太阳能逆变器对光伏系统的影响

　　在光伏系统中，太阳能逆变器的成本不到5%，但却是发电效率的决定性因素之一。在组件等附件完全一致的情况下，如果选用不同的逆变器，系统的总发电量会有5%到10%的差异。这种差异主要是由逆变器引起的。MPPT效率是决定光伏逆变器发电能力的关键因素，其重要性甚至超过了光伏逆变器本身的效率。MPPT效率等于硬件效率乘以软件效率。硬件效率主要取决于采样电路的精度、MPPT电压范围和MPPT路径的数量。

　　太阳能逆变器对光伏系统的影响

　　最大功率点跟踪(MPPT)是光伏发电系统的核心技术。是指根据不同的环境温度和光照强度，调整光伏阵列的输出功率，使光伏阵列始终输出最大功率。

　　MPPT采样电路的精度

　　实现 MPPT 的方法有很多种。但是，无论采用哪种方法，都需要先测量元件功率的变化，然后再对变化做出反应。这个过程中最关键的组件是电流传感器。其测量精度和线性误差将直接决定硬件效率。电流传感器主要有两种：闭环型和开环型。开环电流传感器一般为电压型，体积小，重量轻，无插头损耗，成本低，线性精度可达99%。其总测量误差约为1%。闭环电流传感器频带范围广，精度高，响应时间快，抗干扰能力强。其线性精度约为 99。

　　当天气条件发生剧烈变化时，闭环传感器具有优势。

　　闭环电流传感器

　　开环电流传感器

　　MPPT电压范围

　　功率逆变器的工作电压范围与 逆变器的电气拓扑结构和逆变器的输出电压有关。组串式逆变器和分布式逆变器采用两级电气拓扑结构。MPPT工作电压范围为250-850V。集中式逆变器采用单级结构，其输出电压有270V、315V、400V等规格。输入MPPT有450-850V、500-850V、570-850V等电压范围，单级结构有组串式逆变器，只有一个DC-AC逆变器。其输出电压为400V，MPPT输入电压范围为570-850V。从应用的角度来看，每种逆变器都有自己的优缺点。

　　从逆变器的角度来看，对于输出电压较高的逆变器，如果功率等级相同，电流越小效率越高。与两级结构相比，单级结构结构更简单，可靠性更高，成本更低，成本更低。

　　从系统的角度来看，如果逆变器的MPPT电压范围较宽，则可以早起晚停，发电时间更长。

　　根据电压源串联原理，系统输出电压相加，电流不变。光伏组件串联后，输出电流由最小面板数决定。由于组件原材料、加工工艺、阴影、灰尘等的影响，如果降低一个组件的功率，则该系列组件的功率也会降低。因此，应尽量减少串联元件的数量，增加并联元件的数量，以减少元件一致性带来的影响。

　　MPPT 循环

　　目前，组串式逆变器有1-5个MPPT回路，工频集中式逆变器也有1-3个MPPT回路。分布式逆变器集成了汇流箱和MPPT升压。有多个MPPT，还有一个高频模块化集中逆变器。每个模块都有一个 MPPT。这个解决方案是艾默生在2010年推出的，但是可能因为当时技术还不成熟，市场反应不太理想。

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　　从解决失配问题的角度来看，MPPT越多越有利。从稳定性和效率的角度来看，MPPT 数量越少越好，因为 MPPT 数量的增加往往会导致系统成本更高、稳定性更差、损耗更大。因此，需要结合实际的地形需求选择合适的方案。理论上，元件的不一致性应该超过0.5%，那么就有了一些操作值。

　　功能损失：MPPT算法有很多，如干扰观测法、增量电导法、电导增量法等。无论采用哪种算法，日照强度都是通过不断变化的直流电压来判断的，因此无法避免误差。例如，当电压实际处于最佳工作点时， 逆变器仍会尝试改变电压来判断是否为最佳工作点。如果 MPPT 环路增加，损失会更大。

　　测量损耗：当MPPT工作时，逆变器必须测量电流和电压。一般来说，电流越大，抗干扰能力越大，误差越小。2回路MPPT的电流是4回路MPPT的2倍，误差大大降低。例如某公司50kW太阳能逆变器 采用开环直流电流传感器HLSR20-P，电流为20A，误差为1%。当输入电流小于 0.5A 时，经常会出现错误。当输入电流小于0.2A时，基本无法工作。

　　电路损耗：MPPT主电路有一个电感和一个开关晶体管，在工作过程中也会产生损耗。一般来说，电流越大，电感值越低，损耗越小。

　　下图是两个不同地方不同MPPT逆变器的实际发电量。从图中可以看出，在没有遮挡的平坦区域，两台逆变器的发电量是差不多的。在山区或一般遮光条件下的屋顶上，两级多路MPPT逆变器具有较高的发电能力。

　　概括

　　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，针对不同地形、不同光照条件，选择不同的逆变器，降低电站成本，提高经济效益。山地电站和屋顶电站存在不一致、偏遮挡的现象，不同的山地有不同的遮挡特性，导致组件不匹配问题。建议选择多路MPPT、宽电压范围的两级逆变器，可以延长早晚发电时间。在没有遮蔽物和良好照明条件的平坦区域。

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