光伏系统三种不同连接方案的发电量仿真比较

光伏系统三种不同连接方案的发电量仿真比较 倪华 陈娟 赵为 阳光电源股份有限公司 安徽省 合肥市 The Photovoltaic System Power Simulation Comparison of Three Different Connection Scheme NI Hua Chen Juan Zhao Wei Sungrow Power Supply Co Ltd He fei An hui Province China ABSTRACT Mismatch will bring power loss to the photovoltaic power station system This article analyzed the system power loss caused by the mismatch and the some conclusion has been given Firstly a MATLAB simulation model has been established based on the engineering calculation method and the accuracy of model has been confirmed Secondly this paper defined the conception about the power loss of the photovoltaic power station is mainly composed of three parts shaded loss series loss and parallel loss for the first time Each and every part has been respectively specific analysis On this basis compared and simulated three different solar panel connected systems the centralized system the distributed system and the micro inverse system The conclusion that the centralized system power loss string system power loss micro inverse system power loss is proved and the reason has been presented that the distributed system eliminated the parallel loss therefore improve the part of the power system Micro inverse system while eliminating series loss and parallel loss at the same time so the loss is minimal The proper application field about those three systems has also been concluded in the end KEY WORDS PV Array System Power Loss Centralized System Distributed System Micro Inverse System 摘要 任何失配现象都会给光伏电站系统带来功率损失 对此 本文着重进行了分析与仿真验证 首先建立了基于 工程计算方法的 MATLAB 仿真模型 并验证了模型的正 确性 其次文章首次提出将光伏电站系统功率损失分为组 件功率损失 串联功率损失 并联功率损失三部分的观点 在此基础上 对三种不同的系统连接方案 集中式 组串 式和微逆的发电量区别进行了理论解释 组串式系统主要 消除了系统的并联功率损失 因此提高了部分系统功率 微逆系统同时消除了系统的并联功率损失和串联功率损失 因此损失最小 通过仿真对比了不同条件下三种系统连接 方案的发电量 验证了上述结论并分析出了三连接方案的 不同适用范围 关键词 光伏阵列 系统损失 集中式 组串式 微逆 0前言 目前国内光伏特性研究主要集中在两个大方 向 模型的研究与失配特性的研究 仿真是认识 光伏阵列特性的主要途径 理想的阵列特性比较 容易得到 而实际情况中的阵列大都含有失配现 象 保持绝对的一致性的阵列是不存在的 阵列 失配则是绝对的 只是程度轻重的差别 因此失 配阵列是光伏阵列仿真的主要对象 能引起阵列 