鄭志華　郭慶　黃寧

前言：隨著光伏電站平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代的正式來(lái)臨，光伏電站的成本成為平價(jià)上網(wǎng)的關(guān)鍵因素之一，如何在現(xiàn)有已經(jīng)透明的市場(chǎng)化價(jià)格中脫穎而出，成為光伏業(yè)界不斷討論的問(wèn)題。從目前設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，光伏電站榮配比的合理設(shè)計(jì)，成為光伏電站節(jié)省成本的一個(gè)突破點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：光伏電站;容量配比;分析

光伏電站最優(yōu)容量配比的影響因素包括：輻照度、電站效率、逆變器超發(fā)能力、電站綜合單價(jià)以及光伏組件衰減等

光伏組件容量和逆變器容量比，習(xí)慣稱為容配比。光伏應(yīng)用早期，系統(tǒng)一般按照1：1的容配比設(shè)計(jì)，但一定程度的提升光伏組件容量，將會(huì)有利于提升系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)效益。

直流側(cè)補(bǔ)償超配

通過(guò)提高組件容量，補(bǔ)償各種原因引起的損耗部分，使逆變器的實(shí)際輸出最大功率達(dá)到逆變器的額定功率

系統(tǒng)損耗;光伏系統(tǒng)中，能量從太陽(yáng)輻射到光伏組件，經(jīng)過(guò)直流電纜、匯流箱到達(dá)逆變器，當(dāng)中各個(gè)環(huán)節(jié)都有損耗。直流側(cè)損耗通常在13.13%左右，逆變器損耗約1.5%，總損耗約為14.63%。在組件容量和逆變器容量相等的情況下，由于客觀存在的各種損耗，逆變器實(shí)際輸出最大容量只有逆變器額定容量的87%左右，降低了逆變器和系統(tǒng)的利用率。

光伏系統(tǒng)直流側(cè)各環(huán)節(jié)損耗組成

（1）、灰塵、雨水遮擋——5%

（2）、組件溫度升高——4.37%

（3）、組件串聯(lián)不匹配——2%

（4）、逆變器的功率損耗——1.5%

（5）、直流電纜損耗——1.7%

直流側(cè)補(bǔ)償超配與主動(dòng)超配

由上分析可見，選擇合適的系統(tǒng)容配比需要考慮諸多因素，為了進(jìn)一步說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，這里將超配分為兩部分，一是通過(guò)提高組件容量，補(bǔ)償各種原因引起的損耗部分，使逆變器的實(shí)際輸出最大功率達(dá)到逆變器的額度功率，定義為補(bǔ)償超配。同時(shí)進(jìn)一步提高組件的容量，提高系統(tǒng)滿載工作時(shí)間，定義為主動(dòng)超配。主動(dòng)超配時(shí)，系統(tǒng)在中午光照較好時(shí)段存在一定時(shí)間的限功率運(yùn)行，但系統(tǒng)的度電成本達(dá)到最低值，即收益最大化。

（a）補(bǔ)償超配前? ? ? ? ? ?（b）補(bǔ)償超配后

補(bǔ)償超配前后光伏逆變器輸出功率對(duì)比? 如圖所示，通過(guò)將容配比從1：1提升到1.1：1，使得逆變器在光照最好的時(shí)候能達(dá)到滿載輸出。提高了逆變器的利用率。

為了彌補(bǔ)光伏電站直流側(cè)約14.63%總損耗，保證逆變器長(zhǎng)期在額定功率下運(yùn)行，組件需要超裝約30MW共計(jì)109120塊275組件。此時(shí)容量配比為1：1.15

現(xiàn)階段行業(yè)內(nèi)逆變器及箱變均可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期正常運(yùn)行情況下1.1倍的過(guò)負(fù)荷能力，所以電站容量配比在1：1.25時(shí)電站可以正常運(yùn)行，此時(shí)組件需要超裝約50MW共計(jì)181852塊275組件。

通過(guò)合理的超配方案設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏系統(tǒng)的優(yōu)化，發(fā)電量進(jìn)一步提升，系統(tǒng)度電成本進(jìn)一步降低，投資方整體收益進(jìn)一步提升。

反之，在裝機(jī)容量確定的情況下。最佳比例的超配將會(huì)大大節(jié)省逆變器、變壓器以及電纜的成本。

建議：

1）在組件超配方案設(shè)計(jì)中，需要考慮當(dāng)?shù)毓庹諚l件、系統(tǒng)損耗、鋪設(shè)傾斜角度等因素的影響，確定逆變器直流側(cè)輸入功率的大小。

2）逆變器的性能和選型也十分重要。根據(jù)逆變器的技術(shù)參數(shù)，充分利用逆變器的過(guò)載能力，最大程度的提高容配比

3）考慮組件首年的衰減。組件首年衰減較大，一般多晶在2.5%左右，單晶在3%左右。將這部分衰減放入系統(tǒng)，可以大大提升系統(tǒng)的容配比。

4）利用軟件進(jìn)行模擬，不同比例的容配比得出不同的發(fā)電量，即使損失部分發(fā)電量但最終能夠達(dá)到最佳的收益率，就可以得出最佳的容配比。

光伏電站容配比的設(shè)計(jì)為各個(gè)企業(yè)帶來(lái)了一個(gè)降低成本的突破口，充分利用組件及逆變器的輸入輸出特性，在不降低發(fā)電量的情況下，降低光伏電站的投資成本，助推光伏電站平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨。