董雙麗，劉書強，林榮超，曾 飛，胡振球（廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，廣東佛山，528300）

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光伏方陣串并聯(lián)失配損失的測試與分析

董雙麗，劉書強，林榮超，曾 飛，胡振球
（廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，廣東佛山，528300）

摘要：本文總結(jié)了一套光伏方陣串并聯(lián)失配損失的測試方法；以廣東某5.5MWp分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)為例，現(xiàn)場抽測了4組20塊組件串聯(lián)成為一個組串后的串聯(lián)失配損失和10個組串并聯(lián)接入一臺匯流箱后的并聯(lián)失配損失，最大值分別為1.64%和0.92%，證實了此方法的可操作性；對結(jié)果進行分析，提出了減小串并聯(lián)失配損失的方法，對提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量具有重要意義。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)；串并聯(lián)失配；測試；減小措施

0 前言

在如今的度電補貼時代，評價一個光伏發(fā)電系統(tǒng)的好壞，其實是單位功率下發(fā)電量的角力。因此，諸如灰塵遮擋、串并聯(lián)失配、溫升損失、交直流線損、逆變器和變壓器損耗等一些影響光伏發(fā)電系統(tǒng)實際發(fā)電量的不利因素越來越被重視。本文對光伏方陣的串并聯(lián)失配損失測試方法進行了探討，以廣東某5.5MWp分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)為例，現(xiàn)場抽測了4組20塊組件串聯(lián)成為一個組串后的串聯(lián)失配損失和10個組串并聯(lián)接入一臺匯流箱后的并聯(lián)失配損失，并對結(jié)果進行分析，提出了減小串并聯(lián)失配損失的方法。

1 光伏方陣串并聯(lián)失配損失的定義和計算方法

光伏方陣進行組件串并聯(lián)時，理想狀態(tài)是將工作電流基本相同的組件串聯(lián)在一起，再將工作電壓基本相同的組串并聯(lián)在一起，最后再將工作電壓基本相同的匯流箱并聯(lián)在一起（組串式逆變器不存在）。但在實際安裝中很難做到，即使是同種型號組件，其最佳工作電壓和電流不一定完全相同，造成整個方陣的輸出總功率小于系統(tǒng)中所有組件的最大功率之和，這部分功率損失就叫做光伏方陣的串并聯(lián)失配損失。光伏方陣的串并聯(lián)失配損失包括組串內(nèi)所有光伏組件的串聯(lián)失配損失、光伏組串的并聯(lián)失配損失以及匯流箱的并聯(lián)失配損失（組串式逆變器不存在此項）。本文主要介紹前兩種失配損失，計算方法如下：

組件串聯(lián)失配損失=（各組件修正最大功率之和 - 組串修正最大功率）/各組件修正最大功率之和*100%（1）

表1 組件到組串的串聯(lián)失配損失

組串并聯(lián)失配損失=（并聯(lián)回路組串修正最大功率之和 -并聯(lián)回路修正最大功率）/并聯(lián)回路組串修正最大功率之和*100%。（2）

2 光伏方陣串并聯(lián)失配損失的測試方法

測試設(shè)備為cetisPV-CTF1光伏陣列功率測試儀，在輻照度、溫度穩(wěn)定的條件下連續(xù)測試至少3次，取中間值進行分析。

2.1組串內(nèi)光伏組件的失配損失

斷開選定組串，用cetisPV-CTF1采集選定組串及組串中每一塊組件的最大功率，記錄光強和溫度；讀取修正到STC下的數(shù)據(jù)，按公式（1）計算。

2.2多個組串并聯(lián)的失配損失

斷開匯流箱，用cetisPV-CTF1采集選定匯流箱中組串并聯(lián)后及每一個組串最大功率，記錄光強和溫度；讀取修正到STC下的數(shù)據(jù)，按公式（2）計算。

3 測試結(jié)果

以廣東某5.5MWp屋頂式固定傾角安裝的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)為例，現(xiàn)場選取具有代表性的4個組串和4臺匯流箱，測試4 組20塊組件串聯(lián)成組串后的串聯(lián)失配損失和10個組串并聯(lián)接入?yún)R流箱后的并聯(lián)損失，最大值分別為1.64%和0.92%，詳見表1和表2。

4 結(jié)果分析

公式（1）和（2）假定組串和匯流箱工作在最大功率的狀態(tài)下，計算得到串并聯(lián)失配損失均比實際值偏小。4個串（箱）分別位于不同屋頂或同一屋頂不同朝向，遮擋、光照及通風狀況各異，因此串（并）聯(lián)失配損失有高有低。《并網(wǎng)光伏電站性能監(jiān)測與質(zhì)量評估技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：串聯(lián)失配損失不超過1%，組串并聯(lián)失配損失不超過2%?，F(xiàn)場抽測串聯(lián)失配損失最大值1.64%，因此要采取相應(yīng)的措施減小串聯(lián)失配損失，如減少遮擋，保證組件受到均勻光照和處于通風條件下等。此外，新舊組件及不同規(guī)格組件混用，不合理的組件連接方式，同樣會造成失配損失，在光伏電站的設(shè)計和建設(shè)階段要充分考慮。

參考文獻

［1］W.G.J.H.M. van Sark， et al. Review of PV performance ratio development ［C］World Renewable Energy Congress. Denver： Red Hook， NY： Curran， 2012： 4795-4800.

［2］楊靜濤， 賈暉杰，呂國東. 并網(wǎng)光伏電站發(fā)電量影響因素分析.太陽能［J］， 2013（17）：40-45.

［3］CQC XXXX-2014，并網(wǎng)光伏電站性能檢測與質(zhì)量評估技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］D.Picaul， B.Raison， S.Bacha， et al.Forecasting photovoltaic array power production subject to mismatch losses ［J］. Solar Energy， 2010 （84）：1301-1309.

作者簡介

表2 組串到匯流箱的并聯(lián)失配損失

董雙麗（1990-），女，碩士，從事光伏產(chǎn)品的檢測、科研工作。

Test and analysis of the loss of PV array parallel connection

Dong Shuangli，Liu Shuqiang，Lin Rongchao，Zeng Fei，Hu Zhenqiu
（Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision，528300）

Abstract：This paper summarizes a set of photovoltaic array series parallel test method of loss distribution；in Guangdong，a 5.5MWp distributed photovoltaic power generation system as an example，on-site sampling tests and 4 groups of 20 pieces of components are connected in series into a group on the series lost with loss and 10 groups on parallel access to a junction box after the parallel mismatch loss，maximum value respectively 1.64% and 0.92%， confirmed the this method of operation；to analyze the results of the proposed decrease on parallel loss of loss distribution approach，and it has important significance to improve the photovoltaic power generation system of generating capacity.

Keywords：photovoltaic power generation system；series parallel mismatch test；measures