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古瑞瓦特教你看监控系列之:快速从监控数据中找出阴影故障
2019-03-15

现在安装光伏电站,监控系统几乎成为标配,有了监控系统,不仅可以随时随地了解光伏电站的运行情况,还可从监控参数和运行图形中,找到系统可能存在的问题,判断故障的类型,从而快速解决问题,降低损失。阴暗遮挡是光伏系统最常见的一种故障,而动态的阴影遮挡并不是一直都有,要在现场长时间观察才能看到,但从监控参数中也可以找到规律。

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什么是阴影遮挡

由于受到云层,树木,建筑物以及飞禽排泄物的影响,光伏阵列会受到局部阴影遮挡,这时候光伏组件接收的光照强度会发生改变,逆变器输出功率降低。

阴影又分为主观阴影和客观阴影,主观阴影又可以分为动态阴影和静态阴影,客观阴影指因天气原因而造成的光照强度减弱,比如云雾、雨雪等天气,主观阴影是由附近障碍物阻拦了阳光直射而造成的阴影覆盖,主观静态阴影特指组件表面的覆盖物,如鸟粪、树叶、灰尘、积雪等。主观动态阴影就是广义的“阴影”,它由光伏系统周边的高大建筑物,烟窗、树林、电线杆,或者方阵前后排引起的,形状随太阳的移动而变化,一般中午太阳直射时没有,早晨或者傍晚有。

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阴影遮挡对系统的影响

晶硅组件是由60或者72个电池片组成的,一般是20或者24个电池片构成一串,每串都有一个旁路二极管,当组件出现局部遮挡或者损坏时,由发电单元变为耗电单元,产生热斑效应,电阻值增加,二极管两端电压升高而导通,让其它正常组件所产生的电流通过,系统继续发电。

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阴影遮挡系统参数的变化情况

当阴影遮挡面积不大时:旁路二极管未导通,组串的工作电压稍微升高,电流降低较大,功率下降到80%以上。

当阴影遮挡面积较大时:旁路二极管导通,组串的电压降低,电流稍微升高,但仍比正常的低。 

当阴影遮挡没有时,电压和电流立即恢复正常,功率曲线也恢复正常。


功率变化曲线如下图所示:

通过逆变器自带的I-V和P-V曲线扫描,也可以看到:

其它故障,如组件损坏、脏污、组件衰减也会引起方阵功率下降,阴影遮挡有其独有的特点:

(1)阴影刚开始时,一般都是电压先升高,再下降,电流先下降,再上升,组串I-V曲线出现双峰或者多峰。

(2)方阵功率下降,出现的时间有规律,一是有阳光的时候,且阳光强度越大,功率下降越多;二是每天出现的时间和恢复的时间都差不多。

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出现阴影遮挡故障怎么办


根据电路串联原理,当方阵有一块组件受到阴影遮挡时,整个MPPT回路发电都会受到影响,因此在光伏电站选址和设计过程中,选择地势较平缓地段,并且避免在大坡度阴坡布置光伏组件,确保组件之间保持适当的行间距,避开高大建筑、塔杆或树木对光伏组件形成阴影。

如果无法避开,要把有阴影遮挡的组件尽量安装在同一个组串,同一个MPPT,避免其它方阵受到影响。

如果环境复杂,尽量选择MPPT路数多的逆变器,因为每个MPPT回路都是单独跟踪,不会影响其它回路。


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