失配的原因有多个 阴影 短路 断路 出厂参 数不一致 安装过程中的损坏 衰减等都可以导 致失配 诸多失配原因的一致结果是引起阵列表 面的光照不均匀 因此阴影常被作为失配的典型 研究对象 1 2 通过阴影仿真研究证明 失配会影响光伏阵 列的输出特性 主要表现于系统最大输出功率率 减少 且会出现多波峰现象 3 6 基于传统的最大 功率跟踪算法可能会使把系统的局部最大功率点 误当作全局最大功率点 因此带来更大的功率损 失 7 针对此问题 学者们分别从光伏拓扑优化和 最大功率跟踪算法改进这两个方面提出了对应策 略 前者在保持最大功率跟踪算法不改动的情况 下 通过改变阵列结构或优化阵列配置 使得系 统尽量避开失配带来的影响 4 7 9 后者则主要保持 阵列结构不动 而通过改进最大功率跟踪算法的 灵活性来使系统主动识别失配特性 寻找到全局 最大功率点 从而减少系统功率损失 6 10 13 阵列的串并联电气连接方式也会在一定程度 上增加系统的功率损失 理想的光伏阵列 其各 组件的一致性非常好 组件间的电气连接不会影 响系统的功率 实际情况中 由于各组件的不一 致 会通过电气串联 并联连接给系统带来功率 损失 文献 14 指出了集中式 串式和多串式三种 电气连接技术由于系统的 MPPT Maximum Power Point Tracker 只针对整个串并光伏阵列或组件串 而会损失一部分功率 同时提出一种基于单个组 件的 MPPT 模式 以保证阵列中每个组件均运行 在最大功率点 文献 8 更进一步 以每个共用旁 路二极管的电池元组为基本单元进行 MPPT 跟踪 以求得更大的系统功率 由此可见 减少组件间 的电气连接能提高光伏电站的系统功率 但上述 文章均只以结论的形式阐述了不同电气连接方案 的特点 相关的原理性解释并不多 本文主要以 集中式 组串式 也称分布式 微逆三种电气连 接系统为研究对象 深入研究它们的特点及不同 情况下的输出特性及其原因 集中式 逆变器 a 集中型系统 组串式 逆变器 组串式 逆变器 组串式 逆变器 b 组串式系统方案 微逆 微逆微逆微逆 微逆微逆微逆微逆 c 微逆系统 图 1 三种不同的光伏阵列系统连接方案 如 Error Reference source not found 所示 三种方案的区别在于系统内组件间的连接方式不 一样 本质上是对失配组件的不同处理 主要通 过系统中 MPPT 的个数来表现 在集中式系统方 案中 所有组串共用一个或少数几个 MPPT 其投 入成本少 组串式系统中每一个或每几个组串接 一个 MPPT 因此同一光伏阵列中其包含的 MPPT 个数要比集中式方案多 MPPT 个数的增加意味着 投入成本的增加 因此组串式系统成本较高 微 逆系统中每一个组件都配有一个 MPPT 因此相同 的阵列中其拥有的 MPPT 个数最多 成本也最大 由于串 并联连接会损失掉系统的一部分功率 因此系统中的 MPPT 个数一定程度上代表着系统 最大功率的获得能力 实际情况中 光伏逆变器为 MPPT 的载体 因此不同的光伏阵列连接方案应对应用不同大小 的逆变器 各逆变器厂家之间的竞争使得深入研 究不同光伏电站连接方案的优缺点这一课题很有 必要 现有的一些系统方案比较结论都是根据实 际电站运行结果对比得到的 但实际情况中有许 多影响系统功率的因素无法保持一致 如比较对 象 环境因素 因此 这些实际结论不可避免地 具有不可确定性和人为主观性 客观 严谨地对 各系统方案进行比较 并分析各方案的优缺点 必须保证系统中除组件连接方式可变化外 其它 一切因素均恒定不变 因此 仿真成为解决这一 问题的最好途径 本文首先建立了基于工程计算方法的光伏电 站仿真模型 紧接着通过理论分析将失配光伏电 站的系统功率损失分为组件功率损失 串联功率 损失 并联功率损失三部分 概述了光伏电站系 统的功率损失原因 基于这两部分内容 文章分 别对各种失配情况下的三种连接方案系统进行了 仿真并分别进行了深入的分析其特点 仿真中保 证了除连接方案不同外的其它因素的恒定 客观 地比较了三种连接方案在失配光伏电站系统中的 发电量损失 结果证明同一失配电站系统中 微 逆系统的功率损失最小 而集中式系统的损失最 大 但它们的相差程度在不同类型的电站系统中 不一样 本文的研究为光伏领域相关的应用奠定 了理论基础 同时对工程方面的应用具有很好的 指导意义 1仿真建模 1 1 仿真模型建立 光伏阵列仿真一般以单个光伏组件为基本单元 进行建模 且不考虑组件内部的局部故障影响 本文以常用的工程计算方法为数学模型 利用 Simulink 仿真工具建立电站级仿真模型 其中工 程计算方法表述如下 15 标况下 即 Sref 1000W m2 Tref 25 时 1 2 1 2 1 2 1exp 