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改变光伏组串接线方式提高发电效率

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成果主要完成人

周志雄,段耀疆,田雨,张亮,杨世帆,张茂,廖昱洁

项目概况

目前地面集中式光伏电站中单块光伏方阵的组件安装多为竖直方向安装,同一光伏方阵由2回路光伏组串组成。单个组串回路的接线多为C型接线,C型接线的优点是组串正负极输出端同侧,在项目建设时直流电缆的用量较少,相对而言可降低建设初期的成本,同时还可降低施工难度。但由于地理位置原因,北方在冬季时太阳直射点在北回归线,太阳光高度角较小,光伏电站在早晚时间段前后排势必产生遮阴,遮阴时间段光伏方阵的发电性能较低。因此在日出日落时间段前后排产生遮挡时,同一组串的上下排组件接收到的光照强度不同。由于组串是串联回路,发生遮阴时,组串工作电流均以遮阴条件下的电池片通过电流为准。上排组件的发电功率会受到下排组件遮挡部分影响,形成“木桶效应”,从而降低整个光伏组串的功 输出,由此造成组串出现失配情况,影响设备健康运行。 针对上述情况,课题研究团队经过现场观察发现冬季早晚遮阴时间段效率较低的原因主要是组串接线方式造成的。结合光伏组件的结构和工作原理,现场提出了将相邻2回路2*10的“C”型接线组串改为2回路1*20的“一”型接线,在遮阴时,底排遮阴组串按其遮阴条件下输出功率,上排未遮阴组串按未遮阴条件下输出功率,避免出现“木桶效应”。接线技改后,冬季光伏电站早晚时间段输出功率曲线也明显平顺。 目前新疆于田新风发电有限公司已逐步完成14个光伏组件区的接线技改工作,经过对比运行数据计算,组串接线技改后遮阴时段的发电能力提高了50%左右。本课题的实施,有效的提高了光伏电站对电网的友好性,同时降低了组串失配现象发生,项目实施过程中安全风险低,在不改变硬件结构的前提下,极大的提高了冬季早晚时间段光伏电站发电系统的发电效率。在目前南疆地区限电严重的情况下,接线技改项目的实施,真正达到了多发一度电、多收一分利的目的。经过现场应用,此技术具备可实施性,适用于在双排光伏组件竖直安装的电站中推广应用。