前言INTRODUCTION

在光伏系統(tǒng)中，超配或容配比是被系統(tǒng)設(shè)計中提及較高的名稱，也是行業(yè)比較關(guān)注的一個指標，這是因為它與系統(tǒng)度電成本LCOE有較大關(guān)聯(lián)。設(shè)計者通過對容配比進行適當?shù)膬?yōu)化，可以提高發(fā)電量和經(jīng)濟效益，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)砉夥湎嚓P(guān)的內(nèi)容。

PART1

什么是超配

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

其中：D為超配比;Pdc為系統(tǒng)各組件的標稱功率;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)中無法避免各種損耗問題，這些損耗會影響光伏系統(tǒng)總體輸出功率，導(dǎo)致系統(tǒng)收益降低。如果適當進行光伏系統(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)化中被具化下來并廣泛應(yīng)用。影響系統(tǒng)損耗的因素主要有以下幾點：

01光照資源不充分

光伏電力來源于光照輻射，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1000W/m2，溫度在25°C，光譜AM1.5時(即STC條件)才能充分輸出。如果工作條件未達到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)時間分布也不能全都滿足STC條件，主要是因為早中晚輻照度、溫度等差異較大。

圖1：全國光照資源分布情況

02組件衰減

由NREL-SAM對全球2000多組件的戶外衰減分析得到，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，也就是說組件每年的發(fā)電能力都在下降，無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)實際運行中，從光照轉(zhuǎn)化為并網(wǎng)電力的全部過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應(yīng)輻照度不同，一年不同時間也會小于其理論發(fā)電量。

圖4：方位角與傾角對于系統(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)故障等問題都會降低系統(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，實際運行的光伏系統(tǒng)最高發(fā)電功率低于其裝機容量，如果通過提升光伏組件的比例可彌補這些因素造成的容量損失，另外，合理的光伏超配設(shè)計也是降低系統(tǒng)LCOE的關(guān)鍵手段之一。

PART3

如何進行超配

光伏超配設(shè)計通常采用超配比和LCOE的關(guān)系來確定最低LCOE點對應(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)計軟件進行仿真確認。

PART4

光伏超配對逆變器的要求

對光伏系統(tǒng)進行超配設(shè)計，逆變器是重要考量環(huán)節(jié)，高超配對逆變器要求也較高，比如直流功率的硬件承接能力，長時間工作的散熱能力等。

01具備較強光伏吸納能力

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具備過載輸出能力

在選擇逆變器時，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載輸出能力，以及過溫減載性能。

圖6：逆變器溫升降載曲線

03具備較強的散熱能力

光伏系統(tǒng)超配后，逆變器滿載及過載的運行時間會加長。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，較強的散熱能力對逆變器而言非常重要。

圖7：逆變器散熱性能

PART5

結(jié)語

綜上可知，在一定范圍內(nèi)光伏超配會帶來更高發(fā)電量，即使存在削峰問題，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)計需綜合考慮系統(tǒng)發(fā)電收益、投入成本、運維成本、資產(chǎn)折舊等因素，來尋找增加投入成本和系統(tǒng)發(fā)電收益之間的平衡點，以降低系統(tǒng)度電成本，實現(xiàn)整體收益最大化。

審核編輯：湯梓紅