多MPPT对大型荒漠光伏电站发电量的影响之二

通过增加MPPT数量，对光伏阵列进行并联解耦甚至串联解耦，一定程度上可以解决组件失配导致的发电量降低。多MPPT配置对发电量提升的程度，一方面受配置方案影响，另一方面受光伏阵列内组件失配程度以及失配组件分布影响。

微型逆变器成本很高，虽然微逆方案可以完全解决失配功率损失问题，但其经济性很差。在此，发电量提升比较将以组串型方案对比集中型方案为主。通过模拟仿真，对同一光伏阵列下接入MPPT数量、光照遮挡或组件衰减程度、失配组件分布情况等多个变量分别组合，推演多MPPT配置方案所能给光伏阵列带来的发电量提升。

一、多种光照遮挡情况下组串型相对集中型的发电量提升

在101个组串、每个组串21块组件、每个组件235W功率组成光伏阵列中，设定采用30KW/MPPT的组串型接入方案（即共17个MPPT接入），与500KW/MPPT的集中型方案（即1个MPPT接入）进行比较。选择变量包括：

1）正常光照强度：理论最强光照1000w/m2和最常见强度光照700w/m2分别作为参照基准；
2）遮挡后的光照强度：在每种参照基准下均匀选择四种遮挡后的光照强度；
3）遮挡影响组件范围：发生如下五种大面积光照遮挡的情况，横坐标代表组件数，纵坐标代表组串数，灰色区域代表遮挡覆盖区域。




在两种正常光照强度、四种遮挡光照强度、五种遮挡影响范围的变量组合下，一共有40种给定条件下组串型与集中型方案的发电量比较。如下表所示：




通过该情景设计下的结果比较分析，在遮挡光照强度为正常光照强度一半时，组串型较集中型方案提升发电量比例最高；在所有组串均被均匀遮挡时，组串型和集中型方案发电量一样。

将方案调整为每3个组串接入一个MPPT的主流组串型方案，进一步进行多种情景模拟发现：在遮挡正好整体均匀影响一半组串的每一块组件，且光照强度为正常强度一半时，组串型较集中型的发电量提升比例达到最高极值，0.406%。

二、衰减组件随机分布情况下组串型相对集中型的发电量提升

同样选取以上光伏阵列进行仿真模拟。101个组串、每个组串21块组件、每个组件235W功率组成光伏阵列；假定在所有组件中，有25%的组件有10%的衰减，其他组件均无衰减，以此极端的组件衰减离散性推算组串型较集中型发电量提升比例。如图所示，衰减组件在阵列中完全随机分布。

仍然以每3个组串接入一个MPPT的主流组串型方案，比较所有组串接入一个MPPT的集中型方案。根据仿真计算，该组串型方案较集中型方案的发电量提升比例为0.01%。



三、实测数据对比验证

对模拟仿真计算进行实测检验，进一步验证仿真结果。

选用阳光电源组串型逆变器SG30KTL和集中型逆变器SG500MX作为测试机型，这两款机型均为市场主流的成熟机型，市场保有量均超过10000台，产品稳定性和技术优越性方面均为市场所推崇。

通过选择2-3种光照遮挡情景和遮挡光照强度进行实地检测比较，测试结果与仿真数据基本吻合。

小结：光照遮挡影响下，组串型较集中型发电量最多可以提升0.406%；组件衰减失配影响下，组串型较集中型发电量最多可以提升0.01%。当前组串型逆变器市场价格较集中型高70-85%。

在地势平坦的大型荒漠光伏电站中，综合发电量和投资成本，集中型方案较组串型方案有显著优势。