光伏系統(tǒng)超配設計需要注意哪些因素？

編者按：光伏系統(tǒng)容配比設計需要關注項目地位置、氣候條件、積灰程度、組件技術水平和輸出特性、安裝類型、逆變器性能、光伏組件與逆變器成本比例、光伏組件的衰減率和產(chǎn)品壽命以及當?shù)仉娋W(wǎng)政策這幾個影響因素。

對于光伏感興趣的朋友們，一定會知道光伏系統(tǒng)超配設計。那么，到底光伏系統(tǒng)超配設計需要注意什么呢？各位朋友們是不是也非常的想要了解呢？接下來，就跟隨著我們一起來全面的認識下吧。

隨著光伏組件價格的急劇下降，光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計理念也在發(fā)生改變，在追求發(fā)電量的最大化的同時，還需要考慮投入成本，兩者之間需要達到一個平衡點。目前行業(yè)比較關注的是系統(tǒng)的容配比，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，其中容配比的優(yōu)化和很多因素有關，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。其實對于不同的項目地點，由于站點的環(huán)境不同，那么最佳容配比的設置也是不同的。筆者參閱了國外的相關研究，并從容配比增加后帶來的影響以及容配比設計需要考慮的因素進行簡單的闡述！

一、容配比增加后的影響

1、逆變器層面

當逆變器直流側光伏容量升高后，光伏陣列的功率和電流都會有一定的提高，特別是早晚時段，因為輻照度較低，容配比增加帶來的發(fā)電功率增益是非常明顯的。而在中午時段，直流側的最大輸出功率可能會超過逆變器的最大允許輸入功率，此時就會出現(xiàn)削峰現(xiàn)象。

例如下圖，在青海地區(qū)，某光伏電站使用集中式500kW逆變器，當系統(tǒng)的容配比在0.99時，不管是晴天高輻照時段還是陰天低輻照時段，光伏出力均在逆變器允許的功率以下，如果外部不存在電網(wǎng)限電影響，光伏陣列就可以滿負荷運行。但是當容配比達到1.21時，在晴天高輻照時段就出現(xiàn)了削峰現(xiàn)象，并帶來一定的棄光損失。

逆變器限負荷一般是通過轉移最大功率點位置，此時光伏陣列的工作電壓升高，工作電流降低。通常來說，逆變器若長時間工作在此種情況下，內部溫度比正常運行時會有一定的升高，此時需要靠內部風扇運行以達到散熱或改善逆變器的自然通風條件，提高逆變器的過載能力，避免因溫度過高進一步導致逆變器允許運行的功率降低，并帶來更多的棄光損失。

綜上可知，系統(tǒng)容配比的增加對于逆變器層面的影響主要表現(xiàn)在逆變器的過載損失，同時也需要較好的散熱條件。

2、經(jīng)濟性方面

通過選擇合理的容配比，可以實現(xiàn)最佳的投資收益率和最低的度電成本。對于一個優(yōu)化設計的光伏電站，由于測算所用的氣象數(shù)據(jù)一般來源于典型氣象年，由于實際的光照條件可能比典型氣象年的要好，那么在光伏電站運行最初的幾年內，若遇到氣象大年，輻照水平特別好，可能會導致有較多的棄光損失。

從全生命周期的角度考慮，由于組件逐年衰減，按首年2.5%，逐年0.7%來算，運行5年以上，理論衰減率會達到5%以上，那么后期因容配比提高的所產(chǎn)生的收益會逐年呈現(xiàn)出來，特別是輻照資源較低的地區(qū)，增益會更加明顯。

二、容配比設計需要關注的幾個影響因素

-項目地位置：緯度、海拔、地貌（坡度、障礙物）、項目地周邊環(huán)境，這些信息主要用來確定組件的最佳安裝傾角（對于固定支架系統(tǒng)來說）、組件的方位角和前后間距。海拔高度對逆變器的性能有一定影響，如果海拔超過了一定限度，逆變器就會降容運行，高海拔地區(qū)，超配設計需要重點關注逆變器的降容。

-氣候條件：輻照水平、環(huán)境溫度、風速、降雨量、降雪量；對于不同類型的組件和安裝方式，氣象數(shù)據(jù)會影響光伏電站的發(fā)電量和出力曲線。典型氣象年的輻照水平、環(huán)境溫度是多年的統(tǒng)計值，而實際情況在一定程度上是不確定的，那么最佳容配比的值也是呈現(xiàn)一定的不確定性，真的很難說就是最佳的。如果項目地周邊有運行多年的實際輻照數(shù)據(jù)和電站出力水平，就是一個非常重要的參考數(shù)據(jù)，避免設計出來的容配比期望值與實際存在較大的偏差。

-積灰程度：積灰損失取決于組件表面的灰塵多少、環(huán)境中的清潔度，和氣象條件密切相關，如降雨頻率、降雨量、風速等。特別是沙漠地區(qū)或風沙較大的區(qū)域，在容配比的設計上需要特別注意，因為積灰后電站的出力是降低的，組件清洗后，出力會瞬間提升，那么過載損失可能會超過預期。因此對于積灰比較嚴重的區(qū)域，設計容配比需要考慮到組件的清洗。

-組件技術水平和輸出特性：如多晶、單晶、非晶硅等，在相同的項目地，不同的組件會呈現(xiàn)出不同的發(fā)電性能。

-安裝類型：固定支架、平單軸、雙軸跟蹤系統(tǒng)等，由于接受的輻射水平不同，最終的光伏出力也有較大的差異。

-逆變器性能：最大功率點跟蹤效率、直流到交流的轉換效率、高溫下的過載能力等。

-光伏組件與逆變器成本比例。

-光伏組件的衰減率和產(chǎn)品壽命：由于光伏組件的衰減特性，出力逐年降低。在較高的超配比例下，由于組件的衰減，后期削峰棄光現(xiàn)象將逐漸消失。如果采用第1年的發(fā)電量所得到的最佳容配比值，由于組件的衰減，那么第3年，第4年甚至以后，可能會發(fā)現(xiàn)當初設計的這個值其實并不是最佳的。因此如果有條件，對于某品牌某型號的組件實際衰減率應給與重點關注。

-當?shù)仉娋W(wǎng)政策：在進行超配設計的時候，也需要關注當?shù)氐南嚓P政策。

基于平價上網(wǎng)目標的光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設計中，容配比是非常重要的設計優(yōu)化對象，以上列舉的幾大因素僅供參考，具體容配比的設計還需要根據(jù)不同的應用場景，因地制宜，一站一測，并考慮周全，既考慮發(fā)電量最大化、又要考慮長期的運營收益，并盡可能的取得實際的環(huán)境數(shù)據(jù)、組件衰減情況、逆變器的性能等等，避免后期投入運行后，實際表現(xiàn)與期望值產(chǎn)生較大的偏差。

以上就是我們?yōu)楦魑慌笥褌兛偨Y的關于光伏系統(tǒng)超配設計需要注意的幾個問題，大家看完之后，有沒有受到啟發(fā)呢？