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?電網電壓對光伏系統發電量的影響有多大?
2019-08-20

同一個光伏系統、組件、逆變器、電纜等部件完全一致,安裝傾斜角度和方位角度也完全一致,安裝在同一個地方,那是不是發電量就差不多呢?事實上,光伏發電量與電網電壓有很大關系,電壓極不穩定的地區與電壓穩定的地區對比,發電量有可能相差10%到20%。

本文就電網電壓對系統的影響討論,電網的電壓包括:電壓偏低,電壓偏高,電壓快速波動,這三種情況都會影響系統發電量。

▲古瑞瓦特河南100MW項目案例

1

電網電壓偏低

在光伏系統中,不管組件安裝多大,逆變器的最大輸出電流,都是不能超過的,因為一旦超過,會導致逆變器過熱而炸機。如果在電網額定電壓的情況下,這個最大輸出電流是可以達到額定輸出功率的,但是如果低于額定電壓,就不能滿載輸出。

如17kW逆變器,最大輸出電流是27.4A,在額定電壓400V的情況下,最大輸出功率是27.4*400*1.732=18.98kW,可以滿足1.1倍過載,但是如果電網的電壓比較低,只有340V, 那么逆變器最大輸出功率就是27.4*340*1.732=16kW,在這個電壓下,即使組件功率再大,也不能滿載輸出。

2

電網電壓偏高

有兩種情況,會導致電網電壓會偏高,一是靠近降壓變壓器的地方,為了保證離變壓器較遠的地方電壓正常,考慮到線路電壓損耗,一般都會將變壓器輸出電壓拉高;二是光伏發電用戶側消化不了,輸送到較遠的地方要提高電壓,線路存在阻抗,有電壓損失,逆變器輸出側電壓要升高才能送到電網。

電壓升高對發電量的損失有三個方面,一是逆變器過壓保護,引起逆變器保護關機,這時候就會電量損失。二是逆變器過壓降載,這是逆變器在電網電壓過高的地方采用的一種新的技術,當電網電壓升到一定程度時,逆變器主動降低功率,以保證逆變器不脫網,這樣可以降低停機的損失,但也有一定量的發電量損失。

三是效率損失,電網電壓升高,直流母線電壓也要跟著升高,如400V的交流電壓,直流母線電壓在610V左右,一般逆變器額定電壓在這個電壓范圍內,組串電壓如果在600V左右,PWM占空比接近為1,這時候逆變器直流變換部分效率最高,如果交流電壓升到460V, 直流母線電壓要升到700V左右才能滿足,組串電壓如果還在600V左右,PWM占空比為0.86,這時候逆變器直流變換部分效率就會降低,大約90%左右。

降低電網電壓高,通常有三種方法:一是加大輸出電纜線徑,因為電纜越粗,阻抗越低;二是移動逆變器靠近并網點,電纜越短,阻抗越低,三是手動調整逆變器電壓范圍,但不能調得太高,超過270V有可能損壞用戶其它用電設備。

3

電壓劇烈波動 

光伏逆變器向電網輸送電能,電網質量的好壞也會對逆變器產生影響。在一些機械加工廠,有行車、電焊機、龍門銑床等大功率設備,和一些電弧爐工廠,設備啟動和關斷之間,電能變化非常劇烈,電網來不及調整,電壓短時間在320-460V之間變化,同時伴隨大量的諧波。

光伏逆變器的MPPT功能,組件的輸入功率有多大,逆變器輸出功率就有多大,而逆變器輸出功率是則和電壓和電流有關,當電網電壓劇烈波動時,逆變器調整能力有限,會導致MPPT追蹤功能混亂,找不到最大功率點,從而導致發電量的損失。再嚴重的情況,有可能造成光伏逆變器重啟,甚至逆變器損壞,造成停機電量損失。

總結

交流電壓對發電量的損失,其實很大,所以在勘探光伏場地時,電網的電壓穩定性也是必不可分的一部分。如果電壓穩定,就可安裝;如果電壓不是很穩定,則要考慮是否添加穩壓器等裝置,否則將會影響系統的發電量。


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