组串式逆变器超配能力调查.doc

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1、作者：原中国电力工程顾问集团华东电力设计院副总工程师林利民（教授级高工）组串式逆变器超配能力调查1、引言光伏系统由于组件功率的衰减、灰尘遮挡以及线路损耗的存在，再加上不同地区的光照条件差异，为了最优化系统收益，有经验的设计工程师会把光伏组件的总容量配得比逆变器容量大一些，这种情况被称为超配。适当的超配可以提高电站系统整体收益。在超配设计中，集中式大型逆变器由于单机功率大，每路组串的功率相对单机额定功率非常小，在直流输入配置时非常灵活，因此很容易进行超配设计，这已为电站业主所接受并广泛应用。在小型屋顶电站和小型山丘电站

2、使用组串式逆变器有优势，这些组串逆变器能否满足超配设计要求以及超配设计能力如何？笔者对国内外一些主流组串式逆变器厂家进行了调查分析，发现绝大部分厂家组串式逆变器都可达到1.1倍、甚至更高的超配能力，但同时也发现个别组串式逆变器厂家的产品在设计上存在严重缺陷，不仅不具备超配能力，甚至无法用足逆变器的额定功率。逆变器实际可用功率大打折扣,直接导致用户初始投资的增加。2、组串式逆变器超配设计要求组串式逆变器由于单机功率小，具有多路MPPT的特点，适用于小型屋顶、小型山丘等复杂分布式电站，可以有效解决组件布局不规则、不同朝向

3、、局部遮挡等问题。随着国内分布式应用发展，组串式逆变器的应用也不断增加。在超配设计中，除了考虑系统损耗以外，最优容配比（组件容量：逆变器容量）主要是由电站所处位置的光照条件决定的。国内分布式电站大多数分布在我国东南部地区，根据国家气象局风能太阳能评估中心的资源区域分类，多数处于II，III,IV类光照资源区，光照条件相对较差。在此类地区，容配比至少需要在1.1倍以上，才能达到最优的系统度电成本，投资者的收益才能最大化。在超配设计时，对组串式逆变器有哪些具体要求呢？2.1需要评估逆变器实际可用交流侧功率超配是光伏电站的

4、组件容量相对交流侧容量而言的。对于一个光伏电站，其容量应该以交流功率侧容量来标定。例如一个20MW电站，是指其交流侧输出功率可以达到20MW，而非直流侧组件功率是20MW。对于逆变器来讲，也是同样的，首先要关注其交流额定功率参数，然后分析其“实际可用交流侧功率”。借用那句“别看广告，看疗效”的经典台词，组串式逆变器“实际可用交流侧功率”才是对超配真正有意义的。如某个组串式逆变器，其交流侧额定功率参数是36kW，但按照其直流侧真实最大可配置到的功率只有34KWp，考虑逆变器自身损耗，其“实际可用交流侧额定功率”一定是小

5、于34KW，从超配系数1.1的角度看，现实版“实际可用交流侧额定功率”可能仅仅是30KW。因此，“实际可用交流侧功率”是系统进行超配设计的前提。2.2逆变器必须具备良好的散热能力逆变器需要有良好的散热能力。由于组串逆变器主要应用于小型屋顶及小型山丘等复杂分布式电站，环境温度高，散热条件相对较差，如在天气较为炎热的夏天，由于屋顶彩钢瓦或水泥屋顶受光照后热辐射导致屋顶环境温度比地面电站至少要高10℃以上。在这样的场景下，系统超配后，逆变器满载及过载的运行时间会加长，对于逆变器的散热能力提出了挑战。因此高效的散热能力是逆变

6、器稳定、不降额运行的保障。在选择逆变器时，散热方式的选取上也需要慎重，实际测试表明，对于几十KW的电力电子设备，长期工作在满载状态下，智能风扇散热效果更优。2.3直流输入端子数量必须足够多为了实现超配设计，组串式逆变器需要足够的端子数量。目前国内常使用组件功率分别是255W、260W、270W，通常每个组串由22块组件串联组成，以当前常见的交流额定功率为40KW的组串式逆变器为例，可以计算出不同的端子数量所对应的超配系数如表1所示。表1不同端子数量对应的功率及相应的超配系数情况端子数量6串7串8串9串组件功率直流侧组

7、串功率（KWp）超配系数直流侧组串功率（KWp）超配系数直流侧组串功率（KWp）超配系数直流侧组串功率（KWp）超配系数255W33660W0.84139270W0.98144880W1.12250490W1.262260W34320W0.85840040W1.00145760W1.14451480W1.287270W35640W0.89141580W1.03947520W1.18853460W1.336从表1可见，对于交流额定功率为40KW组串式逆变器，针对常见的270W及以下的组件，40KW组串式逆变器至少需要配

8、置8串才能满足1.1以上的超配设计要求。不同于集中式逆变器方案，组串式逆变器是直接连接组件，中间没有直流汇流环节，所能连接的组件串数受限于自身的输入端子数，因此，足够的输入端子数量实现超配设计的必要保证。2.4逆变器过载能力需要尽量大逆变器需要有较强的过载能力，一方面，当组件可输出能量在扣除直流侧线损之后，仍然大于逆变器的额定功率，具备过载能力