在光伏系統(tǒng)中,隨著安裝量的增加,獲取的數(shù)據(jù)越來(lái)越多,光伏系統(tǒng)的理論越來(lái)越成熟。大家發(fā)現(xiàn),組件和逆變器不一定要按1:1去配,因?yàn)楣庹諚l件、安裝角度、線路損耗等各種因素,組件效率達(dá)不到100%輸出,大部分時(shí)間可能只有50%額定功率左右,天氣非常好時(shí)也許能達(dá)到90%的額定功率,這樣就造成逆變器的功率不能完全利用,有部分浪費(fèi)。近年實(shí)踐證明,適當(dāng)提高容配比,有助于減少度電成本,得到大家的共識(shí)。
▲古瑞瓦特案例
由于容配比超配還屬新生事物,研究還沒完全跟上。如光伏系統(tǒng)仿真軟件,無(wú)法精確計(jì)算超配后的發(fā)電量變化,而根據(jù)這不太精準(zhǔn)的計(jì)算方法得出來(lái)的結(jié)果,和實(shí)際的情況出入很大,造成容配比越高,度電成本越低的假象。
上述表格是一光照資源為二類的地區(qū),組件容量為100MW,容配比按1.0到1.5比例配,得出來(lái)的結(jié)論,有兩個(gè)數(shù)據(jù)值得商榷。
一是25年總投資,沒有考慮到逆變器的壽命和維修時(shí)間。高容配比,可以減少初始投資,但是,逆變器長(zhǎng)期工作在80-100%功率的壽命,和長(zhǎng)期工作在40-60%功率的壽命,相差很大。現(xiàn)在集中式逆變器,采用部件維修,整機(jī)壽命可達(dá)25年,但功率板、電源板、風(fēng)機(jī)等部件,需要定期維護(hù)和更換,集中式逆變器維修難度大,時(shí)間長(zhǎng),維修期間還會(huì)影響發(fā)電量。組串式逆變器設(shè)計(jì)壽命一般為15年,長(zhǎng)期工作在80-100%功率狀態(tài),平均溫度比長(zhǎng)期工作在40-60%功率狀態(tài)高10度左右,因此壽命也會(huì)低一些。一般來(lái)說(shuō),25年電站生命周期,按照1.2以下比例配,組串式逆變器要換2次,1.4到1.5比例去配,組串式逆變器要換3次,考慮到更換成本,因此25年實(shí)際總投資差不多。
二是發(fā)電量的估算有誤差。組串超配后,對(duì)發(fā)電量的影響主要有3點(diǎn):一是光伏逆變器工作在80-100%功率時(shí),比工作在40-60%功率時(shí),效率低1%左右。二是升壓站的隔離變壓器,工作在80-100%功率時(shí),比工作在40-60%功率時(shí),效率低0.5%左右;三是超配后,逆變器輸出有額定功率的限制,會(huì)損失很多電量,為什么這么說(shuō)呢?
按照這篇文章的說(shuō)法:“隨著容配比的提高,光伏電站滿載工作時(shí)間延長(zhǎng),電站輸出功率隨輻照度波動(dòng)引起的變化降低。下圖是一個(gè)實(shí)際電站的日輸出功率曲線,該電站采用1.41倍容配比,安裝了跟蹤系統(tǒng),由圖可見,逆變器從早上8:00到下午17:00一直處于滿功率運(yùn)行狀態(tài),發(fā)電功率曲線幾乎是條穩(wěn)定的直線,即使光照出現(xiàn)一定程度的波動(dòng),逆變器輸出功率僅做微小變化,整個(gè)光伏電站的輸出更加穩(wěn)定,大大提高了電網(wǎng)友好性。”
實(shí)際光伏情況,我們可以分為3種,陰雨天,光伏發(fā)電很少;晴天多云,光伏發(fā)電變化多樣;晴天無(wú)云,光伏發(fā)電穩(wěn)定。
我們先假定一個(gè)1.5超配的電站,組件最大功率是8000W,逆變器配5000W下面是各天氣的限發(fā)情況:
1、在陰雨天氣,可以看到,大部分情況逆變器都沒有限發(fā),但系統(tǒng)輸出功率變化很大,不能實(shí)現(xiàn)圖2所示的平滑功能。
2、天氣晴好無(wú)云的時(shí)候,如圖所示,從9:00-15:00可以實(shí)現(xiàn)平滑穩(wěn)定輸出,但功率大于5200部分就限發(fā)浪費(fèi)了,從圖形上,限發(fā)部分可以占總發(fā)電量的15%左右。
綜合各種因素,包括逆變器的效率,變壓器的效率,逆變器的故障時(shí)間,逆變器的限發(fā)損失,如果采用1.5的容配比,實(shí)際損失的發(fā)電量可能達(dá)到10%。