登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
式中,V dcmax 为逆变器允许的最大直流输入电压,V;Vmpptmax 为逆变器MPPT 电压最大值,V;Vmpptmin 为逆变器MPPT 电压最小值,V;Voc为光伏组件的开路电压,V;Vpm 为光伏组件的最佳工作电压,V;Kv 为光伏组件的开路电压温度系数;K′v 为光伏组件的工作电压温度系数;N为光伏组件串联数,N 取整;t 为工作状态下光伏组件的极端低温,℃;t ′ 为工作状态下光伏组件的极端高温,℃。
从上述公式可以看出,组件串联数需保证同时满足逆变器的直流MPPT 电压和最大直流允许电压的要求。
但该计算方式存在的问题是:在常规计算过程中,式中的t 值一般取项目所在地的极端最低气温,而实际上极端低温t 应该取工作条件下组件的极端低温,即有光照时组件的最低温度。然而现实中,在组件工作条件下,当阳光照到光伏组件上时,结温会立刻升高,并随着辐照度的增加而增加。因此,计算中取全天的环境极端低温直接计算,显然t 值会偏低。
以上因素造成在利用常规算法进行计算和设计时,存在极端低温取值偏低、开路电压偏大、组件串联数取值偏保守的问题。组件串联数偏小会导致在同样的设计容量下组串数增多,从而使组串汇流电缆增多、支架数量增多、用地增加,最终导致电站投资增大。因此,在实际设计过程中,可在常规算法的基础上根据实际运行环境优化计算。
组件串联数计算优化
2.1 光伏组件相关特性分析
光伏组件的电流主要受辐照度的影响,电压主要受组件工作温度的影响[2],如图1 所示;辐照度也会对电压有一定的影响。在组件串联个数计算中,主要用到的组件参数是组件开路电压、组件最大功率点电压。
为了使光伏组件输出功率P 最大,需要通过最大输出功率点跟踪方法,使电压V 维持在最大功率点附近。在光伏发电系统中,由逆变器MPPT 实现这一功能。组件输出功率与电压的关系曲线示意图如图2 所示[3]。
2.2 逆变器相关特性分析
逆变器MPPT 控制的作用是调整电压至组件的最大功率点电压。以某500 kW 逆变器参数为例,其主要参数数据如表1 所示。
在光伏发电系统中,随着太阳辐照度从日出开始逐渐增强,组件发电产生的电压也慢慢增大,当电压进入逆变器工作电压范围时,逆变器开始工作,整个系统进入发电状态;当组件电压继续升高进入逆变器MPPT 电压范围时,MPPT 会调整电压至最大功率输出点电压,使该路MPPT 下所接组串产生最大功率。中午到傍晚的变化也是相同,随着太阳辐照度降低,组件电压减小,当电压低于逆变器最低工作电压时,逆变器停止运行。工作电压范围决定了逆变器每天启动与停止运行的时间,同理,满载MPPT 电压范围则决定了MPPT 满负荷运行的时间,这个范围越宽,逆变器获得的发电效率越高。
在组件串联数的计算中,主要用到的逆变器参数是逆变器直流侧最大开路电压和MPPT电压范围。从式(1) 和式(2) 可以看出,式(1)决定了组串最大电压在极端低温条件下不会超过逆变器最大直流输入电压,式(2) 决定了组串在极端高温和极端低温条件下电压位于逆变器MPPT 电压范围。而用常规算法计算时,限制组件串联数上限的往往是逆变器MPPT 电压范围的上限。
值得注意的是,当组串电压高于MPPT 电压范围的上限而低于逆变器最大直流输入电压时,逆变器仍具备对直流侧电压的控制能力。因此,通过电压控制功能,MPPT 会将直流电压逐渐拉回850 V 以下的正常工作范围内。一旦直流输入电压低于MPPT 电压范围的上限,MPPT 控制就会调整电压至最大功率点电压。
2.3 优化建议
在光伏电站设计过程中,建议组件串联数的确定应该以同时满足以下条件作为取值标准:
1)计算组串最高电压,并根据环境极端低温修正到电池结温;
2) 组串在任何发电运行工况下,电压都不超过逆变器允许的直流输入电压范围( 工作电压范围);
3) 组件串联数的取值应统筹考虑电站整体发电量。光伏组串的最高电压VOCARRAY 等于最低工作温度下的开路电压[4],计算式为:
式中,V′dcmax 为逆变器和光伏组件允许的最大系统直流电压,取二者较小值,V。
两种计算方法的设计结果对比
