目前組串式逆變器,不同的廠家技術路線不一樣,單相6kW以下逆變器和三相10kW以下逆變器,一般采用兩路MPPT,每一路MPPT配1路組串;小型工商業項目,一般采用20kW到40kW逆變器,MPPT數量有2路到4路,每一路MPPT配2到4路組串;大型電站,一般會選60kW到80kW大功率組串式逆變器,MPPT數量有1路到6路,每一路MPPT配2到12路組串不等。
選擇不同的MPPT路線,對系統發電量有一定的影響,從解決失配的問題角度來說,1個MPPT后面的組串越少越好,因為每個MPPT回路都是獨立運行的,系統設計靈活性更大。 從穩定性和效率上來說, 1個MPPT后面的組串越多越好,因為MPPT數量越多系統成本越高,穩定性越差,損耗越多。
光伏系統最常見的故障就是直流側故障,熔絲常見失效模式分為過電流熔斷、老化熔斷、過溫熔斷。過電流熔斷是在過載、短路等超出額定的情況下發生的保護性熔斷;老化熔斷是指在長期的工作中,由于自身老化,截流能力下降,在沒有過流的情況下發生的故障性熔斷;熔絲的電流和溫度有很大關系,熔絲如果在高溫下工作,截流能力下降,發生故障性熔斷可能性比較大。
一個MPPT配置1到2路組串,即使某一路組件發生短路,總電流也不會超過15%,因此不需要配置熔斷器 ,一個MPPT如果配置N路(N≥3)組串,某一路組件發生短路,這一路組串就會出現(N-1)*短路電流,這時候就需要配置熔斷器。經過理論分析和多年的實踐,證明這個方法是正確的,原理如下:
如上圖所示,一個MPPT接兩路組件,分別為S1和S2,當S2某個地方發生對地短路,由圖可以看到,S2的負極電流不經過熔斷器流向接地點,S1的負極電流經過公共匯集點和S2的熔斷器流向接地點,熔斷器的總電流不超過額定電流的15%,達不到熔斷的條件,也不會有火災隱患,因此不需要熔斷器。
當一個MPPT如果配置N路(N≥3)組串時,短路電路就會增加。
如上圖所示,一個MPPT接三路組件,分別為S1、S2和S3,當S3某個地方發生對地短路,由圖可以看到,S3的負極電流不經過熔斷器流向接地點,S1和S2的負極電流經過公共匯集點,和S3的熔斷器流向接地點,熔斷器的總電流為短路電流的2倍,達到熔斷的條件,會有火災隱患,因此多路組串需要配置熔斷器來保護。
結合實際,科學設計,根據不同的地形,組件遮擋情況,選擇不同MPPT架構的逆變器,降低電站采購成本和維護成本,提高經濟效益。
(1)平地無遮擋,光照條件好的地區,建議選擇單路MPPT,單級結構的逆變器,可以提高系統可靠性,降低系統成本,如古瑞瓦特Growatt 50K-60KTL3-HE系列的逆變器;
(2)地形復雜山丘電站,如領跑者基地等大型電站,存在朝向不一致和局部遮擋的現象,且不同的山丘遮擋特性不一樣,帶來組件失配問題,不得不選擇多路MPPT,那么每路MPPT 2個組串輸入的逆變器會是較好的選擇,無熔絲易損件、故障定位準確度高,維護更簡單;如古瑞瓦特MAX 60K-100K TL3系列的逆變器。
(3)地形不是很復雜山丘電站和屋頂電站,沒有組件遮擋,建議選擇一路MPPT配置多個組串的逆變器,可以兼顧組串失配和高效率,設計更靈活。如古瑞瓦特Growatt 30-50KTL3-S系列的逆變器。