在光伏【fú】系统中，一【yī】般是多个组件串并联的方式【shì】构成光伏阵列【liè】。由于串并【bìng】联的【de】各个组件的【de】电性参数不一致，组串【chuàn】发生部分遮【zhē】挡，或者损【sǔn】伤等因素，导致系统【tǒng】输【shū】出功率减少【shǎo】，专【zhuān】业术【shù】语称之为“失配损【sǔn】失【shī】”，它将【jiāng】不同程度影响电站【zhàn】的发电量。
目前在组【zǔ】件端消除【chú】失配【pèi】影响的解【jiě】决方案之一为使用【yòng】功率优化器，每一【yī】块光伏组件连【lián】接一个具有最【zuì】大【dà】功率点跟踪功能的功【gōng】率优化器【qì】，且【qiě】每【měi】个【gè】光伏【fú】组件的输出接入至【zhì】功率优化器模块的输入端。光伏优化器可根据串联电路需要，将低【dī】电流【liú】转化为高电流，最后将各【gè】功率优化【huà】器的输【shū】出端串联并【bìng】接【jiē】入汇流箱或【huò】逆变【biàn】器。优化器【qì】监控【kòng】并优【yōu】化每块光伏电池板的电能，即使【shǐ】阵列中任意一【yī】块电【diàn】池板出现失配问题时，其他电【diàn】池板仍然能输出最大【dà】功【gōng】率，因而【ér】能够补偿因【yīn】失配问题而产生【shēng】的发电量损【sǔn】失。
1、光伏功率优化器的基本原理
每块【kuài】光伏组【zǔ】件均接入功率优化【huà】器，每块组件相对于【yú】光伏阵列来说【shuō】是【shì】一个独立的整体，它的输【shū】出功率不会【huì】受到其他【tā】任何组件【jiàn】的【de】影响，一直输【shū】出在当【dāng】前环境条件下的最大功【gōng】率值。
对于传统的组串设计方案，当某一组串的其【qí】中一块组件【jiàn】受到阴【yīn】影遮挡，一般是电压不变，电流下降【jiàng】，如一个20串270W的组串【chuàn】，在【zài】某一天【tiān】气下工作电【diàn】流【liú】电压【yā】是【shì】8.4A32V，总【zǒng】功率为5400W，如果其中一块组件受到阴影遮【zhē】挡，电流下【xià】降到到3.2A，整个回【huí】路电流都会下降，总【zǒng】功率【lǜ】变为2048W，下降【jiàng】约62%。
当增加优化器后，被阴影【yǐng】遮挡的组件不再影响其【qí】他组件的发电，通【tōng】过优化器【qì】内部的小变压【yā】器DC-DC控制【zhì】电路来【lái】改变组件【jiàn】的输出电流，和其他【tā】组【zǔ】件的电流进【jìn】行匹配（当然优【yōu】化器需要监测同一【yī】路组串上其他【tā】组件的输出电流，发【fā】现【xiàn】不一致后才能对自身的输【shū】出电【diàn】流大小的进【jìn】行调【diào】节），该组件电流3.2A提【tí】升为8.4A，电压由32V降低【dī】为12.5V，那【nà】么实【shí】际的【de】功率输出为270*19+102=5232W，即实际损【sǔn】失功率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，只有单相逆【nì】变器和11kW以下的三【sān】相逆变器才是一路【lù】MPPT只有【yǒu】一个组【zǔ】串，大【dà】于20kW的【de】逆变【biàn】器，每一个【gè】MPPT就不止一个组串了。多【duō】个组串接入优化器，按照并联电路【lù】电压一致的原理，当某一路组串受【shòu】到阴【yīn】影遮挡导【dǎo】致功率下降【jiàng】，优【yōu】化器改变电【diàn】压，这【zhè】个回【huí】路的【de】总电【diàn】压会【huì】降低，也会影响到同一个MPPT其它【tā】回路的电压下降，导致功率下降【jiàng】，另外，优化器包含一个【gè】功【gōng】率升压电【diàn】路，是【shì】一个【gè】故障【zhàng】点，本身也有1.5%的损耗，所以要综合评价。
