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光伏系統(tǒng)和故障示例

時間:2021-12-20閱讀:1260
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光伏系統(tǒng)和故障示例

在典型的光伏系統(tǒng)(圖1)中,多串串聯(lián)的光伏模塊在接線盒中連接在一起,并通過功率調(diào)節(jié)器系統(tǒng)(PCS)將直流電轉(zhuǎn)換為交流電以產(chǎn)生電能。

高性能計算_04

用于評估光伏系統(tǒng)性能的一種方法是獲得電流-電壓特性曲線(IV 曲線)。測量程序是將IV 測量儀連接到與接線盒分離的串上,并獲取IV 曲線(圖2)。通過驗證獲得的IV曲線的形狀和參數(shù)值,可以推斷出弦的特性和缺陷。IV 曲線也用于評估單個模塊或單個電池。

高性能計算_05



<太陽能組件概述>

多個旁路二極管 (BPD) 連接到一個典型的晶體模塊,以減少由于陰影或故障造成的發(fā)電損失。由這個 BPD 分隔的范圍稱為一個簇。(圖3)

高性能計算_06

<旁路二極管的功能說明>

xxx 模塊故障示例 xxx

如果 BPD 分隔的簇中存在缺陷(電池劣化或異常、布線斷開、陰影效應(yīng)),則電流被 BPD 分流,IV 曲線的形狀發(fā)生變化。
作為一個例子,圖4顯示了BPD工作時的電流路徑,由于在圖4中標(biāo)有叉號的接頭線焊接部分老化導(dǎo)致接觸失效,以及缺陷部分電阻值增加.IV曲線如圖5所示。

高性能計算_07

在圖5的橙色IV曲線中,故障部分的電阻值越大,直線部分的傾角越小,藍色IV曲線中BPD的工作點向下移動。

高性能計算_08

圖 6 顯示了實際測量包含有缺陷模塊的串時的 IV 曲線。從圖6中的IV曲線可以看出,B串產(chǎn)生的電量有所減少。在這個B串中,有一個BPD發(fā)熱的模塊(BPD發(fā)熱是因為BPD繞過了電流),目測該模塊確認Tab線被燒毀。

高性能計算_09



接頭線故障示例(高阻或斷線)

高性能計算_10

◎ 檢查已安裝一段時間的模塊時,如上圖所示,可能會在標(biāo)簽線的連接處發(fā)現(xiàn)炭化或白銹。這個燒壞的部分變成高電阻(或斷開)并抑制電流,所以BPD起作用。

<電流-電壓特性曲線(IV曲線)示例>

■ 模擬故障

-假設(shè)由于接頭線焊接不良導(dǎo)致電阻增加而導(dǎo)致故障,我們準(zhǔn)備了一個模擬故障模塊,可以在模塊中切斷接頭線并插入電阻器。

將上述模擬失效模塊并入實驗串中,測量IV曲線。

高性能計算_13

-如果故障位置存在電阻值,如(1) -1 和(1) -2 的情況,Pmax 降低,但Voc 幾乎沒有差異。
此外,當(dāng)導(dǎo)線*斷線時,可以看到 Pmax 和 Voc 都降低了。

-橙色虛線為模塊中無旁路二極管時的IV曲線預(yù)測。可以通過找到該斜率來計算串聯(lián)電阻值。


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