1ln 1 1exp1 mm SCOC mm OCSC SC OC IU C IC U UI C UI U IIC C U 一般工况下 即任意光照强度和温度时 1 1 1 1ln 1ln ref ref SCSC ref mm ref OCOC mm T TT S S S S IIT S S IIT S UUTeS UUTeS A A 1 2 1exp1 SC OC U IIC C U 其中 0 0025 C 0 5 0 00288 C 仿真模型如下 Error Reference source not found 所示 阵列中组件的主要参数及各环境中的 光照 S 温度 T 为仿真模型的输入信息 输出为系 统的各电气变量 功率 P 电压 U 电流 I 1 2 Discrete Ts 1e 006 s powergui 37 3 Uoc ref 30 3 Um ref U I To Workspace2 U To Workspace1 P To Workspace 25 T 1000 S1 1000 S0 PV S Function 1 N0 8 69 Isc ref 8 25 Im ref U out 图 2 仿真模型 1 2 仿真模型验证 以 JA Solar 公司的 143 7615 光伏组件为例 对仿真模型进行验证如下 010203040 0 2 4 6 8 10 JA Solar 143P 7615 PV Panel I V characteristic Voltage V Current A 个 个 个 个 个 个 个 个 a I V 曲线 010203040 0 50 100 150 200 250 300 JA Solar 143P 7615 PV Panel P V characteristic Voltage V Power W 个 个 个 个 个 个 个 个 b P V 曲线 图 3 组件实际特性曲线与仿真特性曲线的对比 Fig 3 Solar Panel Characteristic Comparison between Test and Simulation 表 1 光伏组件测试与仿真参数对比 Tab 1 Solar Panel Parameters Comparison between Test and Simulation 参数测试值仿真值误差 Uoc V38 34338 2800 164 Isc A8 9508 9500 Um V31 06731 5701 619 Im A8 4248 2831 674 Pm W261 702262 4050 269 上 Error Reference source not found 所示为 该组件的仿真曲线与实验曲线对比 可以看出组 件的仿真曲线与测量曲线的重合度非常高 Error Reference source not found 中比较了测试曲线与 仿真曲线的 5 个主要参数并计算了它们的误差 数据表明 各仿真参数的误差最大不超过 2 仿 真误差非常小 说明了该仿真模型准确性较高 后续的系统仿真主要基于此模型进行 各仿真结 果具备较高的可靠性 2系统功率损失分析 如前所述 当一个组件所处环境的光照或温 度发生变化时 其功率输出会发生变化 当该组 件所处环境恒定但其特性发生衰减时 其功率输 出也会有所变化 这样一个组件与其它组件串联 时 会使整个组串的功率有所损失 当该组串与 其它组串并联时 还会给整个系统功率带来损失 当光伏阵列中存在多个这样的组件时 称该阵列 光伏组件失配现象严重 遮挡 角度不一致 地 势不平整等都可以导致光伏阵列失配 仔细研究 这些失配现象发现 它们本质上都导致阵列中的 组件承受不均匀辐照或温度 因此电站中的绝大 部分失配现象均可通过改变组件的辐照度和温度 来进行仿真 根据光伏组件功率损失的原因及其在光伏阵 列的串并联结构 本文定义含失配现象的光伏系 统总功率损失由三部分组成 组件功率损失 串 联功率损失和并联功率损失 即 其中 指组件本身的功率损 FSB PPPP F P 失 指不同特性组件串联带来的功率损失 S P 指不同特性组串并联带来的功率损失 B P 组件功率损失为客观损失 主要原因是组件 本身的输出功率减少 外部原因或组件本身原因 都可导致 如遮挡使组件承受的 S T 改变 或组 件本身衰减 老化等 当阴影使阵列中部分组件 从 S0 T0 状态变化成 S1 T1 状态 由此受遮挡 组件减少的功率部分即为组件功率损失 光伏阵列中 凡是串联就会由于各组件的电 流差异造成电流损失 从而导致串联功率损失 凡是并联就会由于各组串的电压差异造成电压损 失 从而导致并联功率损失 这两部分损失都是 由于电气连接造成的 属于光伏阵列本身内部的 原因 2 1 串联功率损失 