光伏发电系统的安装运行虽然需要大量的前期投资，但是这与其它低风险投资相比，其投资回报相当客观，其突出的优点有节省可观的电费和极佳的投资回报率。不幸的是，许多安装了光伏发电系统的业主并不懂得其运作原理，也不知道他们所安装的太阳能光伏发电系统能达到什么程度的效能，以为只要安装了光伏发电站，就可以在未来25年高枕无忧的享受光伏电站良好运行带来的可观利润。
事实上，现有的太阳能光伏电站监控系统无法帮助用户判断光伏组件或发电系统的是否正常工作。很多人对于个别组件功率下降对系统输出功率造成的潜在破坏性影响知之甚少甚至毫不知情。出现光伏组件功率下降的原因有很多，例如局部遮蔽、组件质量问题、各种不同的倾斜角和安装方向、表面污染、组件老化、以及太阳电池阵列上的温度变化，阴影或其他因素造成的光伏组件功率下降可能会导致阵列的发电量损失。图1是广东地区某个电站的年发电量图，其中的1号和4号系统由于光伏组件阴影遮挡严重，造成了组件的损坏，但系统仍然能发电，业主通过系统原有的监控无法查找问题。其他几个系统的年发电量也有不同程度的减少，经检查逆变器和电缆都没有故障，极有可能是由于组件的功率衰减造成的。
组件的功率下降问题如果不及时处理甚至会造成热斑引起的太阳电池毁坏，现在由于个别组件功率下降造成的能量损失成了人们关注的焦点。为了解决这个问题，美国国家半导体公司(National Semiconductor Corporation)发明了Solar Magic电源优化器。这款新产品的特点是跟踪每块组件的最大功率点，可以降低组件功率下降对整个电站的不利影响，从而大幅提升系统性能。美国Tigo Energy公司的Tigo Maximizer产品以一种独特的MPPT跟踪技术受到了使用者的青睐，Tigo Maximizer 利用一般使用在无线电频率中阻抗匹配技术，这种技术对保证器件的最高效率和最低干扰至关重要。阻抗匹配技术通过提供一个与之相连接组件内部阻抗相等的虚拟的阻抗，就可使组件输出最大功率。每个光伏组件都能贡献最大的功率输出，而不影响组串中的其它组件，组串电流保持在最好性能光伏组件提供的最佳值，逆变器可以得到一个适合精确的最大效率跟踪的标准化组串I-V曲线，提高整个系统的发电效率。
电源优化器成熟的产品型号还有：康威特吉、Solaredge、Azuray、等。电源优化器虽然能增加电站的发电量，但也存在成本高的问题，而且现在大多数光伏组件安装在没有阴影遮挡的条件下，所以优化器的作用不是很明显。从成本和效益来看，现在最适合中国用户使用的是光伏组件级监控器，该装置能显示每块组件的电流、电压和功率，而且还能自动分析组件工作是否正常，用户只要查看就可以发现功率下降明显的组件，如果能及时更换，可以减少发电量损失。下面以康威特吉公司的产品来介绍一下光伏电站组件级监控器。
光伏组件级监控器有内嵌式和外挂式两种，内嵌式可以在组件生产时集成到接线盒中，外挂式可以在电站建成后，外加在组件的接线盒外。它有如下功能：1、具有实时“监视”功能，可以监测每块组件的电流、电压和功率，采样频率为2分钟；2、具有安全“关断”功能，当光伏电站需要维修或者发电火灾时，用户可以将组件的连接电路切断，欧洲VDE－AR－E－2100-712和美国UL3730规定光伏电站在火灾等突发情况下必须有紧急关断功能；3、具有过温、过压和过流保护功能，此功能可以保护组件，防止组件烧毁。4、报警和快速定位功能，当组件输出功率异常时，监控软件可以将故障组件的颜色改变，提醒用户，做到快速维护，减少系统故障运行时间。
下面介绍一下此产品的快速定位功能。监控器的界面如图2所示：
通过实时监控和电气状态历史中颜色的异常，发现出故障的组件，然后跳转到对比报表中查看电压、电流曲线，如图3所示。
图3 工作电压曲线
2013年12月30日，康威特吉公司与保利协鑫公司合作在徐州20MWp电站中安装了2844个组件级监控产品。通过此装置，及时发现了很多光伏组件的问题，包括旁路二极管损坏、功率功率衰减严重、遮挡造成功率损失等问题。招商新能源公司也正在与康威特吉公司合作，并在深圳前海光伏电站中安装了60块光伏组件级监控器，现已经正常工作，后续我对该公司的产品作更深入的分析，请多关注，谢谢。
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责任编辑：solar_robot
