù)及組串設(shè)計(jì)公式：

　　逆變器參數(shù)：

　　最大輸入電壓：逆變器最大直流輸入電壓值，需要考慮實(shí)際溫度對(duì)組件開路電壓值的影響。

　　MPPT路數(shù)：同一路MPPT下的組串接入，數(shù)量、朝向、角度要一致。

　　工作電壓范圍：逆變器允許工作的Vmppt電壓范圍。

　　額定工作電壓：逆變器工作電壓越接近額定工作電壓，發(fā)電效率越佳。

　　每路MPPT最大輸入電流：每路MPPT下允許的最大工作電流。

　　2、光伏組串設(shè)計(jì)的一般原則：

　　參考《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50797-2012)》提出如下組串設(shè)計(jì)公式，同時(shí)滿足兩個(gè)條件：

　　光伏組件串聯(lián)后的最大開路電壓低于逆變器的最大接入電壓;

　　光伏組件串聯(lián)后的MPPT電壓在逆變器的MPPT電壓范圍之內(nèi)。

　　公式(1)參數(shù)含義：Vdcmax：逆變器最大輸入電壓;分母參數(shù)同上。

　　公式(2)參數(shù)含義：Vmpptmin：逆變器的MPPT輸入最小電壓;Vmpptmax：逆變器的MPPT輸入最大電壓;t′：組件安裝處極限高溫;t：組件安裝處極限低溫;Vpm：組件峰值功率電壓 ;Kv′：組件峰值功率電壓的溫度系數(shù)。

　　3、逆變器可接入的組串?dāng)?shù)量范圍計(jì)算

　　以MAX 110KTL3-X LV逆變器為例，假設(shè)當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁貫?10℃，最高溫為50℃;逆變器最大開路電壓為1100V，MPPT電壓在200~1000V。

　　182mm硅片尺寸組件：

　　公式(1)：N≤20.3

　　公式(2)：5.14≤N≤22

　　故N(取整)的取值范圍是6~20之間，即在考慮當(dāng)前環(huán)溫情況下，逆變器可接入數(shù)量為 6~20塊一串。

　　210mm硅片尺寸組件：

　　公式(1)：N≤26.9

　　公式(2)：6.84≤N≤29.5

　　故N(取整)的取值范圍是7~26之間，即在考慮當(dāng)前環(huán)溫情況下，逆變器可接入數(shù)量為 7~26塊一串。

　　4、182mm硅片與210mm硅片尺寸高功率組件接入逆變器差異

　　根據(jù)組件的電壓參數(shù)以及應(yīng)用環(huán)境溫度，可以得到組串的設(shè)計(jì)范圍，那么在接入逆變器時(shí)還需考慮什么?對(duì)比182mm與210mm硅片尺寸組件可以發(fā)現(xiàn)電流參數(shù)存在差異，182mm硅片尺寸組件相比210mm硅片尺寸組件電壓較高，但峰值電流卻低于后者。210mm硅片尺寸的540W組件峰值電流為17.33A，182mm硅片尺寸的540W組件峰值電流為12.97A，在這里我們需要注意逆變器的一項(xiàng)參數(shù)值——每路MPPT最大輸入電流。

　　182mm硅片尺寸高功率組件組串接入逆變器方式：

　　對(duì)于182mm硅片尺寸的組件，MAX 110KTL3-X LV機(jī)型的組串電流在設(shè)計(jì)初衷已經(jīng)考慮接入大功率組件，因此完全適配。

　　上述我們對(duì)逆變器接入182mm硅片尺寸的540W組件串聯(lián)數(shù)量范圍的計(jì)算，可得在-10℃~50℃溫度條件下，逆變器可接入數(shù)量為 6~20塊一串，綜合建設(shè)成本以及組串電壓對(duì)逆變器轉(zhuǎn)換效率等因素的影響，建議18塊一串，單串功率為18*540W=9.72kW,接入組串的串?dāng)?shù)只需根據(jù)設(shè)計(jì)的容配比來合理取舍，最終平均接入每路MPPT即可。

　　210mm硅片尺寸高功率組件組串接入逆變器方式：

　　而對(duì)于210mm硅片尺寸的組件，以MAX 110KTL3-X LV逆變器為例，每路MPPT最大輸入電流為32A，故每路MPPT只能接一串210mm硅片尺寸的組件，因?yàn)槟孀兤鳛?0路MPPT，所以整機(jī)最多可接10串組串，即每路MPPT下接一串。若1路MPPT接入了2串組串，根據(jù)并聯(lián)增加電流，此時(shí)理論峰值電流值為34.66A，逆變器會(huì)將工作電流限制在32A，會(huì)對(duì)發(fā)電量造成一定損失。

　　結(jié)合上述條件下組串范圍計(jì)算，一串最大接入26塊，整體考慮建議24塊一串，單串功率為24*540=12.96kW，在接入10串組串的狀況下，亦能滿足工商業(yè)項(xiàng)目需求。

　　另外，在實(shí)際應(yīng)用中，也有一套比較常用的算法，在逆變器的參數(shù)上，可以看到額定輸入電壓值，所以也可以根據(jù)這個(gè)值簡(jiǎn)單地計(jì)算。原則上逆變器Vmppt電壓越接近額定工作電壓，效率越高，發(fā)電量收益越好，則串聯(lián)數(shù)量最佳。

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