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工商业光伏中那些与逆变器相关的降本增效秘诀
2019-09-05

5月20日,国家能源局公示了2019年第1批光伏发电平价上网项目,总规模为20.76GW,随后7月10日公布了2019年光伏发电项目国家补贴竞价结果,总规模为22.79GW,其中普通光伏电站装机容量为18.12GW,工商业分布式光伏发电项目装机容量为4.67GW。国家能源局表示,2019年是实行新机制的第1年,竞价工作已结束,通过开展竞价,推动了光伏补贴退坡,进一步坚定了光伏平价信心。低补贴和平价时代已经来临,作为分布式光伏中的主力军工商业光伏如何摆脱补贴依赖,如何实现平价,成为当前面临和急需解决的主要问题。

低价或者平价上网必然要求光伏电站进一步降本增效,即降低度电成本,作为光伏系统关键设备的逆变器,虽然在整个系统成本中的占比不高,但通过优化参数和性能,配合优化系统设计,智能化运维等方面可以发挥举足轻重的作用。

★下文将详细介绍和逆变器相关的降本增效方法:

▲MAC 50-70KTL3-X LV&MV系列


采用新型高效大功率组件和适配能力强的逆变器

光伏组件的造价占初始投资 50% 以上,直接影响项目的造价。但是组件效率衰减的影响导致度电成本增加,组件衰减率按照(10年10%、25年 20%)计算。由于新型高效大功率组件的采用,可使光伏系统成本降低 1%~3%,预计光伏的初始投资可下降 10% 以上。光伏组件转换效率提高大大减少并联支路,除光伏组件、逆变器以外的其他设备,包括汇流箱、直流电缆、支架、基础等,用量也将减少。

▲中大型工商业光伏电站解决方案系统图

▲1MW单元工商业电站不同类型组件配置表

以1MW单元为例,同等规模电站,采用同样的逆变器,以选用隆基HiMO X 350W组件为例,组件数量可减少280~616块,组件安装和运输成本可减少7.6%-16.6%;组串数量可减少28串,可以节省15%以上的支架和直流线缆成本,按照每MW直流线缆材料及敷设成本3.5万元左右,每MW支架材料成本及安装成本36.5万元测算,每MW可节省系统成本6万元以上。 

新型高效大功率组件的出现虽能降低系统成本,但是因为组件功率变大,组件电流变大,对逆变器提出新的要求,逆变器的组串电流必须适配新型高效组件,古瑞瓦特新一代的工商业逆变器MAC和MAX系列组串电流均是按12.5A进行设计,因而天生就可以完美匹配,是新型高效大功率组件的黄金搭档。

提高系统容配比,

合理应用逆变器超配和过载能力

受组件衰减,灰尘,遮挡,线损,串并联失配,光照不足等因素影响,逆变器实际接收到输入功率往往只能达到组件理论输出功率的87%-92%左右,也就是整个过程中的损耗高达8%-13%,再加上工商业光伏多数为彩钢瓦屋顶组件采取平铺方式,辐射量也会有所损失,组件和逆变器若按1:1配置,逆变器则长期处于轻载工作状态,逆变器实际利用率偏低,这时提高系统容配比进行适当超配能够有效提高系统整体收益,降低度电成本;超配的做法已被广泛应用,特别是美国和日本等地区,超配比例甚至会超过1.5倍。

▲光伏系统各环节中损耗

▲不同地区不同安装方式容配比推荐表

古瑞瓦特工商业逆变器MAC和MAX系列具备高达1.3倍直流超配能力,且交流还具备1.1倍过载能力,让超配变得更轻松,更安心。

采用铝合金电缆替代铜芯电缆,

降低线缆投资成本

在大型工商业项目中,电缆在系统成本中的占比达到10%,比逆变器占比还要高。其实只要设计和安装得当,在保证系统正常运转和安全的前提下,部分交流电缆采用铝合金电缆,可以降低系统投资成本。与铜芯电缆成本相比,铝合金电缆成本更低,安装更方便,重量更轻,铝合金电缆在光伏系统中的应用也逐渐普遍。

但是,在相同的过流能力下,铝线的线径明显大于铜线的线径,这对逆变器交流连接端子提出了更高的适配要求,交流连接器和防水端子必须足够大,支持接入更大线径的铝合金电缆。目前,古瑞瓦特MAC系列50-70KW逆变器最大可兼容50平方毫米铝线,MAX系列60-70KW逆变器最大可兼容70平方毫米铝线,MAX系列80-100KW逆变器最大可兼容95平方毫米铝线。

因地制宜,选择合适MPPT路数的逆变器

目前市面上的逆变器MPPT路数的设计有很多种规格,以工商业光伏常用的机型60KW逆变器为例,市面上有1路MPPT单级单支路逆变器,也有3路MPPT,4路MPPT,6路MPPT的多级多支路逆变器,以古瑞瓦特为例,60KW功率级别的有三种机型:单路MPPT的Growatt 60KTL3-HE、3路MPPT的MAC 60KTL3-X LV和6路MPPT的MAX 60KTL3 LV机型。

选择不同的MPPT路线,对系统发电量有一定的影响。从解决失配的问题角度来说,1个MPPT后面的组串越少越好;从稳定性和效率上来说,1个MPPT后面的组串越多越好,因为MPPT数量越多系统成本越高,稳定性越差,损耗越多。在实际应用中,要结合实际应用场景,选择合适的方案。

根据不同的应用场景,方阵倾角和朝向,组件遮挡情况和每路组串组件数量一致性情况,选择不同MPPT路数的逆变器,降低电站采购成本和维护成本,提高经济效益。

(1)无遮挡平坦的屋顶,方阵朝向一致,组串完全一致的情况,建议选择单路MPPT,单级结构的逆变器,可以提高系统可靠性,降低系统成本;

(2)存在局部遮挡,方阵朝向不一致,组串有差异的情况下,建议选择3路MPPT逆变器,既能满足设计需求,减少失配损失,又能降低成本;

(3)多朝向,多倾角,组串差异较大的情况,建议选择6-7路MPPT逆变器,可以最大化减少失配损失,提高设计灵活度。

智能化运维,降低运维成本,提升运维效率

众所周知,光伏电站是一个长达25年的生命周期的产品,竞价和平价时代的到来,让大家越来越关注度电成本,而度电成本中除了电站建设成本,电站发电量收益以外,还有非常重要的一块就是电站的运维成本,因此如何降低电站的运维成本,提升运维效率成为全行业关注的又一焦点。

而光伏逆变器作为光伏电站中唯一的智能化设备,在电站运维的智能化过程扮演着重要角色,已经不仅仅是一台逆变器,而是整个光伏电站的管家,不仅仅是实现自身的智能化诊断,预警,远程参数设置和固件升级,而且还要对光伏组件进行智能化的IV曲线扫描和精准故障定位,对电网电能质量进行优化和有功无功的调度,对电站安装过程和环境进行智能的一键诊断。

正是在这种背景下,逆变器越来越智能化,逆变器在智能化运维中越来越重要,古瑞瓦特MAC和MAX系列商用逆变器均具备了上述智能化运维功能,可以为工商业光伏电站提升运维效率,降低运维成本。

▲智能IV曲线扫描 

▲电能质量诊断


总结

低价和平价上网时代来临,工商业光伏电站度电成本的降低成为关键,光伏逆变器的选型变得尤为重要,一款智能高效的逆变器不仅可以帮助工商业电站提高发电效率,优化系统设计,提升生命周期内发电量收益,降低电站的建设成本,还可以通过智能化运维节省生命周期内的运维成本,在追求度电成本最优的时代,逆变器的选型变得至关重要。

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