以某光伏电站为例,采用2 种计算方法分别计算并进行对比。该项目地的极端最高气温为38 ℃,极端最低气温为-20 ℃。采用290 Wp 多晶硅光伏组件,组件开路电压为39 V,峰值功率电压为33 V,开路电压温度系数为-0.0033,工作电压温度系数为-0.0041。每1 MW 为1 个方阵,采用500 kW 逆变器2 台,逆变器最大直流输入电压为1000 V,MPPT 电压范围为450~820 V。
1) 常规计算方法:即组件串联数需保证同时满足逆变器的直流MPPT 电压和最大直流允许电压的要求。采用式(1) 和式(2) 计算,可得最大组件串联数为20 个。
2) 优化后的计算方法:由于此项目地极端最低温度为-20 ℃,非极寒地区,且达到极端最低气温的天数极少,因此,采用式(5) 进行计算,即组件串联数保证满足最大直流允许电压的要求,略高于逆变器的直流MPPT 电压最大值,可得最大组件串联数为22 个。
3.1 系统效率对比分析
两种计算方法得出的组件串联数不同,因此同等容量下的组串数量不同,使得线损不同,导致发电效率有差别,从而影响最终发电量。组件串联数越大,组串电压越高,线损越低,从而可提升发电效率。在本案例中,两种计算方法的系统效率对比结果如表2 所示。
由此可见,在本案例中,采用优化后的计算方法可以使组串电压提高10%,线损减少21%,发电效率提升约0.25%。因此,在同等辐照度和相同容量条件下,化后的算法可使发电量提升约0.25%。
3.2 投资成本对比分析
两种计算结果对投资成本的影响主要体现在光伏发电系统直流侧的成本和支架土建基础的成本。在本案例中,两种计算方法的投资成本对比结果如表3 所示。可知,采用优化后的计算方法,每个发电单元节省了16 个支路,可节约1 台汇流箱,直流电缆减少了9.2% 的用量;同时,虽然每个发电单元节省了16 个支路,但支架大小有所增加,整体支架钢材的用量变化不大,而支架土建基础投资会减少约9.2%。
结论
本文探讨了光伏电站设计中组件串联数的计算方法,对现有计算方法存在的问题进行了分析,提出了优化建议,并对两种计算方法产生的结果进行了系统效率和投资成本方面的对比分析。采用优化后的计算方法可在光伏电站设计中降低投资成本,同时提升系统效率;但也存在极少数极端天气情况下,逆变器无法输出最大功率的风险。因此,在实际设计过程中,需要进行气象条件分析,根据项目地的实际极端气温、出现时间点及天数,从系统效率、投资成本和极端低温运行减损的发电量几个方面进行综合对比,从而选择最具经济性的方案。
作者:赵霞 于金辉 李晗 翟云飞 牛利芳 梁芳 王靖
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
4月29日-30日,第八届数字中国建设峰会在福建福州举办。在国家“双碳”战略持续推动的背景下,城市绿色高质量发展成为社会广泛关注的重要议题。4月30日,以“共建绿色城市新生态”为主题的城市绿色高质量发展峰会在福州市海峡国际会展中心5号馆成功举办。本次峰会聚焦“源网荷储一体化”建设路径等重点
4月23日至25日,韩国国际绿色能源展(GreenEnergyExpo2025)在韩国大邱EXCO会展中心盛大举行。作为全球领先的太阳能科技公司,本次展会隆基携高效、高可靠的BC组件重磅亮相,以创新实力再次成为展会焦点。眼见为实,BC实力惊艳全场在隆基展台的核心区域,BC组件的动态演示吸引了众多观展者驻足。现场与
4月29日,江苏省发展改革委与江苏能源监管办联合印发《关于贯彻落实〈分布式光伏发电开发建设管理办法〉的实施意见》(苏发改规发〔2025〕2号),通过优化上网模式、简化备案流程、保障接网消纳、规范整村开发、强化安全管理,多维度破解分布式光伏发展痛点,为企业、投资者及从业者注入信心。上网模式
4月29日,山西省能源局发布关于《分布式光伏发电开发建设管理实施细则(征求意见稿)》第二次征求公众意见的公示。文件提出,采用自发自用余电上网的工商业光伏,自发自用电量占年发电量的比例应在50%以上,鼓励通过储能等方式优化涉网安全与电网友好性。年自发自用电量占发电量的比例未达到要求时,调
供给、消费、技术、制度、国际合作全方位支持民营企业参与新能源建设水电水利规划设计总院新能源院院长辛颂旭今年年初,习近平总书记在民营企业座谈会上发表重要讲话,明确提出“促进民营经济健康发展、高质量发展”。随后,各相关部委和地方政府积极行动,加快完善鼓励、支持、引导民营经济健康、高质
