摘要：光伏电站前期设计过程中，组串数计算多采用GB 50797-2012标准中的计算公式，而光伏电站的实际运行环境条件与公式中的假定条件存在一定的偏差，影响计算结果。本文对光伏电站实际运行数据进行分析，给出了组串数计算修正公式，希望能给有关人员给出不同的解决方法。
　　关键词：光伏电站;组串计算;设计;修正公式
　　一、光伏电站中的开路电压
　　半导体电压随温度的变化而变化，这种变化的系数，称为电压温度系数，太阳能电池片发电原理是根据P-N结及空穴电子对原理（光生伏打效应）实现的，属于半导体，因此电池片/组件的电压也会随着温度的变化而变化。具体数值大约为-0.26～-0.35%/℃，意思是温度每降低（升高）1摄氏度，电压升高（降低）基准电压的0.26～0.35%。组件标准工作条件之一是电池片温度25°，此时的电压定为基准电压，那么低于25°，组件电压就升高，反之降低。
　　组件电压发生变化，相应的组件串电压就会发生变化，尤其是在冬夏温差大的地方。因此，在电站设计过程中，必须根据当地最低/最高温度，计算出合适的组串数量。
　　从图1中可以看出，在正常工作条件下，组串电压在达到逆变器启动电压之前，表现为开路电压;而在达到逆变器启动电压，组串开始经过逆变器往电网输送电能之后，组串电压开始表现为工作电压，这其中有一个明显的电压降低过程。
　　从组串开路电压升高到逆变器启动电压，时长大约是40-60分钟，逆变器启动后，并不代表逆变器马上就会有功率输出，逆变器的控制部分，CPU和屏幕等器件先工作，首先就逆变器自检，再检测组件和电网，完全没有问题后，等光伏功率超过逆变器的待机功率，逆变器才会有输出。即在逆变器正常工作的情况下，组串的开路电压在超过逆变器的启动电压之后，因逆变器启动，就表现为了工作电压。
　　二、组串计算公式修正
　　依据公式，光伏组串数量上限主要是由公式一确定的。而在实际工作中公式一中的V_oc（光伏组件的开路电压）与t（光伏组件工作条件下的极限低温）取值是偏保守的。而这2个取值都与工作时的辐照值有关。我们先看组件开路电压V_oc，组件厂家给与的数值是在STC条件（辐照度1000W/㎡，电池温度25℃，空气质量AM1.5）下的取值。
　　而在实际运行条件下，在环境温度最低时的辐照度肯定达不到STC条件下的1000W/㎡。我们以光伏电站实测数据为例：
　　我们从图2中可以看到，一天中的最低温出现在凌晨日出前后，最高温出现在当地真太阳时14：00-15：00之间;而辐照量最高点一般在当地真太阳时12：00左右。
　　即在最低温时并不是辐照量最高的时刻，最低温与最高辐照值不会在同时出现。理论上此时组件V_oc（光伏组件的开路电压）应以实际的辐照度进行修正，但是早上辐照度变化较大，而且到达逆变器启动电压之后组串就表现为了工作电压，所以此时考虑组串实际工作状态特性和计算简便，此处建议可以使用组件的NOCT电性能参数计算（电池片标称工作温度条件：辐照度800W/㎡，环境温度20℃，空气质量AM1.5）。
　　这里使用NOCT参数来计算，原GB50797-2012 《光伏发电站设计规范》公式一需修正为：
　　三、计算结果
　　为考虑计算书的通用性，“ ——光伏组件工作条件下的极限低温（℃）”，计算时以-30℃、-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃这7个典型温度考虑。其中-30℃、-25℃、-20℃模拟的是三北（西北、东北、华北北部）地区高纬度高寒地区;-15℃、-10℃模拟的是华北中南部、关中平原等温带季风气候区;-5℃、0℃模拟的是秦岭淮河以南的亚热带季风气候区域;覆盖了大部分国内典型气候区域，适用范围广。
　　依据GB 50797-2012《光伏发电站设计规范》内公式与修正后的计算公式，输入目前主流厂家发布的18X、210mm系列组件产品的开路电压、工作电压、电压温度系数及当地最低气温后可得出结果。
　　与原公式相比，1500V系统计算结果相差约2块组件，即每个组串可多接2-3块组件，理论上可降低约5%的支架套数与基础数量，并相應降低组件与汇流箱之间的光伏专用电缆数量。
　　四、存在的问题：
　　1）、这种考虑存在假设性条件，即逆变器处于工作状态，组串电压达到逆变器启动电压之后即可正常启动;
　　2）、有可能存在的极端情况：辐照值超过1000W/㎡，并且处于极端低温，且逆变器不能正常工作;
　　3）、此为理论上可行的解决方案，但还需实际项目小规模工程验证。