技術:基於機理模型的組串數優化分析

2020-11-22 OFweek維科網

近日貴州某項目,由於組件供應商的產能壓力,需更換組件。項目採用某1500V逆變器,Vdcmax=1500V。其組件更換前後的主要電氣參數如下:

目前光伏電站的光伏組件串聯數的計算,均參照《光伏發電站設計規範》(GB50797-2012)中條款6．4．2中公式。而本規範未提出光伏組件工作條件下的極限溫度(高溫、低溫)的校正方法,傳統設計的極限溫度多採用當地的環境極端溫度。部分設計為提高電站的效益,採用經驗公式對極限溫度進行校正,但效果多不理想。(溫度校正方法可參閱歷史文件:《光伏組件及電池片的IEC溫度校正經驗公式》、《光伏組件溫度校正的若干方法》)

本項目採用上述計算方法,原方案組件的組串數的計算值為28,擬選用組件的組串數的計算值(按照組件供應商提供的800W/m2工況)為27。同時,考慮到地貌破碎、地形複雜、支架設計、組件安裝、電纜敷設等因素,大部分設計方推薦採用的組串數取26。項目已進入執行階段,上述變更將引起支架及基礎等一系列變化。引起較大的工程造價變更。故,本文嘗試以光伏組件的機理模型為基礎,繪製出組件的IV曲線,仿真出特定組串式在不同環境溫度、輻照值的組件電壓變化曲線,以探究多參數影響下的光伏電站的串聯數的合理取值。據光伏組件機理模型可知:在一定的太陽輻照度和工作溫度的條件下,光伏組件的IV公式如下:

其中:

綜合前文組件參數,易得:本工程擬選光伏組件IV公式及曲線:

圖1 擬選組件的IV曲線

通過調閱本工程歷史數據,歷史極端溫度下輻照值小於100W/m2,此時組件開路電壓小於47．5V。根據上述數據計算,擬選組件的組串數在28時,小於逆變器的最大直流輸入電壓。故,本項目的擬選組件可與前期方案一致。大幅的降低了後期技術變更及造價。

本文通過對光伏組件IV曲線擬合,仿真出不同環境溫度、輻照值等參數下定值串聯數的電壓變化曲線,優化有的串聯數與傳統計算方式相比,該方法對降低工程造價有一定的積極意義。

本文僅供參考!因水平有限及時間倉促,文中錯誤在所難免,歡迎批評指正!

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