Ne všechny stringové invertory mohou mít přehnaný design

Ne všechny stringové invertory mohou mít přehnaný design

Fotovoltaický (PV) systém kvůli útlumu výkonu komponent, stínění prachem a existenci ztrát na vedení spolu s rozdíly ve světelných podmínkách v různých regionech, aby bylo možné optimalizovat příjmy systému, zkušení konstruktéři přizpůsobí celkovou kapacitu FV modulů s větší kapacitou než má solární invertor, což je známé jako overmatching. Tomu se říká overmatching. Vhodné nadřazení může zlepšit celkové příjmy systému elektrárny. V overmatch designu je centralizovaný velký invertor snadno překonatelný díky jeho velkému samostatnému výkonu, výkon každého stringu je velmi malý vzhledem k samostatnému jmenovitému výkonu a je velmi flexibilní v konfiguraci DC vstupu , který byl akceptován a široce využíván majiteli elektráren.

Je výhodné používat strunné invertory v malých střešních elektrárnách a malých kopcových elektrárnách. Mohou tyto stringové invertory splňovat požadavky overmatching designu a jaká je schopnost overmatching design? Zkoumal jsem a analyzoval jsem některé hlavní výrobce řetězcových invertorů doma i v zahraničí a zjistil jsem, že většina výrobců řetězcových střídačů může dosáhnout 1.1násobku nebo dokonce vyšší schopnosti překrytí, ale také jsem zjistil, že produkty jednotlivých výrobců řetězcových střídačů mají vážné vady. nejenže nemají schopnost překrývat, ale dokonce ani nemohou využívat jmenovitý výkon střídače v plném rozsahu. Skutečný dostupný výkon střídače je výrazně snížen, což přímo vede ke zvýšení počáteční investice uživatele.

Stringový invertor překračuje požadavky na design

Stringové invertory jsou díky malému výkonu jednoho stroje a vlastnostem vícecestného MPPT vhodné pro malé střechy, malé kopce a další složité distribuované elektrárny, které mohou efektivně řešit problémy nepravidelného rozmístění komponent, různé orientace, a místní zastínění. S rozvojem domácích distribuovaných aplikací roste i aplikace stringových střídačů.

V overmatch designu je kromě zohlednění ztráty systému optimální poměr kapacity (kapacita modulu: kapacita měniče) dán především světelnými podmínkami místa, kde se elektrárna nachází. Většina domácích distribuovaných elektráren se nachází v jihovýchodní části Číny a podle klasifikace oblastí zdrojů Národního meteorologického úřadu pro hodnocení větrné a solární energie je většina z nich v oblasti světelných zdrojů II, III, IV, s relativně špatných světelných podmínek. V takových oblastech musí být poměr kapacity alespoň 1.1krát nebo více, aby se dosáhlo optimálních systémových nákladů na elektřinu a maximalizovala návratnost investorů. Jaké jsou specifické požadavky na stringové střídače při navrhování overmatchingu?

Je třeba posoudit skutečný dostupný výkon střídače na straně AC

Overmatching je kapacita modulu FV elektrárny vzhledem ke kapacitě AC strany. U FV elektrárny by měla být kapacita kalibrována z hlediska kapacity na straně střídavého napájení. Například 20MW zařízení znamená, že jeho výstupní výkon na AC straně může dosáhnout 20MW, nikoli stejnosměrná strana výkonu modulu je 20MW. totéž platí pro střídač, nejprve bychom měli věnovat pozornost jeho jmenovitému výkonu střídavého proudu a poté analyzovat jeho "skutečný dostupný střídavý výkon". „Skutečný dostupný střídavý výkon“ řetězcových střídačů je ten, který je skutečně smysluplný pro přerozdělení. Jako např. stringový střídač má jmenovitý výkon střídavého proudu 36 kW, ale podle jeho stejnosměrné strany může být skutečný maximální výkon konfigurován na výkon pouze 34 kWp, s přihlédnutím k vlastní ztrátě střídače, jeho „skutečně dostupné AC straně jmenovitý výkon“ musí být menší než 34KW, z pohledu koeficientu překrytí 1.1 může být skutečná verze z hlediska koeficientu překrytí 1.1 skutečná verze „skutečného dostupného jmenovitého výkonu AC strany“ pouze 30KW „skutečně dostupné napájení ze strany střídavého proudu“ je tedy předpokladem systému pro přehnaný design.