为深入贯彻落实习近平生态文明思想,积极推动光伏发电与生态修复协同发展,加快构建云南新型能源体系,云南能源监管办聚焦新能源开发堵点难点问题,持续强化监管力度,护航云南以光伏为主的新能源高质量发展。近日,云南首个尾矿库光伏电站—背阴山尾矿库分布式光伏发电项目顺利投产,打造“光伏+生态
在能源电力供需格局持续演变的新形势下,电力行业的高质量发展面临诸多挑战。作为我国“西电东送”的主力军,云南省秉持资源经济与能源产业“一盘棋”的战略布局,加速推进能源全产业链建设,为绿色能源强省建设提供支撑。双轮驱动破解“三缺”矛盾记者在云南多地调研时发现,缺电、弃电和调节能力不足
4月29日,江苏省发展改革委与江苏能源监管办联合印发《关于贯彻落实〈分布式光伏发电开发建设管理办法〉的实施意见》(苏发改规发〔2025〕2号),通过优化上网模式、简化备案流程、保障接网消纳、规范整村开发、强化安全管理,多维度破解分布式光伏发展痛点,为企业、投资者及从业者注入信心。上网模式
近来,风声鹤唳。随着分布式光伏新规4月30日和新能源入市政策6月1日两个窗口期的陆续到来,“抢装潮”将告一段落,同时也意味着前所未有的未知甚至恐惧,接踵而至。2025年3月,国内光伏新增装机20.1GW,同比增长124%,1-3月新增装机59.71GW,同比增长30.5%。但是,“抢装潮”并没有带来多少喜乐,反而
“借问酒家何处有,牧童遥指杏花村”。在古老的山西汾阳市杏花村镇,一座承载着深厚酿酒历史的古城正昂首阔步迈入绿色低碳的新时代。4月27日,由中核汇能(山西)能源有限公司投资,清源科技全资子公司清源易捷设计承建的中汾酒城50MW分布式光伏项目成功并网发电。该项目不仅是国内规模最大的白酒企业
用光伏发出的绿色电能,将水电解成纯度99.99%的氢气;岩洞储氢技术让废弃矿山变身“氢能仓库”;加满氢能的新型公交车,奔驰在街头……湖北省大冶市,曾经矿灯闪烁的工业重镇,一条“制、储、输、加、用”氢能全产业链正加快形成,绿氢绿电点燃绿色转型希望之光。大冶是一座矿冶名城,也是全国首批资源
4月29日-30日,第八届数字中国建设峰会在福建福州举办。在国家“双碳”战略持续推动的背景下,城市绿色高质量发展成为社会广泛关注的重要议题。4月30日,以“共建绿色城市新生态”为主题的城市绿色高质量发展峰会在福州市海峡国际会展中心5号馆成功举办。本次峰会聚焦“源网荷储一体化”建设路径等重点
近日,江苏省副省长方伟走访天合光能,就稳外贸工作及绿色低碳发展开展调研。光伏科学与技术全国重点实验室主任、天合光能董事长高纪凡陪同调研并汇报有关情况。方伟详细了解天合光能生产经营、科技创新及国际市场拓展情况,并与企业负责人座谈交流。当了解到天合光能210组件累计出货量稳居全球第一,
随着年报和一季报的逐一揭开,光伏组件企业的出货量数据成为市场焦点。2025年第一季度,在价与量的平衡之间,TOP20榜单再次更新。整体来看,相比去年,位列TOP10的企业仍未变化,但排位微调。前四仍旧是晶科、隆基、晶澳、天合,一季度组件出货量达10GW+。实际上,这一格局自2018年后便稳定至今,虽排
4月30日,新疆生产建设兵团第三师四十六团1.5G瓦光伏治沙项目组件、集中式逆变器采购项目终止公告公布。公告显示,由于项目基本情况调整,现决定终止本次招标活动。
供给、消费、技术、制度、国际合作全方位支持民营企业参与新能源建设水电水利规划设计总院新能源院院长辛颂旭今年年初,习近平总书记在民营企业座谈会上发表重要讲话,明确提出“促进民营经济健康发展、高质量发展”。随后,各相关部委和地方政府积极行动,加快完善鼓励、支持、引导民营经济健康、高质
4月26日,由中国电建北京院总承包的内蒙古最大光伏草业项目——商都县150万千瓦光伏草业项目全容量并网发电,为调整内蒙古地区能源结构,改善当地生态环境质量,培育新能源产业新质生产力注入了新的动力。项目位于内蒙古自治区乌兰察布市商都县十八顷镇,光伏区总占地面积约4141公顷,项目规划交流侧装
4月29日,由晶澳智慧能源承建的北京中海广场23.4千瓦屋顶分布式光伏发电项目正式并网运行。项目由晶澳智慧能源与三菱电机电力机电装备(北京)有限公司联合打造,通过在中海大厦中楼屋面铺设60块385Wp单晶硅轻质柔性光伏组件,实现直流侧装机容量23.1kWp,以"自发自用、余电上网"模式接入低压电网,通
能源领域民营经济发展支撑有力空间广阔华北电力大学教授、国家能源发展战略研究院执行院长王鹏促进民营经济健康发展、高质量发展,是习近平总书记在民营企业座谈会上的明确要求。国家能源局深入贯彻习近平总书记重要讲话精神,就促进能源领域民营经济发展进行专题研究部署,印发《国家能源局关于促进能
