现在国内外光伏逆变器在相同的条件下对比发电量,相差可能高达20%,这个差异的主要原因就是MPPT效率。
MPPT是逆变器非常核心的技术,MPPT电压在进行光伏电站设计时一项非常关键的参数,首先我们来认识一下什么是MPPT:
MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”(Maximum Power Point Tracking)太阳能控制器,是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压,并追踪最高电压电流值(VI),使系统以最大功率输出对蓄电池充电。应用于太阳能光伏系统中,协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作,是光伏系统的大脑。
最大功率点跟踪系统是一种通过调节电气模块的工作状态,使光伏板能够输出更多电能的电气系统能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中,可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电,不产生环境污染。
这其中最最关键的元器件就是电流传感器,它的精度和线性误差将直接决定硬件效率,而软件的采样频率也是由硬件的精度来决定的。
MPPT效率对发电量有直接影响,虽然没有有效的测量方法,但是目前可用累计发电效率来评估。
影响MPPT效率的原因在逆变器设计上有2点:
1.逆变器的硬件结构、参数对MPPT效率影响很大,比如开环电流传感器肯定比闭环电流传感器精度低,但是有好多厂家为了降成本采用开环传感器;还有就是传感器的变比选择对精度影响也很大;再有影响效率的就是逆变器整体主电路和控制驱动电路的设计了,电力电子设备整体的协调、配合,比如驱动电路的响应精度,主回路参数的合理选取等等,对硬件工程师的要求是很高的,设备不是只是设计出来能运行即可,要把产品做到接近极致才是产品设计人员应该追求的。
2.MPPT软件控制算法,各个厂家的算法大致相同,只是有细微差别,要看设计人员对整个光伏系统的理解程度和对逆变器硬件参数的熟悉程度,才能使MPPT控制器达到理想目标。
由于太阳能电池收到光强以及环境等外界因素的影响,其输出功率是变化的,光强发出的电就多,带MPPT最大功率跟踪的逆变器就是为了充分的利用太阳能电池,使之运行在最大功率点。当环境发生变化,太阳能电池输出功率变化,逆变器输出功率也会发生变化,带独立负载时,如果逆变器输出功率不能提供负载功率,那负载是不能正常用电的。
逆变器MPPT技术的多样性,给电站设计带来了极大的便利。结合实际,科学设计,不同的地形,光照条件,选择不同的逆变器,降低电站成本,提高经济效益。山丘电站和屋顶电站,存在朝向不一致和局部遮挡的现象,且不同的山丘遮挡特性不一样,带来组件失配问题,建议选择多路MPPT,电压范围宽的双级结构的逆变器,可以增加早晚发电时间。平地无遮挡,光照条件好的地区,建议选择单路MPPT,单级结构的逆变器,可以提高系统可靠性,降低系统成本。
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