兩組串并聯(lián)系統(tǒng)等效電路

　　兩組串并聯(lián)系統(tǒng)等效電路如圖1（a）所示，系統(tǒng)由多路MPPT輸入回路組成，每路MPPT接兩路組串，各光伏組串通過Boost升壓電路后并聯(lián)在一起，前級Boost升壓電路一般都并聯(lián)旁路元件，目的是當(dāng)電壓升高后將Boost升壓電路旁路，提高系統(tǒng)的效率。

　　圖1 兩組串并聯(lián)系統(tǒng)等效電路

　　當(dāng)Boost升壓電路工作時(shí)，Boost升壓電路在串聯(lián)回路中可等效為一個(gè)功率電感和二極管，如圖1（b）所示。當(dāng)Boost升壓電路不工作時(shí)，電流將流過旁路元件，如圖1（c）所示。當(dāng)僅僅分析電路反向電流阻擋特性時(shí)，無論Boost升壓電路工作還是不工作，電路都可簡化等效成如圖1（d）所示的等效電路，即光伏組串與逆變器直流母線之間等效為二極管連接。

　　針對圖1所示的逆變系統(tǒng)，部分廠家提出由于每路MPPT中僅有兩路組串并聯(lián)，即使其中一個(gè)組串發(fā)生短路，短路電流僅僅在兩個(gè)組串之間流動(dòng)，其他組串和直流側(cè)能量由二極管反向阻斷，不會對組件造成損壞，因此直流側(cè)不需要熔斷器保護(hù)。然而筆者通過分析發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)中如果沒有熔斷器等過流保護(hù)器件存在巨大的安全隱患，也不符合IEC62548要求。

　　短路點(diǎn)出現(xiàn)拉弧時(shí)，增大火災(zāi)隱患

　　對于1000V光伏直流系統(tǒng)，當(dāng)直流側(cè)由于絕緣破損、接頭松動(dòng)等短路現(xiàn)象時(shí)，如果沒有熔斷器及時(shí)切斷故障回路，將持續(xù)產(chǎn)生拉弧，電弧在空氣中自由燃弧時(shí)電流可達(dá)200A以上，增大了火災(zāi)發(fā)生的隱患，甚至可能超過組件和線纜的耐受能力，引起組件和線纜損壞。

　　 某些過載工況下下存在安全隱患

　　NEC690標(biāo)準(zhǔn)中提到了兩種過載情況，一種情況是在某種云覆蓋的條件下，云就相當(dāng)于放大鏡，并把陽光聚焦在光伏陣列上，光照強(qiáng)度比全日照時(shí)多可高出25%，即直流輸入在ISC上增加了25%的電流，另一種情況是基于大光伏電流是連續(xù)流動(dòng)的假設(shè)，在連續(xù)運(yùn)行條件下，直流輸入須額外增加25%。因此，終結(jié)果是，對于任何光伏源支路或者匯集單條源支路電流的光伏輸出電路，電路的載流容量大于125%ISC的125%，即相乘得出ISC的156%。對于高溫的屋頂光伏電站，環(huán)境溫度達(dá)到60℃時(shí)，導(dǎo)線的降容因子為0.41，即直流導(dǎo)線載流能力大大減小，如果發(fā)生短路并持續(xù)一段時(shí)間，而又無熔斷器等過流保護(hù)器件來斷開故障回路，將導(dǎo)致線纜燃燒的風(fēng)險(xiǎn)加大，引發(fā)火災(zāi)。