光伏逆變器MPPT的實際路線選擇方案與應用

目前組串式逆變器，不同的廠家技術路線不一樣。一般家用以單相6kW以下逆變器和三相10kW以下逆變器居多，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。

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；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。在實際應用中，要結合實際地形，選擇合適的方案。

一、MPPT少組串多的優勢：

1）功能損耗少：MPPT算法很多，有干擾觀察法、增量電導法、電導增量法等等，不管是哪一種算法，都是通過持續不斷改變直流電壓，去判斷陽光的強度變化，因此都會存在誤差，比如說當電壓實際正處于最佳工作點時，逆變器還是會嘗試改變電壓，來判斷是不是最佳工作點，多一路MPPT，就會多一路損耗。

2）測量損耗少：MPPT工作時，逆變器需要測量電流和電壓。一般來說，電流越大，抗干擾能力就越大，誤差就越少。

3）電路損耗少：MPPT功率電路有一個電感和一個開關管，在運行時會產生損耗。MPPT路數越多，損耗就越大，一般來說，電流越大，電感量可以做得更小，損耗就越少。

二、MPPT多組串少的優勢：

1）逆變器每個MPPT回路都是獨立運行的，互不干擾。組串可以是不同型號，不同數量，也可以是不同的方向和傾斜角度，因此組串數量少，系統設計靈活性更大。

2）減少直流側熔絲故障：光伏系統最常見的故障就是直流側故障，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，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，同于自身老化，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。

3）精確故障定位：逆變器獨立偵測每一路輸入的電壓和電流，可實時采樣組串電流、電壓，及時發現線路故障、組件故障、遮擋等問題。通過組串橫向比較、氣象條件比較、歷史數據比較等，提高檢測準確性。

4）匹配功率優化器更適合：目前在組件端消除失配影響的解決方案之一是使用功率優化器，光伏優化器可根據串聯電路需要，將低電流轉化為高電流，最后將各功率優化器的輸出端串聯并接入逆變器，多個組串接入優化器，按照并聯電路電壓一致的原理，當某一路組串受到陰影遮擋導致功率下降，優化器改變電壓，這個回路的總電壓會降低，也會影響到同一個MPPT其它回路的電壓下降，導致功率下降。

總結：

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；

（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MPPT2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；

（3）地形不是很復雜山丘電站和屋頂電站，沒有組件遮擋，建議選擇兩路MPPT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。