光伏電站由大量組件（往往成百上千塊光伏組件）通過串并聯(lián)而成，當(dāng)組件串聯(lián)時每塊組件工作電流必須一致，而組串并聯(lián)式每串組串的工作電壓也必須一致，而一組獨立的直流系統(tǒng)工作點（特定電壓電流）只能是唯一的，這就導(dǎo)致當(dāng)每一塊組件最大功率（MPPT）點電壓電流不一致（失配）時部分能量就會損失掉。例如下圖所示，當(dāng)兩串組串MPPT點電壓不一致時，并聯(lián)后由于組串必須工作在一個電壓點（新電壓點取決于兩串構(gòu)成的子系統(tǒng)最大功率點），導(dǎo)致每一串組串無法工作在各自最大功率輸出點，部分能量因此而損失掉。

圖 不同組串最大功率點差異示意

雖然失配損失原理很簡單，但光伏電站具體失配損失評估一直是一個爭議很大的話題，究其原因是業(yè)界并沒有公認(rèn)有效的測試方法，同時影響失配的因素又非常多，例如，雖然很多分析中會采用組件出廠時電流和電壓分布進行分析，但實際項目中組件自身的電壓電流分布已經(jīng)是失配來源的次要因素，很多時候環(huán)境因素（例如灰塵、溫度場、輻照場分布）以及組件衰減的不一致等因素導(dǎo)致的光伏組件電壓電流的失配比組件額定電性能參數(shù)的不一致性可能要大許多，即便是同一個電站在不同時間、不同運行狀態(tài)下實際的失配損失都會存在很大的差異。

但這也不意味著電站的失配損失完全是抓瞎或者損失評估完全失去意義。個人比較傾向的方案是假設(shè)出組件不一致性的區(qū)間，從而得出一個損失范圍，在做后續(xù)分析時根據(jù)電站狀態(tài)采用‘半定量’范圍的方式。

評估的具體方案可以采用‘蒙特卡洛法’，即根據(jù)假設(shè)的電壓電流離散度（均方根）通過‘太陽電池模型’中的二極管模型隨機生成所要評估數(shù)量的每一塊組件的IV曲線，隨后再以隨機方式將所有組件分成相應(yīng)的組串，根據(jù)電路串并聯(lián)的原則得到每一串組串的IV曲線以及并聯(lián)子系統(tǒng)的IV曲線，隨后通過下式根據(jù)組件、組串、并聯(lián)子系統(tǒng)最大功率評估出相關(guān)的失配損失。

當(dāng)然，由于計算過程為隨機產(chǎn)生及分配，每次運算結(jié)果會略有差異，但如果組件數(shù)量足夠計算結(jié)果就會‘收斂’（實際經(jīng)驗100串組串以上的系統(tǒng)每次運行產(chǎn)生結(jié)果幾乎是一致的）。

利用上兩篇中組件和組串?dāng)?shù)學(xué)模型，根據(jù)不同的電壓、電流分布設(shè)置采用蒙特卡洛法可隨機生成組件IV曲線，通過隨機組合成組串后即可計算不同條件子陣失配損失，不同數(shù)量組串/MPPT組合下失配損失計算Matlab代碼如下：

以下以蒙特卡洛法計算1500V系統(tǒng)200串系統(tǒng)在8串/MPPT為例，不同電壓電流離散度條件下的失配損失仿真結(jié)果。

當(dāng)然，上述失配損失分析結(jié)果只是特定條件下的失配損失，在真實電站系統(tǒng)基本都會對直流容量相對于交流容量進行超配（例如1MWac交流容量根據(jù)條件不同配1.2~1.5MWp直流容量）以降低度電成本，因此全年中很多情況下直流側(cè)輸出功率大于交流輸出能力導(dǎo)致逆變器限發(fā)，此時組串并不會工作在最大功率點，也談不上失配損失了。