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。

光伏电站组件串联数的优化设计

目前光伏电站的光伏组件串的串联数的计算,因缺少光伏组件工作条件下的极限温度的校正方法,串联数的计算存在一定裕度。本文通过对光伏组件IV曲线进行拟合,仿真出特定串联数在不同环境温度、辐照值的组件电压变化曲线,从而得到基于机理模型的串联数。为类似工程提供了技术参考。

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。

基于辐照度及温度影响下的光伏组串计算方法研究

光伏组串中光伏组件串联数量的计算是光伏电站设计的基础工作之一,影响光伏电站的总图布置、支撑系统设计、容配比的选择等。在相同装机容量的前提下,如果可以串联更多的光伏组件,则可以节约直流电缆工程量和光伏支架及桩基的用量。随着光伏组件串联数量的增加,串联后的电压也有所提升,导致直流线损降低,有助于提升光伏发电系统效率。此外,由于串联后电压的提高,逆变器开机时间提前且关机时间推后,进一步提高了光伏电站的发电时间,对LCOE的降低和光伏电站效益提升具有重要意义。