光伏系统串并联计算

5.2光伏电池组件的串、并联设计

考虑太阳电池组件的温度系数影响，随着太阳电池组件温度的增加，开路电压减小；相反，组件温度的降低，开路电压增大。为了保证逆变器在当地极限低温条件下能够正常连续运行，所以在计算电池板串联电压时应考虑当地的最低环温进行计算，并得出串联的电池个数和直流串联电压（保证逆变器对太阳电池最大功率点MPPT跟踪范围）。本项目所选500kW逆变器的最高允许输入电压Vdcmax为900V，输入电压MPPT工作范围为450V～820V。250Wp晶体硅太阳电池组件的开路电压Voc为37.8V，最佳工作点电压Vmp为30.5V，开路电压温度系数为-0.34%/K。

1）每个方阵的串联组件个数计算：

计算公式：

INT(Vdcmin/Vmp)≤N≤INT (Vdcmax /Voc)．．．．．．．．．．．．式中：Vdcmax一逆变器输入直流侧最大电压；

Vdcmin-逆变器输入直流侧最小电压；

Vo一电池组件开路电压；

Vmp—电池组件最佳工作电压；

N－电池组件串联数。

经计算得出：

串联多晶硅太阳能电池数量N为：15

根据广东江门平均温度及极限温度分析，本项目场区的多年平均气温为15.6℃，极端最高气温为38℃，极端最低气温为-5.1℃。

考虑了太阳电池组件工作温度修正系数影响的情况下，该方阵太阳电池组串的最高输出电压（Vmax）及最低输出电压（Vmin）计算结果如下：

Vmax＝15~24×(37.8+37.8×0.0034×(25+10.1))＝625~999V

（条件：辐照强度1000W/m2、组件工作温度-10.1℃）

Vmin＝15~24×（30.5+29.5×0.0034×(25-40.2))＝420~671V

（条件：辐照强度1000W/m2、组件工作温度40.2℃）

考虑到组件串联数越大，所需汇流箱数量越少，组串间并联所需电缆长度相应减少，因此设计中在满足逆变器最高输入电压的前提下，应尽量选择最大的组件串联数。初选组件串联数：20

根据计算，组件的串联数在20块时的计算数据如下：

Vmax＝20×(37.8+37.8×0.0034×(25+5)＝833V

（条件：辐照强度1000W/m2、组件工作温度-50C）

在并网逆变器最高电压900V以内，负荷要求。

Vmax＝20×(30.5+30.5×0.0034×(25+5)＝613V

（条件：辐照强度1000W/m2、组件工作温度-50C）

Vmin＝20×（30.5+30.5×0.0034×(25-38))＝583V

（条件：辐照强度1000W/m2、组件工作温度380C）

可以看出，组件在极端温度下，电压范围在并网逆变器的MPPT工作范围内。所以，20个组件一串是合适的。