同一個(gè)光伏系統(tǒng)、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(gè)地方,那是不是發(fā)電量就差不多呢?事實(shí)上,光伏發(fā)電量與電網(wǎng)電壓有很大關(guān)系,電壓極不穩(wěn)定的地區(qū)與電壓穩(wěn)定的地區(qū)對比,發(fā)電量有可能相差10%到20%。
本文就電網(wǎng)電壓對系統(tǒng)的影響討論,電網(wǎng)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(tǒng)發(fā)電量。
▲古瑞瓦特河南100MW項(xiàng)目案例
1
電網(wǎng)電壓偏低
在光伏系統(tǒng)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?yàn)橐坏┏^,會導(dǎo)致逆變器過熱而炸機(jī)。如果在電網(wǎng)額定電壓的情況下,這個(gè)最大輸出電流是可以達(dá)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(wǎng)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(gè)電壓下,即使組件功率再大,也不能滿載輸出。
2
電網(wǎng)電壓偏高
有兩種情況,會導(dǎo)致電網(wǎng)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(yuǎn)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(fā)電用戶側(cè)消化不了,輸送到較遠(yuǎn)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(cè)電壓要升高才能送到電網(wǎng)。
電壓升高對發(fā)電量的損失有三個(gè)方面,一是逆變器過壓保護(hù),引起逆變器保護(hù)關(guān)機(jī),這時(shí)候就會電量損失。二是逆變器過壓降載,這是逆變器在電網(wǎng)電壓過高的地方采用的一種新的技術(shù),當(dāng)電網(wǎng)電壓升到一定程度時(shí),逆變器主動降低功率,以保證逆變器不脫網(wǎng),這樣可以降低停機(jī)的損失,但也有一定量的發(fā)電量損失。
三是效率損失,電網(wǎng)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(gè)電壓范圍內(nèi),組串電壓如果在600V左右,PWM占空比接近為1,這時(shí)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(shí)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(wǎng)電壓高,通常有三種方法:一是加大輸出電纜線徑,因?yàn)殡娎|越粗,阻抗越低;二是移動逆變器靠近并網(wǎng)點(diǎn),電纜越短,阻抗越低,三是手動調(diào)整逆變器電壓范圍,但不能調(diào)得太高,超過270V有可能損壞用戶其它用電設(shè)備。
3
電壓劇烈波動
光伏逆變器向電網(wǎng)輸送電能,電網(wǎng)質(zhì)量的好壞也會對逆變器產(chǎn)生影響。在一些機(jī)械加工廠,有行車、電焊機(jī)、龍門銑床等大功率設(shè)備,和一些電弧爐工廠,設(shè)備啟動和關(guān)斷之間,電能變化非常劇烈,電網(wǎng)來不及調(diào)整,電壓短時(shí)間在320-460V之間變化,同時(shí)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(guān),當(dāng)電網(wǎng)電壓劇烈波動時(shí),逆變器調(diào)整能力有限,會導(dǎo)致MPPT追蹤功能混亂,找不到最大功率點(diǎn),從而導(dǎo)致發(fā)電量的損失。再嚴(yán)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(jī)電量損失。
總結(jié)
交流電壓對發(fā)電量的損失,其實(shí)很大,所以在勘探光伏場地時(shí),電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性也是必不可分的一部分。如果電壓穩(wěn)定,就可安裝;如果電壓不是很穩(wěn)定,則要考慮是否添加穩(wěn)壓器等裝置,否則將會影響系統(tǒng)的發(fā)電量。