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?电网电压对光伏系统发电量的影响有多大?
2019-08-20

同一个光伏系统、组件、逆变器、电缆等部件完全一致,安装倾斜角度和方位角度也完全一致,安装在同一个地方,那是不是发电量就差不多呢?事实上,光伏发电量与电网电压有很大关系,电压极不稳定的地区与电压稳定的地区对比,发电量有可能相差10%到20%。

本文就电网电压对系统的影响讨论,电网的电压包括:电压偏低,电压偏高,电压快速波动,这三种情况都会影响系统发电量。

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电网电压偏低

在光伏系统中,不管组件安装多大,逆变器的最大输出电流,都是不能超过的,因为一旦超过,会导致逆变器过热而炸机。如果在电网额定电压的情况下,这个最大输出电流是可以达到额定输出功率的,但是如果低于额定电压,就不能满载输出。

如17kW逆变器,最大输出电流是27.4A,在额定电压400V的情况下,最大输出功率是27.4*400*1.732=18.98kW,可以满足1.1倍过载,但是如果电网的电压比较低,只有340V, 那么逆变器最大输出功率就是27.4*340*1.732=16kW,在这个电压下,即使组件功率再大,也不能满载输出。

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电网电压偏高

有两种情况,会导致电网电压会偏高,一是靠近降压变压器的地方,为了保证离变压器较远的地方电压正常,考虑到线路电压损耗,一般都会将变压器输出电压拉高;二是光伏发电用户侧消化不了,输送到较远的地方要提高电压,线路存在阻抗,有电压损失,逆变器输出侧电压要升高才能送到电网。

电压升高对发电量的损失有三个方面,一是逆变器过压保护,引起逆变器保护关机,这时候就会电量损失。二是逆变器过压降载,这是逆变器在电网电压过高的地方采用的一种新的技术,当电网电压升到一定程度时,逆变器主动降低功率,以保证逆变器不脱网,这样可以降低停机的损失,但也有一定量的发电量损失。

三是效率损失,电网电压升高,直流母线电压也要跟着升高,如400V的交流电压,直流母线电压在610V左右,一般逆变器额定电压在这个电压范围内,组串电压如果在600V左右,PWM占空比接近为1,这时候逆变器直流变换部分效率最高,如果交流电压升到460V, 直流母线电压要升到700V左右才能满足,组串电压如果还在600V左右,PWM占空比为0.86,这时候逆变器直流变换部分效率就会降低,大约90%左右。

降低电网电压高,通常有三种方法:一是加大输出电缆线径,因为电缆越粗,阻抗越低;二是移动逆变器靠近并网点,电缆越短,阻抗越低,三是手动调整逆变器电压范围,但不能调得太高,超过270V有可能损坏用户其它用电设备。

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电压剧烈波动 

光伏逆变器向电网输送电能,电网质量的好坏也会对逆变器产生影响。在一些机械加工厂,有行车、电焊机、龙门铣床等大功率设备,和一些电弧炉工厂,设备启动和关断之间,电能变化非常剧烈,电网来不及调整,电压短时间在320-460V之间变化,同时伴随大量的谐波。

光伏逆变器的MPPT功能,组件的输入功率有多大,逆变器输出功率就有多大,而逆变器输出功率是则和电压和电流有关,当电网电压剧烈波动时,逆变器调整能力有限,会导致MPPT追踪功能混乱,找不到最大功率点,从而导致发电量的损失。再严重的情况,有可能造成光伏逆变器重启,甚至逆变器损坏,造成停机电量损失。

总结

交流电压对发电量的损失,其实很大,所以在勘探光伏场地时,电网的电压稳定性也是必不可分的一部分。如果电压稳定,就可安装;如果电压不是很稳定,则要考虑是否添加稳压器等装置,否则将会影响系统的发电量。


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