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容配比越高,度电成本真的越低吗?
2019-11-26

  在光伏系统中,随着安装量的增加,获取的数据越来越多,光伏系统的理论越来越成熟。大家发现,组件和逆变器不一定要按1:1去配,因为光照条件、安装角度、线路损耗等各种因素,组件效率达不到100%输出,大部分时间可能只有50%额定功率左右,天气非常好时也许能达到90%的额定功率,这样就造成逆变器的功率不能完全利用,有部分浪费。近年实践证明,适当提高容配比,有助于减少度电成本,得到大家的共识。



  ▲古瑞瓦特案例

  由于容配比超配还属新生事物,研究还没完全跟上。如光伏系统仿真软件,无法精确计算超配后的发电量变化,而根据这不太精准的计算方法得出来的结果,和实际的情况出入很大,造成容配比越高,度电成本越低的假象。



  上述表格是一光照资源为二类的地区,组件容量为100MW,容配比按1.0到1.5比例配,得出来的结论,有两个数据值得商榷。

  一是25年总投资,没有考虑到逆变器的寿命和维修时间。高容配比,可以减少初始投资,但是,逆变器长期工作在80-100%功率的寿命,和长期工作在40-60%功率的寿命,相差很大。现在集中式逆变器,采用部件维修,整机寿命可达25年,但功率板、电源板、风机等部件,需要定期维护和更换,集中式逆变器维修难度大,时间长,维修期间还会影响发电量。组串式逆变器设计寿命一般为15年,长期工作在80-100%功率状态,平均温度比长期工作在40-60%功率状态高10度左右,因此寿命也会低一些。一般来说,25年电站生命周期,按照1.2以下比例配,组串式逆变器要换2次,1.4到1.5比例去配,组串式逆变器要换3次,考虑到更换成本,因此25年实际总投资差不多。

  二是发电量的估算有误差。组串超配后,对发电量的影响主要有3点:一是光伏逆变器工作在80-100%功率时,比工作在40-60%功率时,效率低1%左右。二是升压站的隔离变压器,工作在80-100%功率时,比工作在40-60%功率时,效率低0.5%左右;三是超配后,逆变器输出有额定功率的限制,会损失很多电量,为什么这么说呢?

  按照这篇文章的说法:“随着容配比的提高,光伏电站满载工作时间延长,电站输出功率随辐照度波动引起的变化降低。下图是一个实际电站的日输出功率曲线,该电站采用1.41倍容配比,安装了跟踪系统,由图可见,逆变器从早上8:00到下午17:00一直处于满功率运行状态,发电功率曲线几乎是条稳定的直线,即使光照出现一定程度的波动,逆变器输出功率仅做微小变化,整个光伏电站的输出更加稳定,大大提高了电网友好性。”



  实际光伏情况,我们可以分为3种,阴雨天,光伏发电很少;晴天多云,光伏发电变化多样;晴天无云,光伏发电稳定。

  我们先假定一个1.5超配的电站,组件最大功率是8000W,逆变器配5000W下面是各天气的限发情况:

  1、在阴雨天气,可以看到,大部分情况逆变器都没有限发,但系统输出功率变化很大,不能实现图2所示的平滑功能。



  2、天气晴好无云的时候,如图所示,从9:00-15:00可以实现平滑稳定输出,但功率大于5200部分就限发浪费了,从图形上,限发部分可以占总发电量的15%左右。

  综合各种因素,包括逆变器的效率,变压器的效率,逆变器的故障时间,逆变器的限发损失,如果采用1.5的容配比,实际损失的发电量可能达到10%。


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