Střídač musí mít dobrou schopnost odvodu tepla

Střídač musí mít dobrou schopnost odvodu tepla. Protože stringové střídače se používají hlavně ve složitých distribuovaných elektrárnách, jako jsou malé střechy a malé kopce, je okolní teplota vysoká a podmínky pro odvod tepla jsou relativně špatné. Například v létě, kdy je horké počasí, je okolní teplota střechy minimálně o 10 ℃ vyšší než teplota v pozemní elektrárně kvůli tepelnému záření střešních tašek nebo cementové střechy po ozáření světlem. V takovém scénáři bude doba chodu střídače při plném zatížení a přetížení delší po překročení přidělení systému, což představuje výzvu pro schopnost střídače odvádět teplo. Proto je efektivní schopnost odvodu tepla zárukou stabilního a neklesajícího provozu střídačů. Při výběru střídače je třeba dbát také na výběr způsobu odvodu tepla, skutečný test ukazuje, že u elektronických zařízení o výkonu desítky KW, pracujících dlouhodobě v plné zátěži, je efekt chlazení inteligentního ventilátoru lepší.

Počet stejnosměrných vstupních svorek musí být dostatečně velký

Aby bylo možné realizovat překrývající se design, potřebují stringové střídače dostatečný počet svorek. V současnosti jsou v tuzemsku běžně používané součástkové výkony 255W, 260W, 270W, obvykle se každá struna skládá z 22 kusů součástek zapojených do série. Vezmeme-li jako příklad aktuální společný jmenovitý výkon 40kW stringového invertoru, lze vypočítat koeficienty překrytí odpovídající různému počtu svorek, jak je uvedeno v tabulce 1.

Výkon odpovídající různým číslům svorek a odpovídajícím koeficientům překrytí

Tabulka 1 Výkon odpovídající různým číslům svorek a odpovídajícím koeficientům překrytí

Jak je patrné z tabulky 1, pro 40kW AC jmenovitý výkonový řetězový střídač, pro běžné 270W a méně komponenty, 40KW stringový střídač musí být nakonfigurován s alespoň 8 řetězci, aby byl splněn požadavek na návrh 1.1 nebo více. Na rozdíl od schématu centralizovaného invertoru je stringový střídač přímo připojen ke komponentám, uprostřed není žádná DC konvergenční linka, počet připojených komponentních stringů je omezen počtem vlastních vstupních svorek, proto je dostatečný počet vstupních svorek k dosažení potřebné záruky nadstandardního designu.

Přetížitelnost měniče musí být co největší

Střídač musí mít silnou přetížitelnost. Na jedné straně, když je výstupní energie modulu stále větší než jmenovitý výkon střídače po odečtení ztráty stejnosměrného bočního vedení, může invertor s přetížitelností minimalizovat dobu omezení výroby a snížit ztrátu výroby energie. . Na druhou stranu, jak stále více uživatelů používá střídače k ​​nahrazení funkce SVG elektráren, střídače se schopností přetížení mohou vydávat činný výkon překračující jmenovitou kapacitu a zároveň reagovat na odeslání jalového výkonu.

Výzkum přetížitelnosti řetězcových střídačů hlavních výrobců

Jaká je skutečná situace s nadměrnou alokací řetězcových střídačů u běžných výrobců? Odpovídá skutečný dostupný střídavý výkon tabulce parametrů? Je kapacita odvodu tepla dostatečná? Je počet svorek na straně DC dostatečný? Jak je to s přetížitelností střídače? S ohledem na tyto otázky provedl Shielden průzkum u domácích a mezinárodních tradičních výrobců, jako jsou SMA, Delta, Sunny Power, Guriwatts a ShanYi. Hlavní parametry každého střídače jsou shrnuty v tabulce 2. Podle údajů v tabulce a v kombinaci s výzkumem lze dojít k závěru:

(1) Většina stringových střídačů je kalibrována se jmenovitým výkonem na AC straně a skutečný dostupný výkon na AC straně je dostatečný, ale existuje jeden střídač, jehož skutečný dostupný výkon je na malé straně, který nejenže není schopen být nakonfigurován na plné zatížení, natož na přerozdělení. V kombinaci s analýzou Tabulky 1 a Tabulky 2 lze vidět, že maximální přístupová kapacita stejnosměrné strany 6kanálového vstupu je mnohem menší než udávaná hodnota výkonu 40 kW u modelu produktu a nemůže ani dosáhnout udávané hodnoty. jmenovitý výstupní výkon 36KW, takže reálná využitelná kapacita střídače je značně snížena a o návrhu přerozdělení je ještě nemožné hovořit. To značně zvyšuje náklady na kWh systému, což vážně ovlivňuje příjem investora.

