光伏电站设计中，对传统组串设计的修正探讨

一、传统的计算方法

在《光伏发电站设计规范(GB 50797-2012)》中，对于光伏组串的设计，提出如下公式：

N—光伏组件串联个数(N取整数)

Kv—光伏组件的开路电压温度系数

K’v—光伏组件的工作电压温度系数

t—光伏组件工作条件下的极限低温

t’—光伏组件工作条件下的极限高温

Voc—光伏组件的开路电压

Vmppt—光伏组件的工作电压

Vdcmax—逆变器允许的最大支流输入电压

Vmpptmax—逆变器MPPT电压最大值

Vmpptmin—逆变器MPPT电压最小值

《光伏发电站设计规范(GB 50797-2012)》属于强制性国标，该方法应该是非常权威的。但仔细思考，不难发现：

上述公式存在一个较大问题!

暂不说问题，先以天合260W多晶硅组件为例，假设当地极端低温为-30℃;逆变器最大开路电压为1000V，MPPT电压在420~850V，利用上述公式进行计算。

表1：光伏组件的技术参数

根据上表，Voc=38.2V、Vmppt=30.6V、Kv= K’v=-0.32%/℃

在极端低温-30℃时，V’oc=44.92V，则N≤22

因此，每个组串最多串联22个组件。

二、传统计算方法的矛盾

然而，我们在进行上述计算时，采用了两个矛盾的假设：

假设1：环境温度为-30℃;

假设2：Voc=38.2V。

注意：Voc=38.2V是在STC条件下(温度：25℃、辐照度：1000W/m2、大气质量：1.5AM)，当保证其他两项不变，温度由25℃降低到-30℃时，电压升高到44.92V。但辐照度为1000W/m2时，温度是不可能降到-30℃的!

即：温度：-30℃、辐照度：1000W/m2、大气质量：1.5AM，这种自然环境是根本不存在的!

当出现工作状态极端低温的时候，一定是在凌晨太阳初升的时候。因此，自然界存在的条件应该是：

极端低温：-30℃、辐照度： 200W/m2、大气质量：1.5AM。

那温度：-30℃、辐照度：1000W/m2、大气质量：1.5AM，和上面的条件相比，对电压计算有影响吗?

图1：光伏组件的IV曲线

从图1中我们可以清楚的看出：随着辐照度的降低，光伏组件的Voc是逐渐下降的。因此，用辐照度为1000W/m2时的参数进行计算，结果会有很大的偏差!