转载 || 不同容配比下光伏发电量及造价分析
光伏电站容配比：就是光伏系统的安装容量与额定容量之比。下式-1中PDC是光伏电站的峰值直流功率输出功率。PAC是光伏电站的标称交流功率输出。需要指出的是GB50797－2012中忽略了PAC 应该等于 SAC×功率因数这个细节（其中SAC是电站的输出总视在交流功率）。当功率因数小于1时，PAC变小增加了容配比的数值。Ratio= PDC÷PAC 式-1提高容配比主要是为了提高逆变器和箱式变压器的设备利用率，降低光伏电站中逆变器、箱式变压器的工程造价。摊薄其他一些设施的投资成本从而降低造价，降低发电成本。但是“过高”的容配比会严重限制光伏电站的出力。如下图-1显示了功率曲线被“削顶”的情况。
图-1 高容配比下的光伏电站功率曲线高容配比对电网是友好的，电网不“喜欢”任何会产生波动的分布式电源。高容配比可以让光伏电力输出更平滑，提高电网友好性。随着容配比的提高，光伏电站满载工作时间成倍的延长，同时也降低了电站输出功率（△P）随辐照度波动引起的对电网的冲击。高容配比也对逆变器的元器件的寿命和整机的热管理提出了更为严苛的要求，高的容配比让逆变器很早就进入了满功率工作状态，正午时内部还需限发功率，逆变器的主要元器件经受着大电流的长时间考验，如果没有良好的、集中的、可靠的热管理。逆变器寿命会缩短，降低LOCE就无从谈起。下文使用pvDesign软件仿真不同容配比下的光伏电站的参数。文中随机用谷歌地球选取了2个地块。甘肃省武威市某处地块和江苏省淮安市某处地块。气象数据库使用NASA POWER数据。该数据库使卫星数据库，分辨率：0.5°×0.67°(约50Km×67Km)，时间分辨率：3小时。图2是谷歌地球在甘肃武威市随机选取的地块，面积约为180ha。采用某厂家450单晶硅组件+1500KW集中逆变器+固定支架。在1.2容配比的条件下，直流侧峰值功率为141.7MW。
图-2 甘肃武威地块名称容配比1.2（1.18）容配比1.8（1.78）组件 （块）314928314928支架 （米）141718147718汇流箱（12进1）972972逆变器（台）1500KVA80或8154电缆沟（m³）2458025352组件到汇流箱电缆（4/10）mm2341893334055汇流箱到逆变器电缆（95/120）mm2178255232993中压交流电缆（95/300）mm25541139793变压器（台）3000KVA40或4127表1 1.2容配比与1.8容配比对比表（甘肃）表1为1.2容配比与1.8容配比条件下主要的BOQ清单数据。由表可见高容配比确实可以降低电站的初始投资成本。表2为1.2容配比与1.8容配比条件下的首年发电量数据。由表可见高容配比年发电量比1.2容配比低了33.2GWh，即首年电费相差1100万元左右（平价）。
表2 发电量对比表（甘肃）容配比交流功率MW组件功率MW每峰瓦发电量PR值%1.2119.6141.71730.5KWh/kWp82.211.3110.8142.21718.2KWh/kWp81.621.4101.9140.81688.5KWh/kWp80.221.596142.21646.5KWh/kWp78.211.690.1142.31598.6KWh/kWp75.951.784.2141.31549.0KWh/kWp73.59表3 不同容配比电站参数比对（甘肃）表3为不同容配比电站参数比对，由数据可以见衡量电站发电能力的指标PR值与容配比的变化成反比。电站发电能力与容配比的变化成反比。但同样大小的面积厂区，组件的排布数量并没有明显的变化。图3是谷歌地球在江苏省淮安市随机选取的地块，面积约为61.9ha。采用某厂家450单晶硅组件+1500KW集中逆变器+固定支架。在1.2容配比的条件下，直流侧峰值功率约为59.3MW。
图-3 江苏淮安地块表4为1.2容配比与1.8容配比条件下主要的BOQ清单数据。表4 1.2 1.5 1.8容配比参数对比表（江苏）名称容配比1.2（1.18）容配比1.5（1.48）容配比1.8组件 （块）131868131220132192支架 （米）593415909459486汇流箱（12进1）407405408逆变器（台）1500KVA372724电缆沟（m³）888483969665组件到汇流箱电缆（4/10）mm2166562157790154934汇流箱到逆变器电缆（95/120）mm2700427683490015中压交流电缆（95/300）mm2180411242312021变压器（台）3000KVA191412
表5 发电量对比表（江苏）表5为江苏淮安地区1.2 1.5 1.8容配比条件下的首年发电量数据。由表2和表5数据，在光照较弱的地区，高容配比发电量损失也较小。容配比交流功率MW组件功率MW每峰瓦发电量PR值%1.250.159.31340.8KWh/kWp81.211.346.059.51355.9KWh/kWp80.621.442.058.81341.3KWh/kWp79.531.539.559.21318.2KWh/kWp78.591.636.559.01289.3KWh/kWp76.431.733.858.31257.2KWh/kWp74.531.832.559.51224.3 KWh/kWp72.57表6 不同容配比电站参数比对（江苏）由表6数据也可见衡量电站发电能力的指标PR值与容配比的变化成反比。电站发电能力与容配比的变化成反比。但同样大小的面积厂区，组件的排布数量并没有明显的变化。pvDesign软件可以利用谷歌地球的KML或KMZ文件与AUTOCAD交换数据，并在极短的时间内生成各种组件（单面或双面）各种逆变器和各种支架（固定或者追踪）的CAD图纸。上文中各表的数据，均来自于CAD图纸的自动统计，经过使用单位与实际工程的校正，工程量数据统计误差一般在5%之内。而图纸的详细程度可以追溯至每一块组件。通过软件仿真，个人给出结论：按照目前的电站成本，过高容配比并不一定真的能够让光伏电站的LOCE有实质性的降低。反而会带来比较大的发电量损失和很多不可预见的技术质量问题。而高容配光伏电站加上储能系统，才是未来的发展方向。作者：张喆来源：坎德拉学院