是中国最早自主通商口岸,是环渤海经济圈中心地带,更是世界最大能源输出港。如今,河北省秦皇岛市的海又被赋予了新意义,共计1.8GW海上光伏项目相继落户秦皇岛昌黎县,在燕赵大地实现了该项目类型零的突破。近日,由晶澳科技供货的海上光伏组件“耀蓝”完成首批交付,以切实保供行动,助力华电昌黎海
近期,多座储能电站获最新进展,北极星储能网特将2025年4月27日-2025年4月30日期间发布的储能项目动态整理如下:65MW/100MWh!广东韶关市浈江区首个电网侧独立储能站开工4月25日上午,广东韶关浈江独立储能项目开工奠基仪式在国粤(韶关)电力有限公司举行。该项目由广东电网能源投资有限公司与国粤(
4月29日,江苏省发展改革委与江苏能源监管办联合印发《关于贯彻落实〈分布式光伏发电开发建设管理办法〉的实施意见》(苏发改规发〔2025〕2号),通过优化上网模式、简化备案流程、保障接网消纳、规范整村开发、强化安全管理,多维度破解分布式光伏发展痛点,为企业、投资者及从业者注入信心。上网模式
在国家“双碳”战略与低空经济政策的双重推动下,一场关于能源与空间利用的变革正在悄然上演。深圳安泰科清洁能源股份有限公司勇立潮头,以前瞻视角锚定光伏柔性支架为核心技术,布局“低空经济+光伏产业”融合新赛道,致力于为“低空经济+光伏”赛道土地立体化开发与绿色能源高效利用带来创新解决方案
4月29日,在福建省漳州市东山县海域,随着最后一组光伏发电单元完成调试发电,中国首个建设在高风速海域的海上光伏项目——三峡集团东山杏陈180兆瓦海上光伏电站项目实现全容量并网。该项目总装机容量180兆瓦,配套建设一座110千伏靖海陆上升压站和18兆瓦/36兆瓦时的储能系统,年平均可提供清洁电能约3
4月29日,山西省能源局发布关于《分布式光伏发电开发建设管理实施细则(征求意见稿)》第二次征求公众意见的公示。文件提出,采用自发自用余电上网的工商业光伏,自发自用电量占年发电量的比例应在50%以上,鼓励通过储能等方式优化涉网安全与电网友好性。年自发自用电量占发电量的比例未达到要求时,调
为深入贯彻落实习近平生态文明思想,积极推动光伏发电与生态修复协同发展,加快构建云南新型能源体系,云南能源监管办聚焦新能源开发堵点难点问题,持续强化监管力度,护航云南以光伏为主的新能源高质量发展。近日,云南首个尾矿库光伏电站—背阴山尾矿库分布式光伏发电项目顺利投产,打造“光伏+生态
一季度全国能源供应充足,消费保持增长,供需总体宽松,价格稳中有降,能源生产和用电增速呈现积极信号。在4月28日举行的国家能源局例行新闻发布会上,国家能源局发展规划司副司长邢翼腾表示:“今年一季度,我国能源生产稳步增长,规上工业原煤产量12亿吨,同比增长8.1%;规上工业原油产量5409万吨,
4月26日,由中国电建北京院总承包的内蒙古最大光伏草业项目——商都县150万千瓦光伏草业项目全容量并网发电,为调整内蒙古地区能源结构,改善当地生态环境质量,培育新能源产业新质生产力注入了新的动力。项目位于内蒙古自治区乌兰察布市商都县十八顷镇,光伏区总占地面积约4141公顷,项目规划交流侧装
4月28日,国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司发布了青海省德令哈托素储能电站工程EC总承包工程项目招标公告。项目位于青海省海西蒙古族藏族自治州德令哈市西出口光伏光热园区的西部,该项目最终配置储能系统容量为150MW/600MWh(储能系统设备由招标人提供),其中集中式储能系统容量为100MW/400MW
4月27日,上海梓涅新能源在太仓投资建设的1.075MWh用户侧储能项目并网运行。该项目采用低充高放的储能策略,最大限度地弥补了光伏发电不足的部分,确保了电力的全面消纳与高效利用,并大大提升了绿色能源使用的稳定性和可靠性。
4月28日,全国规模最大、广东省首个垃圾填埋场光伏项目——宝安老虎坑垃圾填埋场光伏项目顺利实现全容量并网发电。项目由深圳能源集团所属湾区新能源公司负责投资建设,利用约14.6万平方米垃圾填埋场堆体资源建设光伏发电系统,装机容量13MW,年发电量约1400万度。结合国家分布式光伏发电最新政策,项
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!