光伏發電站容配比問題的探討

邵松+曹海英

摘 要：目前光伏發電站安裝容量是按組件峰值功率累加值計算的容量，但實際發電量遠遠達不到峰值功率，根據PVSYST模擬數據顯示，大部分時間光伏組件僅能達到峰值功率50%左右，造成公共系統資源浪費，為此作者對逆變器的最優容配比進行探討，給光伏發電站的建設者，設計者以參考。

關鍵詞：光伏發電站；峰值；容配比

中圖分類號：TM615 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）23-0029-02

1 概述

逆變器是光伏發電站中將光伏電池產生的直流電轉換為交流的裝置。容配比是光伏組件的峰值功率與逆變器額定輸出功率的比值。

由于光伏電場占地面積大，直流側電壓低，電流大，導線有一定的損耗，此處損耗值取2%；大量的太陽能電池板之間存在一定的特性差異，不一致性損失系數取3%；考慮太陽能電池板表面即使清理仍存在一定的積灰，遮擋損失系數取3%；光伏并網逆變器的效率（無隔離變壓器，歐洲效率）約為98.7%，考慮到夜間損耗按98%考慮；油浸變壓器的效率達到98%；早晚不可利用太陽能輻射損失系數3%；光伏電池的溫度影響系數按1%考慮。系統效率為：98%×97%×97%×96%×98%×97%×97%×99%=80%，所以組件的實際到達逆變器的功率遠小于峰值功率，為此如何提高容配比，使逆變器輸出電量最佳，提高項目經濟收益率成為探討的問題。

2電站簡介

本文所探討的問題以新疆吐魯番20MW光伏項目為例，此項目2013年核準建設，2013年底并網發電，位于新疆戈壁，土地較平整。本項目采用245Wp型晶體硅光伏組件，共計40臺500kW逆變器。

根據圖RETScreen軟件分析得到本項目的光伏組件在朝向正南36度傾斜后，年平均每天太陽輻射量為5.10度/平方米/日，即年太陽總輻射量達到6705.3MJ/m2，折合標準日照條件（1000W/m2）下日照峰值小時數為1863小時。數據統計分析：項目所在地水平面年輻射量為：1584kWh/m2；36度傾斜面年輻射量為：1863kWh/m2，相當于標準日照（日照輻射強度為1000W/m2）峰值小時數1863小時；年發電利用小時數（發電當量小時數）初始值：1863×79%（綜合效率）=1490小時。

3 光伏發電站容配比綜合分析

為探究上述問題，筆者采用PVSYST模擬了5種不同的組合：

（1）光伏組件容量與逆變器容量超配值為1、1.025、1.05、

1.075、1.10進行計算；

（2）光伏組件至逆變器直流母線的效率分別取80%進行

計算；

（3）考慮到部分逆變器允許短時超發的能力及限額的能力；

（4）投資總價分別按照2013年的投資及電價進行計算（注釋：該價格僅為計算提供一個參考，讓讀者了解分析思路）；

（5）根據上述計算結果，再綜合計算因超配增發的電量；

（6）綜合步驟（4）、（5）的計算結論，完成△發電量與△投資的增加值計算經濟效益，確定出最優容配比。

上述計算結論繪制下圖，其中各模型為：

4 結束語

光伏發電站最優容量配置比的影響因素包括：太陽能資源、電站綜合效率、逆變器超發能力、電站綜合投資等，同一區域，當投資水平較高時，最佳容配比會相應的增加，換而言之，需要增加容配比來分攤較高的成本，但其相應的資本金財務內部收益率會有所降低。光伏發電站最優容量配置比應在設計前期結合上述各因素綜合分析，以增強光伏電站的綜合效益。

參考文獻：

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB50797-2012，光伏發電站設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2012.

[2]信息產業部（電子）.GB/T 2297-1989.太陽光伏能源系統術語[S].1989.