阴影影响下串联光伏组件输出特性分析

在局部阴影条件下串联光伏组件的输出特性呈阶梯型和多峰值型,常规的光伏电池模型已不再适用,需要建立阴影条件下光伏组件模型。以光伏电池的工程模型为基础,结合电路理论知识,对带有旁路二极管的光伏组件串处于局部阴影时,根据旁路二极管的导通与关断两个阶段进行了详细的理论分析,从而得到了光伏阵列处于局部阴影时其输出特性方程。用实测与仿真的结果进行对比,结果证明了分段函数可以准确地描述处于局部阴影条件下的串联光伏组件,同时为研究光伏阵列结构优化和多峰值最大功率点跟踪奠定了基础。最后,总结出了在阴影的影响下光伏组件输出特性的规律。

光伏电站光伏组件串联数的优化设计研究

目前,GB 50797—2012《光伏发电站设计规范》中在对光伏组件串联数进行计算时缺少通过太阳辐照度来对开路电压校正的步骤,导致串联数的计算存在一定裕度。基于晶体硅太阳电池的单二极管等效电路模型,推导出了太阳辐照度与开路电压相关系数,并提出一种光伏组件串联数量优化设计的计算方法。通过算例分析和模拟实验验证了优化后的计算方法可以在安全范围内更大程度地提高光伏组件串联数,为光伏电站的设计优化提供了一定参考。

光伏电站中光伏组件串联数的优化设计

目前在光伏电站设计中,光伏组件串联数的计算广泛使用GB 50797-2012或IEC 62548-2016中的计算方式,假定在极端环境低温的情况下对光伏组串的开路电压、最大功率点电压等进行计算,进而确定光伏组件成串数量,即光伏组件串联数。但随着对光伏电站度电成本的要求日益严苛,上述对于计算光伏电站的光伏组件串联数的要求已经偏于保守。最新版的IEC 62738-2018中不再要求采用极端环境低温进行计算,而是允许在数据足够充分的情况下采用限制在日照时间内的年平均最低环境温度进行计算。基于此,依据近期国际超大型项目中光伏电站光伏组件串联数的计算经验,进一步提出了以大量气象数据为基础来预测最低环境温度与太阳辐照度的关系,并在此基础上联合计算光伏组串的开路电压与最大功率点电压,从而确定光伏电站的光伏组件串联数的计算方法。以中东地区某光伏发电项目为例对该优化方法进行验证,计算得到的光伏组件串联数比采用GB 50797-2012或IEC 62548-2016计算时得到的结果多2~4块,结果显示,该优化方法可以显著节省光伏电站的投资,并降低度电成本。

光伏电站中光伏组件串联数的新设计思路

在对光伏电站的光伏方阵进行设计时,行业内大部分设计人员在计算光伏组件串联数时往往会忽略“光伏组件工作条件下的极限温度”与“气象极限温度”二者的区别,习惯上采用气象极限温度来计算光伏组件串联数。通过分析光伏组件工作条件下的极限温度与气象极限温度的区别,指出了常规计算时采用气象极限温度取值存在的问题,拓宽了看待光伏组件工作温度这一问题的角度及对该问题的看法,并根据分析提出了结合气象学采用光伏组件工作条件下的极限温度来计算光伏组件串联数的一种新的设计思路。

晶体硅光伏组件不同单列布置方案下的串联接线方式优化研究

主要研究了光伏组件在单列支架上不同布置方式时的串联接线方案,结合工程实际应用,对目前西北高原地区大型地面并网光伏电站常用的72片大型光伏组件、60片小型光伏组件在横向、竖向布置,长、短支架布置排列组合共8种布置方案下的串联接线方案进行详细分析,并发现光伏组件竖向布置时的奇偶交叉串联接线方式,可有效解决光伏组件串联过程中因组件出厂时自带的接线盒出线电缆长度不够而导致现场需要在串联的每2块光伏组件中增加电缆才能解决串联接线的麻烦。研究对光伏发电系统设计、光伏组件生产工艺,以及工程实际应用中缩短施工周期、保证工程质量、节省建设成本、综合提升光伏发电系统效率都有实际指导意义。

分布式光伏电站系统效率模型分析与研究

基于常州某3.00 MW分布式光伏电站级平台和上海地区单块组件级实验平台的实测数据,建立光伏系统综合效率随辐射量变化的数学模型,得到该电站年综合效率值为59.45%,远低于工程经验值。并从逆变器转换效率、单块光伏组件以及整个阵列的转换效率方面入手分析研究,对光伏阵列工作电压与逆变器MPPT工作电压失配导致电站综合效率受损进行重点揭示,且据此对光伏阵列组件串联数进行优化设计。可为分布式光伏电站的效率分析、设计优化提供理论指导,有利于光伏电站发电量的准确预估。