不考虑 MPPT 的追踪误差问题 光伏系统皆 以 P V 曲线的全局最大值为阵列工作点 通过研 究发现 含两种特性的组串 其串联 I V 特性曲线 上会出现 阶梯 P V 特性曲线上会出现 双波峰 其中在 P V 特性曲线的左侧波峰时 被遮模块被 旁路二极管旁路 不再工作 其余未遮模块以最 大功率状态输出 在右侧波峰时 被遮模块继续 工作 同时将其余未遮模块的工作电流拉低 工 作电压抬高 因此 无论最终工作在左侧波峰还 是右侧波峰 系统均会损失的一部分功率 此即 为串联功率损失 020406080100120140160 0 2 4 6 8 10 个 个 A 个 个 V 3个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 020406080100120140160 0 200 400 600 800 1000 个 个 W 020406080100120140160 0 200 400 600 800 1000 020406080100120140160 0 200 400 600 800 1000 020406080100120140160 0 200 400 600 800 1000 020406080100120140160 0 200 400 600 800 1000 020406080100120140160 0 200 400 600 800 1000 020406080100120140160 0 200 400 600 800 1000 020406080100120140160 0 200 400 600 800 1000 图 4 组件串联特性曲线 当工作在左波峰时 串联功率损失为被遮组 件在被遮光照下的功率 此部分损失与旁路二极 管有关 当工作在右波峰时 被遮组件与正常组 件的工作电流有差异 因此产生串联功率损失 此部分损失主要由串联连接导致 当组串中无遮 挡或全遮挡时 串联组件之间无电流差异 串联 功率损失为 0 否则组串中定有一部分串联功率损 失 2 2 并联功率损失 组串并联的本质是各组串在相同电压处的输 出特性叠加 以一个 2 组串并联阵列为例进行说 无遮挡 P V 曲线 无遮挡 I V 曲线 遮挡后 I V 曲线 遮挡后 P V 曲线 明如下 0200400600800 0 2000 4000 6000 8000 10000 个 个 V 个 个 W 个 个 个 个 个 个 个 P V个 个 个 个 个 个 个 个 个 1 个 个 2 a 580600620640660 5000 6000 7000 8000 9000 个 个 V 个 个 W 个 个 个 个 个 个 个 P V个 个 个 个 b m2 m1 a b 局部放大 图 5 a b 不同特性组串并联 P V 特性 在上图中 a b m 分别表示组串 1 组串 2 以及阵列的最大功率位置 m1 m2 分别为组串 1 2 分别向阵列最大功率点贡献的功率位置 它 们对应的功率分别为 a P b P m P 1m P 2m P 由图中可看出 a b 分别为组串 1 2 的唯一 最大功率点 因此有 又由于 1am PP 2bm PP 阵列的最大功率是由两个组串共同作用决定的 故有 因此 此即说 12mmm PPP abm PPP 明了各独立组串最大功率之和必然要大于等于它 们并联后的最大功率 定义各组串最大功率总和 与并联后阵列最大功率之差即为并联功率损失 令 表示并联后的功率损失 abm PPPP P 0 说明并联后系统肯定有功率损失 仔细分析不同特性组串并联情况可知 并联 功能损失 P 由各并联组串的差异性程度及数量决 定 各组串的特性差别越大时 并联功率损失越 大 当阵列中各组串完全一致时 并联功率损失 为 0 2 3 三种连接方案的功率损失 综上所述 组件功率损失是由客观环境导 F P 致的 可认为无法进行弥补 而串联功率损失 S P 并联功率损失这两部分损失是由组件之间的串 B P 并联电气连接造成 因此如果能想办法把串 并 联进行解耦 尽可能减少串联电流损失或并联电 压损失则能把 两部分损失减到最少 所谓 S P B P 解耦即取消串 并联的电气连接 使组件或组串 之间相互独立 所谓的组串式系统就是全部或一定程度上实 现了组串间的电气并联解耦 从而避免全部或部 分的并联功率损失 微逆系统则是同时对电气并 联与串联进行解耦 从而避免了所有的串联 并 联功率损失 集中式系统没有对组件串并联连接 采取任何解耦措施 因此功率损失最大 3三种连接方案发电量仿真比较 基于前面建立的仿真模型 本节对集中式方 案 组串式方案和微逆方案进行系统级仿真 验 证光伏系统功率损失分析理论的正确性 并对三 种连接方案进行研究 