逆變器選型重要依據,“吞吐”能力與超配有何關係?
發布時間:2016-07-08 責任編輯:susan
【導讀】組件容量與逆變器容量還按照1:1設計嗎?組件容量對逆變器的容量比稱為容配比,當容配比大於1時稱為超配。超配的好處已經被實際反複驗證,並被行業所廣泛接受。目前國內光伏電站中常見的容配比已經達到1.05-1.1,部分電站已達到1.2以上。這是因為容配比和光照資源強相關,我國幅員遼闊,光照分布不均勻,不同地區的最佳容配比有較大差異。
當前中國光伏市場的發展趨勢是“從西到東”和“補貼下調”,即光伏電站逐漸從光照資源較好的Ⅰ類資源區向光照資源較差的II、III、IV類資源區轉移;且(qie)光(guang)伏(fu)電(dian)價(jia)逐(zhu)年(nian)下(xia)調(tiao)對(dui)投(tou)資(zi)收(shou)益(yi)造(zao)成(cheng)嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)。麵(mian)對(dui)如(ru)此(ci)趨(qu)勢(shi),如(ru)何(he)最(zui)大(da)化(hua)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben),提(ti)升(sheng)發(fa)電(dian)量(liang),是(shi)光(guang)伏(fu)行(xing)業(ye)的(de)核(he)心(xin)訴(su)求(qiu)。通(tong)過(guo)係(xi)統(tong)精(jing)細(xi)化(hua)設(she)計(ji),尤(you)其(qi)正(zheng)確(que)的(de)容(rong)配(pei)比(bi)設(she)計(ji)更(geng)是(shi)可(ke)以(yi)大(da)幅(fu)度(du)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)初(chu)始(shi)投(tou)資(zi)成(cheng)本(ben),例(li)如(ru)按(an)照(zhao)1.2:1的配置比例,100MW組件隻需要83MW的逆變器和箱變,這樣省下的17MW逆變器和箱變等電氣設備成本就是客戶獲得的純利潤,何樂而不為呢?
麵對較高容配比的需求,在選擇組串式逆變器時,其直流輸入和交流輸出能力,即逆變器的“吞吐”能力成為逆變器選型的重要依據。為什麼超配和組串式逆變器的“吞吐”能力有關呢?我們來看兩個案例。
實例表明組串逆變器的“吞吐”能力影響電站收益
正麵案例:Ⅰ類資源區,光照資源好
四川小金縣某50MW光伏電站,采用60kW組串式逆變器,單台逆變器直流側配置62.92kWp的組件,即組件與逆變器容配比為1.05:1,由於項目建設地輻照度高,逆變器實際最大輸出有功功率高達66.1kW,即逆變器長期1.1倍過載運行,如圖1(a)所示。
反麵案例:III、IV類資源區,光照資源差
湖北某電站采用30kW組串式逆變器,由於所選逆變器的直流輸入能力不足,單台逆變器直流側最大隻能配置30kWp的組件,即容配比1:1。當光照資源相對較差,即使在全年輻照最高時,逆變器實際輸出功率也僅為25kW,如圖1(b)所示。逆變器及變壓器等電氣係統長期輕載運行,係統利用率和效率均大大降低。

圖1 實際電站逆變器運行分析
由以上兩個實際案例可知,(1)超配可以大幅度降低係統成本、提高收益;未超配時係統利用率降低,逆變器容量造成浪費;(2)在超配設計時,組串式逆變器不僅直流側需要足夠的輸入端子數量,同時交流輸出還需要一定的過載能力,即逆變器的“吞吐”能力非常關鍵。
正確選擇組串式逆變器的“吞吐”能力,才能提升電站發電收益
對於光照條件好的部分Ⅰ類資源區,逆變器需要有良好的過載能力,即“吐”的能力要求較高;而在光照資源相對較差的其他資源區,則需要逆變器的直流側能接入更多的組件,要有足夠的輸入端子數量,即對“吞”的能力要求較高。
1.具備更強的交流側過載能力
如正麵案例所述,當輻照度或溫度等環境條件變化時,組件輸出功率會超過規格書中標定的最大功率,即“組件超發”,此種情況通常發生在部分光照資源較好的部分Ⅰ類資源區,這就要求逆變器需具備將組件能量全部轉化的能力,即對逆變器“吐”的能力要求較高。否則將會出現棄光的現象,降低發電量,影響用戶收益,如圖2(a)所示。

圖2 50kW組串式逆變器合理設計的價值
2.具備更強的直流側接入能力
在光照資源較差的II、III、IV類地區,若逆變器接入組件容量等於或小於逆變器交流功率額定值時,逆變器、變壓器及後端電氣係統將長期處於輕載,大大降低係統利用率,間接地增加了係統投資成本。如圖2(b)所示,對於50kW的逆變器,如果接入50kW的組件,實際輸出將小於50kW。
上述分析僅僅是考慮了光照資源,但在實際光伏係統中,由於灰塵遮擋,組件輸出至少降低2-3%,再考慮到組件衰減、電纜損耗等因素,實際傳輸到逆變器輸入端的直流功率又會減少5-10%左右。此外,根據1.6MW典型係統設計方案成本計算表明,50kW組串式逆變器直流側接9串方案比8串方案,逆變器數量減少了12%以上,可節省係統初投資0.07元/W,100MW可節約初始投資700萬,這便是逆變器較高的“吞”能力帶來的好處,如圖3所示。

圖3 直流側接入不同路數對係統成本的影響
因此,對於II、III類資源區,一般推薦逆變器接入的組件容量是逆變器額定容量的1.2倍以上,即逆變器的直流側需要配置足夠的輸入端子,保證可以接入1.2倍以上的組件。
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