[发明专利]一种光伏组件与逆变器最优容配比的设计方法

权利要求书

1.一种光伏组件与逆变器最优容配比的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)当辐照度不变、组件温度上升时，获取组件实际工作的电流和电压，分析组件温度对组件输出功率的影响；

2)对典型地区年辐照强度采样，分析典型地区辐照强度对组件输出功率的影响；

3)考虑组件温度和辐照强度对发电量的影响，计算最佳功率点的电流I_m和电压V_m以及短路电流I_sc和开路电压V_oc；

4)根据步骤3)的计算结果，求解任意时刻光伏电站的实际输出功率P_m以及发电量Q，从而得到主动超配的初始容配比R_m；

其中，光伏电站的实际输出功率P_m为：

η_{PR_DC}＝(1-η_shield)(1-η_dispatch)(1-η_DCcable)

其中，I_m,ref为STC下的最佳功率点电流，V_m,ref为STC下的最佳功率点电压，S_ref为STC下辐照强度，即1000W/m²，S为任意时刻的辐照强度，η_{PR_DC}为考虑组件温度及辐照因素的直流侧效率，η_shield为灰尘及遮挡带来的功率损失，η_dispatch为串并联的功率损失，η_DCcable为直流线损，n为光伏电站的组件个数；

发电量Q为：

其中，H_A为实际水平面太阳能总辐照量，h为峰值小时数，根据辐照强度分布统计按每个时间点的辐照强度叠加，以每小时为统计量，将每天、每月、每年按照每小时累加，C为装机容量，E_s为标准条件下的辐照度，η_PR为系统效率；

主动超配的初始容配比R_m为：

其中，P_stc为组件标称功率；

5)计算不同环境温度、负载率下IGBT温升；

6)根据步骤5)的IGBT温升，计算IGBT实际工作温度寿命；

7)计算不同环境温度、负载率下电容的温升；

8)运用阿伦纽斯模型计算电容寿命；

9)考虑波纹电流影响以及环境温度与电容实际工作温度之间的关系，对电容寿命进行修正；

10)结合LCOE建立系统配比优化模型；

11)比较IGBT与电容寿命，取IGBT与电容寿命小者为逆变器超配后负载率上升后的有效寿命，将逆变器初始成本以及逆变器失效后更换成本代入系统配比优化模型中，分析逆变器失效对超配设计的影响；

12)以步骤4)中的主动超配的初始容配比作为起始容配比，以单位组件为步长进行超配，至度电成本明显上升结束计算，通过比较不同容配比下的度电成本，以最小度电成本为原则获得最优容配比设计。

2.根据权利要求1所述的一种光伏组件与逆变器最优容配比的设计方法，其特征在于，所述步骤3)中，计算如下：

其中，I_sc为组件的短路电流，V_oc为组件的开路电压，I_m为组件最佳功率点电流，V_m为组件最佳功率点电压，I_sc,ref为STC下组件的短路电流，S_ref为STC下辐照强度，即1000W/m²，S为任意时刻的辐照强度，V_oc,ref为STC下的开路电压，I_m,ref为STC下的最佳功率点电流，V_m,ref为STC下的最佳功率点电压，ΔT为组件温度与25℃的差值，α为电流温度系数，β为电压温度系数，c为电压随辐照的变化系数，

其中，S₂₀₀为200W/m²辐照度；V_oc,200为200辐照下的开路电压。