下面用一【yī】个简单的办法，来估算一个MPPT就多个组串，安【ān】装组件优【yōu】化器后对输出功率的影【yǐng】响【xiǎng】。假定在一个40kW的电站【zhàn】，组件是【shì】250W20串联，其【qí】中有一块有阴影遮【zhē】挡，功率下降到50W，根据串【chuàn】联回路电【diàn】流一致，并联【lián】回【huí】路电压一致这个【gè】原理来计算。
1、如果没有安【ān】装【zhuāng】优化器，这【zhè】一路【lù】20个组件都变成50W，总功率为1000W，减少【shǎo】4000W，系【xì】统功率下降10%。
2、安装优化器，一个MPPT就一个【gè】组串，只有一台组件减少【shǎo】200W，加【jiā】上优化器【qì】1.5%的损耗【hào】，总的【de】损耗是200+40000*1.5%=800W，总共下降2%。
3、一个MPPT有2个【gè】组串，一个优【yōu】化【huà】器【qì】降低电压会导致总电【diàn】压也会降低【dī】，相当于【yú】另一【yī】路【lù】组串也会【huì】减少200W，加上优化器1.5%的损耗，总的损耗是【shì】400+40000*1.5%=1000W，总【zǒng】共下降2.5%。
4、一个MPPT有4个组串，一【yī】个优化器降低电压会导致【zhì】总电压也会降低，相【xiàng】当【dāng】于另3路【lù】组串【chuàn】也会减【jiǎn】少200W，加上优化器【qì】1.5%的损耗【hào】，总【zǒng】的损耗是【shì】800+40000*1.5%=1400W，总共下降3.5%。
5、一个【gè】MPPT有8个组串，一个优【yōu】化【huà】器降低电压会导致总电压【yā】也会【huì】降低，相当于另7路【lù】组【zǔ】串也会减少【shǎo】200W，加上【shàng】优化器【qì】1.5%的损【sǔn】耗，总的损耗是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【qì】用在【zài】集中式逆【nì】变器，又是【shì】什么情况，集中式逆变器的特点是只有【yǒu】一路【lù】MPPT。
不装优化器时是这一路4kW的损失，下降4%。
50kW单路MPPT集中式逆变【biàn】器，总共【gòng】有【yǒu】10路【lù】组串，一个优化器降低电压会导致总【zǒng】电【diàn】压也会降低，相当于另9路组【zǔ】串【chuàn】也会减少【shǎo】200W，加上【shàng】优化器1.5%的损耗，总的损【sǔn】耗【hào】是2000+50000*1.5%=2750W，总共下降【jiàng】5.5%。
100kW单路MPPT集中式逆变【biàn】器【qì】，总共有【yǒu】20路组串【chuàn】，一【yī】个【gè】优化器降低电压会【huì】导致总电压【yā】也会【huì】降低，相当于另19路组串也【yě】会减少200W，加上优化器1.5%的损耗，总的损【sǔn】耗是4000+100000*1.5%=10000W，总【zǒng】共下降10%。
3、结论
功率优化器【qì】配合多【duō】路MPPT的组串【chuàn】式逆【nì】变器，在组件受到阴影阻【zǔ】挡【dǎng】时【shí】，减少【shǎo】发电量损失【shī】效果很明显，但是在【zài】单路MPPT集中式逆【nì】变器【qì】，效果就没有多路MPPT组串式逆变器【qì】这么明显。
组件【jiàn】级优化【huà】器也可以设置为实时和逆变【biàn】器配套，并【bìng】进行通【tōng】讯，按照逆变器的最【zuì】佳功率点电压进行分配。这样连接【jiē】每一块组件的优化器的输出【chū】就【jiù】受到逆变【biàn】器的影响，在保【bǎo】证电【diàn】流一致的情况下，按逆变器的指令进行输出，使其【qí】始终【zhōng】工作【zuò】在【zài】效率【lǜ】最高的【de】电压点【diǎn】上【shàng】。
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
