光伏電站施工、運(yùn)維成本降低的新思路：逆變器集中化方案

組串式逆變器憑借自身的多MPPT、高效發(fā)電、成本逐步降低等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在新建光伏地面電站的項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用。組串逆變器的性能、位置擺放也直接影響整個(gè)并網(wǎng)光伏電站的發(fā)電效益。針對(duì)大型光伏電站投資成本和發(fā)電效益的問(wèn)題，對(duì)逆變器的安裝位置在實(shí)踐中也提出了諸多方案。

在綜合考慮了逆變器的投資成本、發(fā)電效益和運(yùn)維情況等多方面，對(duì)比了組串逆變器集中平臺(tái)化放置的方案和組串逆變器分散放置的方案。

以目前常見(jiàn)的地面3.15MW子陣規(guī)模，固德威根據(jù)自身的研發(fā)優(yōu)勢(shì)與行業(yè)資源優(yōu)勢(shì)，目前已集合35kV箱變與組串逆變器集中放置平臺(tái)化的方案。該方案相較于傳統(tǒng)的布置方案，存在有可以更大限度的減少線路損耗，通訊鏈路更短更快，方便安裝及后期運(yùn)維的優(yōu)勢(shì)。

組串逆變器集中化方案

01

系統(tǒng)線損降低

通過(guò)與傳統(tǒng)的分散式安裝對(duì)比，集中化方案具有使用的直流側(cè)線纜更長(zhǎng)，交流側(cè)線纜更短的特點(diǎn)。直流線纜因電暈損耗和無(wú)線電干擾損耗比交流線路更小，再加上直流線纜的輸電電壓比交流電壓要高，從而直流線纜的損耗較交流損耗更低。故此方案帶來(lái)的整體損耗也會(huì)更小。

另外，為了降低LCOE發(fā)電成本，在2020年10月23日頒布的光伏行業(yè)的《光伏發(fā)電系統(tǒng)效能規(guī)范（NB/T 10394-2020）》中，該規(guī)范的容配比限制提高到1.8:1，以交流側(cè)計(jì)算規(guī)模的“額定容量”，該規(guī)范也為光伏大型地面電站的發(fā)展趨勢(shì)提供了一定的指引方向。隨著超配比例的升高，逆變器將在一天發(fā)電的80%時(shí)間內(nèi)保持額定或1.1倍的額定功率輸出。因此，逆變器集中化架構(gòu)布局在超配削峰的環(huán)境下可以補(bǔ)償發(fā)電量的損失，經(jīng)過(guò)測(cè)算，電網(wǎng)連接點(diǎn)的功率獲得率比傳統(tǒng)的分散式方案高出1個(gè)百分點(diǎn)。這還是在分散式方案交流側(cè)使用鋁線的情況下，然而如今越來(lái)越多鋁線在地面電站中使用。

然而，對(duì)于前期的線纜投資，組串集中放置與傳統(tǒng)分散式相比，線纜成本也要比傳統(tǒng)分散式高出一點(diǎn)。大概測(cè)算如下表：

但帶來(lái)的發(fā)電量收益較初期的設(shè)備投資要高出很多。

02

通訊鏈路更短、故障定位迅速

由于逆變器集中化安裝，無(wú)論是使用RS485還是PLC通訊，其通訊鏈路非常短。逆變器到數(shù)據(jù)采集器之間的距離一般可以做到20米以內(nèi)。大大提升了通訊可靠性。

近距離的通訊使得逆變器的通訊方式也賦予了可能性，如逆變器至數(shù)采可采用以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。固德威以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)通訊速率可達(dá)100Mbit/S，通訊速率的提高在IV掃描的運(yùn)用場(chǎng)景中可以提升掃描速率及可靠性。

03

便捷施工及運(yùn)維

得益于平臺(tái)化安裝方案，可根據(jù)客戶的需求，由逆變器廠家提供一體化平臺(tái)廠內(nèi)的預(yù)制工作，包括逆變器的安裝，交流線纜到箱變低壓側(cè)的放線接線。大大減少了工程施工周期，助力電站快速施工并網(wǎng)收益。

以80MW地面電站為例，可能需要近1000畝地。在逆變器的常規(guī)運(yùn)維時(shí)，根據(jù)運(yùn)維管理方的一些檢測(cè)要求，通常需要對(duì)結(jié)構(gòu)電氣完整型、銹蝕、積灰等現(xiàn)象，還要對(duì)運(yùn)行進(jìn)行定期檢查，包括螺絲緊固、直流側(cè)的電壓電流絕緣等記錄工作。同時(shí)每月還需要對(duì)逆變器進(jìn)行清掃檢查，檢查運(yùn)行溫度，交直流電纜頭的測(cè)溫等工作。我們可以注意到很大部分的設(shè)備數(shù)據(jù)記錄工作需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。組串逆變器集中化的放置方案，讓逆變器運(yùn)維工作變得更加便捷。及時(shí)發(fā)現(xiàn)逆變器故障問(wèn)題，保障高效發(fā)電。

總結(jié)

組串集中放置方案雖在線纜投資時(shí)稍微增加了些許成本，但極大地降低了施工及運(yùn)維的成本，總體度電成本較傳統(tǒng)分布式方案有所降低。同時(shí)，在地面電站的高超配高發(fā)電量的運(yùn)行環(huán)境下，可以獲得更高的發(fā)電收益。在未來(lái)地面電站推廣運(yùn)用的過(guò)程中，必將得到更大范圍的推廣。

審核編輯 黃昊宇