前言INTRODUCTION

在光伏系統(tǒng)中，超配或容配比是被系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提及較高的名稱(chēng)，也是行業(yè)比較關(guān)注的一個(gè)指標(biāo)，這是因?yàn)樗c系統(tǒng)度電成本LCOE有較大關(guān)聯(lián)。設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)容配比進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，可以提高發(fā)電量和經(jīng)濟(jì)效益，并且還可以降低度電成本LCOE。 超配比的優(yōu)化和很多因素有關(guān)，如項(xiàng)目地的氣象條件、組件選型、組件安裝方式、逆變器的選型等等，所以本期錦浪小課堂為大家?guī)?lái)光伏超配相關(guān)的內(nèi)容。

PART1

什么是超配

光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)安裝的光伏組件總?cè)萘砍^(guò)系統(tǒng)中配置的總的光伏逆變器額定有功功率容量，我們稱(chēng)之為光伏超配。

其中：D為超配比;Pdc為系統(tǒng)各組件的標(biāo)稱(chēng)功率;Pac為系統(tǒng)配置的光伏逆變器額定有功功率。

PART2

為什么超配

在光伏系統(tǒng)中無(wú)法避免各種損耗問(wèn)題，這些損耗會(huì)影響光伏系統(tǒng)總體輸出功率，導(dǎo)致系統(tǒng)收益降低。如果適當(dāng)進(jìn)行光伏系統(tǒng)超配，可以有效提高其整體收益，這一方法在光伏系統(tǒng)的不斷探索和優(yōu)化中被具化下來(lái)并廣泛應(yīng)用。影響系統(tǒng)損耗的因素主要有以下幾點(diǎn)：

01光照資源不充分

光伏電力來(lái)源于光照輻射，而光照資源分布受地區(qū)影響很大，另外，組件額定功率輸出在輻照達(dá)1000W/m2，溫度在25°C，光譜AM1.5時(shí)(即STC條件)才能充分輸出。如果工作條件未達(dá)到STC條件，光伏組件輸出功率必然小于其額定功率，并且，光照資源一天之內(nèi)時(shí)間分布也不能全都滿(mǎn)足STC條件，主要是因?yàn)樵缰型磔椪斩?、溫度等差異較大。

圖1：全國(guó)光照資源分布情況

02組件衰減

由NREL-SAM對(duì)全球2000多組件的戶(hù)外衰減分析得到，組件正常老化衰減的情況下，組件第二年以后的衰減將呈線性變化，25年的衰減率在8%~14%之間，也就是說(shuō)組件每年的發(fā)電能力都在下降，無(wú)法維持額定功率輸出。

圖2：組件衰減

03系統(tǒng)損耗

光伏系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，從光照轉(zhuǎn)化為并網(wǎng)電力的全部過(guò)程存在一系列的損耗因素，如光照不足，組件失配，線路損耗等，這些因素將導(dǎo)致系統(tǒng)10%~15%的能量損耗。

圖3：系統(tǒng)損耗因素

04安裝傾角及方位角

在方位角和傾角固定不變的情況下，光伏系統(tǒng)安裝方位角和傾角對(duì)應(yīng)輻照度不同，一年不同時(shí)間也會(huì)小于其理論發(fā)電量。

圖4：方位角與傾角對(duì)于系統(tǒng)發(fā)電量影響

05其他因素

如組件積灰、損傷、陰影遮擋等，這些環(huán)境因素、系統(tǒng)故障等問(wèn)題都會(huì)降低系統(tǒng)的輸出功率。

綜合以上影響因素，傳統(tǒng) DC: AC =1的配比設(shè)計(jì)，實(shí)際運(yùn)行的光伏系統(tǒng)最高發(fā)電功率低于其裝機(jī)容量，如果通過(guò)提升光伏組件的比例可彌補(bǔ)這些因素造成的容量損失，另外，合理的光伏超配設(shè)計(jì)也是降低系統(tǒng)LCOE的關(guān)鍵手段之一。

PART3

如何進(jìn)行超配

光伏超配設(shè)計(jì)通常采用超配比和LCOE的關(guān)系來(lái)確定最低LCOE點(diǎn)對(duì)應(yīng)的配比值。

圖5：LCOE與光伏超配

另外也可以采用光伏仿真軟件，如PVsyst、PVsol，或錦浪官網(wǎng)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行仿真確認(rèn)。

PART4

光伏超配對(duì)逆變器的要求

對(duì)光伏系統(tǒng)進(jìn)行超配設(shè)計(jì)，逆變器是重要考量環(huán)節(jié)，高超配對(duì)逆變器要求也較高，比如直流功率的硬件承接能力，長(zhǎng)時(shí)間工作的散熱能力等。

01具備較強(qiáng)光伏吸納能力

這些包括允許的最大超配比、MPPT數(shù)量、每路MPPT接入組串功率、最大直流輸入電壓/電流、MPPT追蹤范圍等。以錦浪GCI-110K-5G-PLUS為例，主要直流參數(shù)如下：

02具備過(guò)載輸出能力

在選擇逆變器時(shí)，除了逆變器的直流超配比需要考慮，還需要注意逆變器是否具備過(guò)載輸出能力，以及過(guò)溫減載性能。

圖6：逆變器溫升降載曲線

03具備較強(qiáng)的散熱能力

光伏系統(tǒng)超配后，逆變器滿(mǎn)載及過(guò)載的運(yùn)行時(shí)間會(huì)加長(zhǎng)。根據(jù)相關(guān)資料研究表明，電力電子功率設(shè)備的關(guān)鍵環(huán)境影響因子中，溫度占了55%左右，因此，較強(qiáng)的散熱能力對(duì)逆變器而言非常重要。

圖7：逆變器散熱性能

PART5

結(jié)語(yǔ)

綜上可知，在一定范圍內(nèi)光伏超配會(huì)帶來(lái)更高發(fā)電量，即使存在削峰問(wèn)題，系統(tǒng)增加的發(fā)電量及收益依然明顯。因此，光伏超配的設(shè)計(jì)需綜合考慮系統(tǒng)發(fā)電收益、投入成本、運(yùn)維成本、資產(chǎn)折舊等因素，來(lái)尋找增加投入成本和系統(tǒng)發(fā)電收益之間的平衡點(diǎn)，以降低系統(tǒng)度電成本，實(shí)現(xiàn)整體收益最大化。

審核編輯：湯梓紅