分析各自的特点 3 1 小型电站系统中的对比仿真 电气解耦的主要实现手段是增加系统中 MPPT 的个数 设 M N 系统 其中 M 代表阵列中并 联的组串个数 N 代表每组串中串联的组件个数 集中式系统有且仅有 1 个 MPPT 微逆系统有个 M N 个 而组串式则有多个不同情况 根据每 个 MPPT 管辖不同的组串数 MPPT 个数从 2 个到 M N 1 个均有可能 组串式系统中 MPPT 个 数对系统的发电量影响很大 光伏电站根据阵列大小可大致分别大型光伏 电站和小型光伏电站 屋顶电站为常见的小型电 站 本节讨论其相关特性 小型电站系统中出现 的失配组件面积一般也较小 下面以 2 21 和 10 21 两个光伏阵列为例 其中每个阵列均有且 仅有一个组件被遮挡 对三种不同的连接系统进 行仿真 对比发电量 同时讨论 MPPT 个数给系 统带来的影响 设定 2 21 阵列中 MPPT 的个数 为 2 个 10 21 系统中 MPPT 有 2 5 10 个 仿真所得各数据如 Error Reference source not found 所示 系统各部分功率损失分析如 Error Reference source not found 所示 表 2 小型电站系统中的三种连接方案对比 阵列尺寸 MPPT 个 数 微逆系统功率损失 组串式功率损 失 集中式功率损失 2 2121 3602 3832 797 100 2720 4760 662 50 2720 5590 66210 21 20 2720 6320 662 注 正常光照 遮挡光照 700 300 表 3 小型电站系统中的系统功率损失分析 损失分类2 21 阵列损失百分比 10 21 阵列损失百分比 组件功率损失1 360 272 串联功率损失1 0230 204 并联功率损失0 4140 186 比较上表中各数据 可得出以下结论 a 对于任意失配阵列 如果其它因素都保持一致 仅就不同连接方案进行比较 则必然有集中式系 统功率损失 组串式系统功率损失 微逆系统功率 损失 b 光伏阵列一定 微逆的 MPPT 个数也就被确定 某一失配条件下能提高的功率也一定 而组串式 系统中不同的 MPPT 个数提高的系统发电量则不 同 一般而言 MPPT 越多 组串式功率提高优势 越明显 c 同一失配情况下 阵列尺寸越大 微逆和组串 式系统的功率提高优势反而越不明显 这是因为 组件功率损失不变 而串联功率损失 并联功率 损失只随阵列的增大而有微弱变化 因此 三部 分损失百分比反而随系统增大而减少 故微逆与 组串式的优势也就越小 Error Reference source not found 充分体现了这一结论 同时也验证了系 统功率损失分析的正确性 3 2 大型电站系统中的仿真 大型电站如荒漠电站 山地电站等也非常常 见 假设一个 101 21 的 500K 大型光伏电站系统 有 2121 块组件 每块组件的额定功率为 235W 如 Error Reference source not found 所示 其中 16 个组串含有遮挡组件 遮挡个数分别为 1 2 3 16 共有 132 块组件受遮挡 受影响 功率为 132 235 31 020W 遮挡故障不变 仿真 对比集中式系统 不同组串式系统和微逆系统的 发电量差别 仿真结果如下 表 4 大型电站系统中的三种连接方案对比 系统方案MPPT 个数功率损失 集中式1 个 101 组串 7 806 17 个 6 组串 6 587 21 个 5 组串 6 358 34 个 3 组串 6 156 26 个 4 组串 6 017 51 个 2 组串 5 999 组串式 101 个 单组串 5 923 微逆2121 个 单组件 3 66 注 正常光照 遮挡光照 700 300 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 5 61 2 3 4 5 61 2 3 4 5 61 2 3 21组件 1 2 3 4 15 16 4 51 2 3 17 1234514 15 161920 21 98 99 100 101 101组串 图 6 500KW 电站阴影示意图 根据上表中的各数据可计算出此失配情况下 的系统各部分损失为 表 5 大型电站系统中的系统功率损失分析 损失分类损失百分比 组件功率损失3 66 串联功率损失2 263 并联功率损失1 883 仔细分析上述仿真结果 可得以下几个结论 对于存在失配现象的大型光伏阵列 a 对于任意失配阵列 三种连接方案的系统功 率损失大小比较仍与小型电站系统一致 集中式 系统功率损失 组串式系统功率损失 微逆系统功 率损失 其中集中式系统 1 个 MPPT 中遮挡产 生的总功率损失为 