共直流母線并聯(lián)光伏逆變器的效率特性

也就是說，各逆變器按照額定容量的比例分擔(dān)Y時(shí)，系統(tǒng)有最高效率。將yi=λki代入式(3)，可知此時(shí)各逆變器的效率相同，所以相應(yīng)地直流側(cè)按最大輸入功率的比例分擔(dān)功率。其特例是，當(dāng)采用同型號(hào)的逆變器時(shí)，各逆變器功率均分可使總體效率最高。
下面討論在給定總功率條件下，如何確定使總效率最高的逆變器投入臺(tái)數(shù)。文獻(xiàn)指出，可窮舉所有可能的逆變器組合方式，分別求得各組合方式的效率特性，當(dāng)給定總功率時(shí)，選取使總效率最高的組合。例如，4臺(tái)逆變器并聯(lián)運(yùn)行，其中型號(hào)I(100 kW)共2臺(tái)，型號(hào)II(250 kW)和型號(hào)III(500 kW)各1臺(tái)，總功率950 kW，效率特性計(jì)算結(jié)果如圖3所示。
圖3a為各種逆變器組合的效率曲線，以及系統(tǒng)最優(yōu)效率曲線。圖3b示出為獲得系統(tǒng)最佳效率ηbest，各種逆變器需投入的數(shù)量?？梢姡谙到y(tǒng)總功率較小時(shí)，通過減少逆變器投入數(shù)量，共用直流母線的并聯(lián)逆變器集群仍可達(dá)到較高的逆變效率。

對(duì)于同型號(hào)逆變器構(gòu)成的集群，根據(jù)前文假設(shè)和分析，設(shè)單臺(tái)逆變器效率滿足式(3)，則n臺(tái)并聯(lián)時(shí)的效率特性為：


5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)上述分析進(jìn)行驗(yàn)證。兩臺(tái)10 kW三相并網(wǎng)光伏逆變器共直流母線并聯(lián)，以光伏模擬器作為直流輸入電源，輸出為400 V三相電網(wǎng)。首先，測(cè)試單臺(tái)逆變器的效率特性曲線；然后，測(cè)試兩臺(tái)逆變器功率均分時(shí)效率特性曲線；最后，測(cè)試兩臺(tái)逆變器功率不均分時(shí)的效率，并與功率均分時(shí)的效率進(jìn)行對(duì)比。
單臺(tái)逆變器效率特性如圖4a所示。為驗(yàn)證此處所述的單臺(tái)逆變器效率模型，取10組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。表1取其中5組實(shí)測(cè)值與擬合值對(duì)比。可見，擬合值與實(shí)測(cè)值十分接近，擬合優(yōu)度判定系數(shù)R2=0．999 6，可知所提效率模型較為合理。

單臺(tái)逆變器和兩臺(tái)并聯(lián)逆變器的效率特性曲線如圖4b所示。由圖可見，當(dāng)兩臺(tái)并聯(lián)逆變器功率均分時(shí)，其總體效率曲線與單臺(tái)逆變器效率曲線橫軸放大一倍時(shí)基本一致。在同樣的總功率下，兩臺(tái)逆變器功率均分時(shí)的效率高于功率不均分時(shí)的效率，具體數(shù)值對(duì)比見表2。

6 結(jié)論
此處建立并驗(yàn)證了單臺(tái)光伏逆變器和共直流母線并聯(lián)光伏逆變器的效率模型，推導(dǎo)了使并聯(lián)逆變器總效率最高的功率分配方式，測(cè)試了并聯(lián)逆變器在不同工況下的效率。理論和實(shí)驗(yàn)表明，若各逆變器效率特性相同，則當(dāng)總功率和并聯(lián)數(shù)一定時(shí)，按各逆變器最大功率的比例分擔(dān)功率，可使總效率最高。其特例是，當(dāng)采用同型號(hào)逆變器時(shí)，各逆變器功率均分可使總體效率最高。