光伏系統(tǒng)和故障示例

發(fā)布時間： 2021-12-20　　點擊次數： 1304次

光伏系統(tǒng)和故障示例

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

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。

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）

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），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中標有叉號的接頭線焊接部分老化導致接觸失效，以及缺陷部分電阻值增加.IV曲線如圖5所示。

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。

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。

接頭線故障示例（高阻或斷線）

◎ 檢查已安裝一段時間的模塊時，如上圖所示，可能會在標簽線的連接處發(fā)現炭化或白銹。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。

-假設由于接頭線焊接不良導致電阻增加而導致故障，我們準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。

-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，當導線*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曲線預測。可以通過找到該斜率來計算串聯電阻值。

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