在光伏系统中，一般是多【duō】个【gè】组件串并联的方式构成【chéng】光【guāng】伏阵列。由于【yú】串【chuàn】并联【lián】的【de】各【gè】个组件的电性参数不一致【zhì】，组串【chuàn】发生部分遮挡，或者损伤等【děng】因素，导致系统输出功【gōng】率【lǜ】减【jiǎn】少，专业术语称之为“失配损【sǔn】失”，它将【jiāng】不同程度影响电站的发电量。
目前在【zài】组件端消除失配影响【xiǎng】的解决方案【àn】之一为【wéi】使用功率优【yōu】化器，每一块光伏组件连接一【yī】个具有最大【dà】功率【lǜ】点跟踪功能的功【gōng】率优化器，且每个光伏组【zǔ】件的输出接【jiē】入至功率优化器【qì】模块的输【shū】入端。光伏优化器可【kě】根据串联电路需要【yào】，将低电流转【zhuǎn】化为高电流，最后【hòu】将各功率【lǜ】优化器的输出端串【chuàn】联【lián】并接入【rù】汇流【liú】箱或逆变器。优化器监控【kòng】并优化每块光【guāng】伏电【diàn】池板的电能，即使阵列中任【rèn】意【yì】一块电池板出现失配问题【tí】时【shí】，其他【tā】电【diàn】池板仍然能输出最大功率，因而能够补偿因失【shī】配问题而产生的发【fā】电量损失【shī】。
1、光伏功率优化器的基本原理
每块光伏组件【jiàn】均接【jiē】入功率优化器，每块组件相【xiàng】对于【yú】光伏【fú】阵列来说是【shì】一【yī】个独立【lì】的整体，它的输【shū】出【chū】功率【lǜ】不会受到【dào】其他任何【hé】组件的影响，一直输出在当前环境条件下的最大功率值【zhí】。
对于【yú】传统的组串设计方案，当某一组串的其【qí】中一【yī】块组件受到【dào】阴【yīn】影遮【zhē】挡【dǎng】，一般是电【diàn】压不变，电流下【xià】降，如一个20串270W的组串，在某一天气下【xià】工作电流电压是8.4A32V，总功率为5400W，如果其中一块组【zǔ】件受【shòu】到【dào】阴影遮挡，电流下【xià】降到【dào】到3.2A，整个回路电【diàn】流【liú】都【dōu】会下降，总功率变为2048W，下降约62%。
当增加优化器后，被阴影遮挡的组件不再影响【xiǎng】其他组件的发电，通过优化器内部的小变【biàn】压【yā】器【qì】DC-DC控制电路来改变组件的输【shū】出电流，和【hé】其他组件【jiàn】的【de】电流进行【háng】匹配（当然【rán】优【yōu】化器需要【yào】监测同【tóng】一路组串上其他组件的输【shū】出【chū】电流，发现不一致后才能对自身的输出【chū】电【diàn】流大小【xiǎo】的进行调【diào】节），该组件电流3.2A提【tí】升为【wéi】8.4A，电【diàn】压由32V降【jiàng】低为12.5V，那么实际的功率输出为【wéi】270*19+102=5232W，即实际【jì】损失功【gōng】率3%。
2、综合评比优化器的作用
这是在每一路MPPT只有一个组串最理想的情况，在实际光伏电站中，只【zhī】有单相【xiàng】逆变器和11kW以下的三相逆变器才【cái】是一路MPPT只有一个组串，大于20kW的逆变【biàn】器，每一个MPPT就不止【zhǐ】一个组串了【le】。多个组串接入优化器【qì】，按照并【bìng】联电路电压一致的原理，当某【mǒu】一路组串受到阴影遮挡导【dǎo】致功率下降，优化器改变电压，这【zhè】个回路的【de】总【zǒng】电【diàn】压会降【jiàng】低，也会【huì】影响【xiǎng】到同【tóng】一个MPPT其它回路的电压下降，导致功率【lǜ】下降【jiàng】，另外【wài】，优化器包含一个【gè】功【gōng】率升压电路，是一个故障点，本身也有【yǒu】1.5%的损【sǔn】耗【hào】，所【suǒ】以要综合【hé】评价。
下面用一【yī】个简【jiǎn】单的办法，来估算【suàn】一【yī】个MPPT就多【duō】个组串【chuàn】，安装【zhuāng】组件优化器【qì】后【hòu】对输【shū】出【chū】功率的【de】影响。假定在一个40kW的电站，组件【jiàn】是250W20串联，其中有一【yī】块有阴【yīn】影遮【zhē】挡，功【gōng】率下降到50W，根据串联回路电流一致，并【bìng】联回路【lù】电压一致这个原理来计算。
1、如【rú】果【guǒ】没有安装优【yōu】化器【qì】，这一路20个【gè】组件都变成【chéng】50W，总功【gōng】率【lǜ】为1000W，减少4000W，系统功率下降10%。
2、安装优化器，一个MPPT就一个组【zǔ】串，只【zhī】有一台组件减少200W，加上【shàng】优【yōu】化器1.5%的损耗【hào】，总的损【sǔn】耗是200+40000*1.5%=800W，总共下【xià】降2%。
3、一个【gè】MPPT有2个组串【chuàn】，一【yī】个【gè】优化器降低电压【yā】会【huì】导致总电压也会降低，相当于另一路【lù】组串也【yě】会减少200W，加上优【yōu】化器1.5%的损【sǔn】耗，总【zǒng】的损耗是400+40000*1.5%=1000W，总共下降2.5%。
4、一个【gè】MPPT有4个组【zǔ】串，一个【gè】优【yōu】化【huà】器降低电【diàn】压会导致【zhì】总【zǒng】电压也会降低，相当【dāng】于另3路组串也会减少200W，加上优化器【qì】1.5%的损耗，总的损耗【hào】是800+40000*1.5%=1400W，总共下【xià】降3.5%。
5、一个MPPT有【yǒu】8个组串，一个【gè】优化器【qì】降低【dī】电压会导致总电压也会【huì】降低【dī】，相【xiàng】当于另【lìng】7路【lù】组串也会减少200W，加上优化【huà】器1.5%的【de】损耗，总【zǒng】的损耗是1600+40000*1.5%=3200W，总共下降8%。
集中式逆变器效果不明显
功率优化器用【yòng】在集中【zhōng】式【shì】逆【nì】变【biàn】器，又是什么情况，集中式逆变器的【de】特点是只有一路MPPT。
不装优化器时是这一路4kW的损失，下降4%。
50kW单路MPPT集【jí】中式逆【nì】变器，总共有10路组串，一个优【yōu】化【huà】器降【jiàng】低电压会【huì】导致总电压也会降低【dī】，相当于另9路组串也会减少200W，加【jiā】上【shàng】优化【huà】器1.5%的损耗【hào】，总【zǒng】的损耗是2000+50000*1.5%=2750W，总共下降5.5%。
100kW单路MPPT集中式逆变器，总共有20路【lù】组串，一个优化器降低电压会【huì】导【dǎo】致总电压也会【huì】降低，相当于【yú】另【lìng】19路组【zǔ】串【chuàn】也会减【jiǎn】少200W，加【jiā】上【shàng】优化器【qì】1.5%的损耗，总的损耗是4000+100000*1.5%=10000W，总共下降10%。
3、结论
功率优化器配合【hé】多路MPPT的组串式逆【nì】变器，在组件受到阴【yīn】影阻【zǔ】挡时，减少发电【diàn】量损失效【xiào】果很明显，但是在单路MPPT集【jí】中式【shì】逆变器，效【xiào】果就没【méi】有多路MPPT组串【chuàn】式逆变【biàn】器这么明【míng】显。
组件级优化器【qì】也可以设置为实时【shí】和逆变器【qì】配套【tào】，并【bìng】进行【háng】通讯，按照逆变器【qì】的最佳功率点电压进行分配。这样【yàng】连接每【měi】一块组件的优化器的【de】输【shū】出就受【shòu】到【dào】逆变器【qì】的【de】影响，在保证【zhèng】电流一【yī】致【zhì】的情况下，按逆变器的指令进行输出，使其始终工【gōng】作【zuò】在效率最高的电【diàn】压点上。
本文仅是理论分析，没有做过实际测试，仅供参考。
来源：泓达光伏
