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光伏设计:光伏电站组件与逆变器如何匹配?

发布时间:  2018-03-12    点击量:  6  次    作者:      来源:  能源杂志 光伏说

关键词:  光伏发电系统 光伏电站设计 家庭光伏电站

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光伏摘要:随着光伏电站走入人们的视野,大家对于光伏电站的关注程度也越来越高,近期有网友咨询光伏电站逆变器与组件如何匹配。今天我们就来围绕这个话题说说。


随着光伏电站走入人们的视野,大家对于光伏电站的关注程度也越来越高,近期有网友咨询光伏电站逆变器与组件如何匹配。今天我们就来围绕这个话题说说。

要想光伏电站逆变器与组件匹配的更好,这里牵扯到一个专业术语“容配比”,通俗理解就是逆变器所连接的光伏组件的功率之和与逆变器的额定容量比。早期,在光伏系统的设计过程中,人们通误认为组件、逆变器按照1:1容配比设计,这样肯定不会出现错误,也是最佳的配比。其实这样一个观点,现在来看存在一定误区。

应用研究中发现,以系统平均化度电成本最低为标准衡量系统最优,在各种光照条件、组件铺设倾斜角度等情况下,达到系统最优的容配比都大于1:1。也就是说,一定程度的提升光伏组件容量,有利于提升系统的整体经济效益,这就是我们所说的组件超配。

我们了解到一些专业的系统设计公司,他们不管在地面电站、工商业电站还是户用电站,都会采用组件超配的这一做法,以达到提高逆变器的运行效率、电站收益的目的。

那么,如何可以实现最佳容配比呢?

这里我们可以做一个这样的设计,假若初始电站设计容量为A(MW),通过计算当电站电池板扩容到B(MW)时,电站的全局投资性价比为最优,此时该电站的最佳容配比为:K=B/A。当超过逆变器标称功率的100%、105%、110%时,其最优容量配比分别为1.05、1.1、1.15。明确了最佳容配比,在光伏电站设计的时候要稍加注意。另外光伏电站最优容量配置比还受一些内外在因素的影响,如太阳能光照资源、电站效率、逆变器发电能力、电站综合单价以及光伏组件单价等。

对于用户、系统安装商来说有了这样一个意识,家里安装电站后发电量肯定会想当可观的。

//大咖有话说//

近日,国家发展和改革委员会能源研究所研究员王斯成也发表了对“光伏-逆变器容配比”的看法。他强烈呼吁,尽快给‘光伏-逆变器容配比’松绑。

《GB50797-2012:光伏发电站设计规范》中规定,光伏发电站中安装的光伏组件的标称功率之和称为安装容量,计量单位为峰瓦(Wp);光伏发电系统中逆变器的配置容量应与光伏方阵的安装容量相匹配,逆变器允许的最大直流输入功率应不小于其对应的光伏方阵的实际最大直流输出功率。

而在国际上,光伏发电系统的交流容量定义为光伏系统额定输出或者该容量为合同约定的最大功率,通常单位为MW。将光伏组件功率之和作为光伏系统的额定功率也很常见,显然,国内的标准还处于“也很常见”的队列之中。在功率比方面,国际上光伏电站通常设计成高光伏-逆变器功率比(PVIR)以获得低的度电成本。

事实上,适度提高光伏-逆变器容配比是光伏系统设计重要的技术创新,2012年之后普遍被光伏界所接受,尤以美国FirstSolar为代表,其电站容配比一般都选在1.4:1.0。

王斯成介绍,“在美国,我参观过一家容配比为1.4:1.0的光伏电站,上午时功率满功率运行,在正常的时间内,不会超负荷运行,逆变器达到额定功率以后转入限功率运行,不会影响安全性。”

如果基于平均化度电成本最低的原则来判定系统的优劣,系统最优的光伏-逆变器容配比均大于1:1。换句话说,一定程度的提升光伏组件容量(也称组件超配),将有助于提升系统的整体效益。事实上,目前很多电站为了提高逆变器的运行效率和电站收益,都采用了组件超配的方法。

此外,王斯成还指出,光伏-逆变器容配比并不是越高越好,涉及到辐照资源、环境温度、组件和直流设备成本、土地费用、电价水平、“限光率”等多种因素,还是要基于“度电成本LCOE最低”的原则优化设计。

“最近严查扩装,但是扩装可以大大提升系统的收益率,降低成本,为什么不被允许?”王斯成在会上强调到,“呼吁尽快修订国标GB50797,消除阻碍技术创新和技术进步的障碍。”


关键词:  光伏发电系统 光伏电站设计 家庭光伏电站