7 806 单组串 MPPT 系统 共 101 个 MPPT 产生的功率损失为 5 923 微逆系统 共 101 21 2121 个 MPPT 产生的功 率损失为 3 66 b 阵列及故障一定 微逆提高的系统发电量固定 但不同 MPPT 个数的组串式系统提高的系统发电 量不同 MPPT 的个数与功率提高百分比成线性关 系但不成正比 c 组串式系统中 MPPT 路数越多 发电量提高量 越多 但即使完全消除并联带来的功率损失 组 串式最多只能弥补 2 26 的并联功率损失 对剩余 的串联功率损失与遮挡产生的功率损失不起作用 这与系统功率损失理论分析是相符合的 d 微逆含有的 MPPT 个数最多 但也只能提高时 提高 4 146 的发电量 并不能达到 100 这是 由于剩余的组件功率损失无法通过电气解耦得到 弥补 因此充分证明了前述系统功率损失分析理 论的正确性 e 上述仿真背景较极端 实际环境极少出现这样 恶劣的情况 可供微逆与组串式弥补的串联 并 联功率损失并不会有这么多 因此它们相对于集 中式系统的优势也不会这样明显 3 3 大型荒漠电站仿真 我国目前的光伏电站大都建在西北荒漠地带 因此研究大型荒漠电站的失配更具有实际意义 大型荒漠电站所处地势平坦 面积广阔 其周围 基本无遮挡物 局部遮挡发生少 因此各组串本 身特性失配即组件衰减成为阵列失配现象的主要 影响因素 组件衰减或老化等原因导致功率输出 减少归根结底表现为组件的主要电气特性参数相 对于铭牌上标注的数据发生变化 因此 可以通 过对输入模型的特性参数进行一定的调节以达到 模拟失配现象的目的 对于上述 500KW 电站 分别用衰减率为 3 和 10 的组件作为影响量 随机分配到阵列各位 置上 分析三种连接方案的发电量损失差别 各 情况下的仿真数据如下 Error Reference source not found 所示 表 6 荒漠电站系统中的三种连接方案系统功率损失对比 衰减系统连接非随机非随机非随机非随机随机情 率方案情况 1情况 2情况 3情况 4况 集中式 1 6741 1981 4111 7850 866 组串式 1 6451 1641 3681 7470 8393 微逆 1 6241 1311 3411 7170 807 集中式 5 8274 1834 9036 1403 031 组串式 5 6004 0604 7045 9762 97910 微逆 5 4293 7804 4845 7412 698 注意 组串式含 101 个 MPPT 为单组串 MPPT 系统 上述仿真都是 在标况下进行的 表中对比的四种非随机情况均代表人为选择 衰减组件的数目及发生位置的情况 随机情况指 用 Matlab 生成随机数 符合正态分布 表示各组 串中衰减组件个数 模拟各逆变器随机分布中的 某一种情况 实际情况中衰减组件必然随机出现 在光伏阵列中 因此随机情况下的对比仿真更显 实际性与有效性 表 7 荒漠电站系统中各仿真情况的系统功率损失分析 衰减率 各部分损 失计算 非随机 情况 1 非随机 情况 2 非随机 情况 3 非随机 情况 4 随机情 况 组件功率 损失 1 6241 1311 3411 7170 807 并联功率 损失 0 028 0 034 0 043 0 038 0 027 3 串联功率 损失 0 021 0 033 0 026 0 030 0 032 组件功率 损失 5 4293 784 4845 7412 698 并联功率 损失 0 227 0 123 0 199 0 164 0 052 10 串联功率 损失 0 171 0 280 0 220 0 236 0 281 注意 四种非随机情况具体安排见附录 从仿真结果及各部分功率损失分析中可看出 首先在由衰减导致的失配阵列中 由于衰减 组件数目较多 因此系统的功率损失都较大 且 衰减率越大 损失越多 其次 各情况下的系统功率损失中组件功率 损失占据了主体 串联 并联功率损失都相对来 说较小 因此组串式与微逆的系统功率提高优势 都不明显 再次 由表中各数据可知 衰减组件被特殊 安排时 衰减率越大 并联损失越多 因此微逆 方案与组串式方案较集中式方案提高的功率越多 但在符合正态分布的随机情况下 并联损失均较 少 微逆方案和组串式方案较集中式功率提高都 很少 这是由于失配组件大面积随机分布在阵列 中 各组串之间相似性很大的缘故 依此类推 当各组件衰减率不同时 根据衰 减组件分布的随机性 各逆变器内的组串也必然 不能保证刚好各异 因此微逆与组串式方案较集 中式方案的发电量提高更加不明显 4结论 本文从理论上研究了光伏系统的发电量损失 对集中式 组串式 微逆三种不同连接系统进行 了仿真与分析 得出了以下相关结论 微逆同时 避免了组件串联 