(2) Většina řetězcových invertorů používá k odvodu tepla ventilátory, které mohou zajistit stabilní provoz při přetížení po dlouhou dobu při nadměrném přizpůsobení, ale existuje jeden měnič bez externího ventilátoru, a to i při normálním napájení, životnost samotného měniče je zpochybněna a o overmatchingu je ještě nemožné hovořit.

Z výsledků průzkumu v tabulce 2 vyplývá, že tradiční výrobci používají chlazení ventilátorem jako hlavní řešení chlazení. Abych porovnal rozdíl ve výkonu mezi chlazením ventilátorem a přirozeným chlazením, zkoumal jsem chladicí efekt 40kW řetězcových invertorů od různých výrobců a výsledky ukázaly, že při stejné okolní teplotě 45 °C při provozu s plným zatížením došlo ke zvýšení teploty klíče komponenty, jako jsou IGBT a kondenzátory uvnitř 40KW měniče od výrobce A s přirozeným chlazením je minimálně o 10℃ vyšší než u výrobce B s inteligentním chlazením ventilátorem, což znamená, že nárůst teploty klíčových komponent je minimálně o 10℃ vyšší než u výrobce B výrobce B s inteligentním chlazením ventilátorem, což znamená, že životnost stejných součástí je minimálně o 10℃ vyšší než u výrobce B s inteligentním chlazením ventilátorem. Podle zákona o deseti stupních to znamená, že za stejných podmínek se životnost produktu metody přirozeného chlazení zkrátí na polovinu a tento dopad na životnost je často uživateli ignorován, protože jej nelze krátkodobě ukázat. .

(3) Počet DC svorek většiny stringových střídačů je více než dostatečný, aby se vyrovnal s překrývajícím se designem, a existuje pouze jeden střídač, který nemá dostatek DC svorek. DC strana tohoto 40kW stringového střídače tohoto výrobce je navržena se třemi MPPT, ale každý MPPT může být připojen pouze k maximálně 2 stringům, tj. počet svorek na DC straně střídače je pouze 6. Podle tabulky 1, maximální stejnosměrný výkon přístupný 6cestnými terminály je pouze 34320 W a maximální koeficient přerozdělení je pouze 0.95, což nemá schopnost přerozdělení.

Souhrn přijatelného poměru překrytí stringových střídačů mezinárodních tradičních výrobců střídačů

Tabulka 2. Souhrn přijatelného poměru překrytí řetězcových střídačů mezinárodních hlavních výrobců střídačů

Shrnutí

Uživatelé se široce zabývali návrhem overmatchingu FV systému a prostřednictvím vhodného overmatchingu lze zlepšit celkovou návratnost investorů. U distribuovaných projektů, které jsou v Číně energicky propagovány, je vyžadován faktor překrytí alespoň 1.1krát. Analýzou a porovnáváním nelze všechny stringové střídače navrhnout pro překrytí. Mezi současnými běžnými 40kW měniči mohou pouze stringové měniče s více než 8 DC vstupními svorkami realizovat schéma překrytí více než 1.1krát. A střídač musí mít dostatečnou výkonovou rezervu, dobrý odvod tepla a určitou přetížitelnost. Mezinárodní mainstreamoví výrobci v oblasti produktového designu jsou orientováni na maximalizaci tržeb ze strany zákazníků, přičemž plně berou v úvahu důležitost překrývání stejnosměrné strany s příjmem systému, skutečnou kalibraci výkonu invertorových produktů, odvod tepla, počet vstupních stejnosměrných svorek a kapacitu přetížení. plně zohledněno tak, aby vyhovovalo potřebám návrhu systému, který se překrývá.

Analýza spolehlivosti stringových a centralizovaných střídačů

Analýza spolehlivosti stringových a centralizovaných střídačů

Prázdný obsah. Vyberte článek pro náhled

Získejte bezplatné řešení

Pro Váš Projekt

Můžeme vám zdarma přizpůsobit vaše vlastní řešení

kontaktujte nás