集散式光伏逆变系统为何可提高3%的发电量

方案简介 

集散式光伏逆变系统是集中逆变、分散式跟踪的并网方案，其在传统的光伏汇流箱内部增加DC/DC升压变换硬件单元和MPPT控制软件单元，实现了每2~4串PV组件对应1路MPPT的分散跟踪功能，大大降低了组件参数不一致、局部阴影、仰角差异等导致的效率损失。同时改进的光伏汇流箱（光伏控制器）输出电压升高到820V后，至逆变室集中逆变，且逆变器的交流输出电压升高到520V，从而减小交直流线缆传输损耗和逆变器的自身发热损耗。如下图：


禾望集散式逆变器——1MW系统示意图

效率提升分析

集散式方案的直流侧远距离传输电压由传统的450V~700V波动电压（18串PV对应电压低，22串对应电压高；夏天电压低，冬天电压高）提高到稳定的820V，逆变器的交流输出电压，由传统的270V/315V提高到520V，因此在同等运行条件下，集散式方案对应的损耗比集中式的大幅下降。详细计算如下：

1） 直流侧传输损耗对比，以平均距离50m计算，假定传统方案的直流侧工作电压600Vdc，集散式方案820Vdc，两组的损耗差为：


2） 交流侧传输损耗对比，以平均距离15m计算，假定假定传统方案的交流侧工作电压315Vac，集散式方案520Vac，两组的损耗差为：


3） 逆变器的损耗差对比：

备注：集散式方案的1MW逆变器额定电流为1110A，与单台500k的额定电流近似，所以损耗也与单台500kW近似。

4） 光伏控制器与传统汇流箱的损耗对比。

传统带防反光伏汇流箱效率一般为99.8%，集散式方案配套使用的光伏控制器效率99.5%，因此相比传统方案，光伏控制器比普通防反汇流箱效率降低0.3%。

小结：相比传统集中式方案，集散式方案在交直流电缆传输效率、逆变器转换效率环节提升了1%以上，如下表所列：


5）集散式方案每2~4串PV组件对应1路MPPT，对应1MW包含约100路的MPPT数量，为传统集中式的10倍以上。理论上讲，如果所有的组件参数一致、安装环境一致、安装仰角一致，则多路MPPT并不能带来更多的发电量，但是从工程的角度分析，每1MW包含约30亩地、4000块PV组件板，其组件的参数、安装地质环境以及工程施工不可能做到完全一致，这就必然会导致PV组串的并联失配问题。


小结：从工程的角度以及试验统计数据来看，一般认为多路MPPT方案比传统单路MPPT的集中式方案可以提高2%的系统发电量。

方案对比总结

综合上述分析，集散式方案通过系统优化及合理的软硬件设计，可提高系统整体发电效率3%，约合每年多发电5万度/MW。