并联造成的功率损失 其效果 最好 但成本最大 实现难度较大 组串式主要 避免了组串并联造成的功率损失 因此能较集中 式提高一定的发电量 提高是绝对的 提高多少 需要具体情况具体分析 集中式系统因从成本 人力等原因出发没有对串并联功率损失进行弥补 从而使系统损失比前面两者均要大些 但成本较 小 容易实现 集中式系统是最典型的系统 其功率损失比 微逆系统与组串式系统大 但成本投入最少 因 此在实际应用中可综合各方面因素考虑 微逆系 统同时弥补串联 并联功率损失 因此对任意容 易产生失配故障的光伏电站系统都有效 但鉴于 其实现成本太大 投入的与产生很成正比 因此 目前为止其应用得较少 由于组串式弥补的是并 联功率损失 因此适用于含多种不同环境如地势 不平整 易发生遮挡的电站中 如山地 丘陵等 电站 或者组件朝向不一致的屋顶电站 这些组 串并联功率损失较大的场合 对于地势平坦 环 境情况单一 失配现象均匀 遮挡少有发生的光 伏电站 微逆系统 组串式系统 集中式系统在 发电量上并无明显差别 因此 大型荒漠光伏电 站中 微逆和组串式系统在提高发电量上的优势 不明显 反而增加了投资成本 参考文献 1 张臻 沈辉 李达 局部阴影遮挡的太阳电池组件输出特性实验 研究 J 太阳能学报 2012 33 1 5 12 Zhen Zhang Hui Shen Da Li Experimental study on characteristics of partial shaded solar module J Acta Energiae Solaris Sinica 2012 33 1 5 12 2 戚军 张晓峰 张有兵 等 考虑阴影影响的光伏阵列仿真算法 研究 J 中国电机工程学报 2012 32 32 131 138 Qi JunI Zhang Xiaofeng Zhang Youbing et al Study on Simulation Algorithm of PV Array Considering Shade Effect J Proceedings of the CSEE 2012 32 32 131 138 3 陈阿莲 冯丽娜 杜春水 等 基于支持向量机的局部阴影条件 下光伏阵列建模 J 电工技术学报 2011 26 3 140 147 Chen Alian Feng Lina Du Chunshui et al Modeling of Photovoltaic Array Based on Support Vector Machines Under Partial Shaded Conditions J Transactions of China Electrotechnical Society 2011 26 3 140 147 4 朱文杰 荣飞 局部阴影条件下基于支路串联电压源的光伏阵列 结构设计 J 中国电机工程学报 2013 33 36 96 103 Zhu Wenjie Rong Fei Structural Design of Photovoltaic Arrays Based on Series voltage Source Under Partial Shading J Proceedings of the CSEE 2013 33 36 96 103 5 肖景良 徐政 林崇 等 局部阴影条件下光伏阵列的优化设计 J 中国电机工程学报 2009 29 11 119 124 Xiao Jingliang Xu Zheng Lin Chong et al Optimal Design of Photovoltaic Arrays Under Partial Shading J Proceedings of the CSEE 2009 29 11 119 124 6 胡义华 陈昊 徐瑞寿 等 阴影影响下最大功率点跟踪控制 J 中国电机工程学报 2012 32 9 14 26 Hu Yihua Chen Hao Xu Ruidong et al Maximum Power Point Tracking Under Shadowed Conditions J Proceedings of the CSEE 2012 32 9 14 26 7 卞海红 徐青山 高山 等 考虑随机阴影影响的光伏阵列失配 运行特性 J 电工技术学报 2010 6 104 109 Bian Haihong Xu Qingshan Gao Shan et al Operation Mismatches of Photovoltaic Array Considering 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