光伏组件容量超配对光伏电站质量和收益的影响探讨 于霄童

Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 版权所有 未经许可 请勿传播 光伏组件容量超配对光伏电站 质量和收益的影响探讨 2017年 10月 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 目录 1. 光伏电站装机功率标称方式 2. 为何要研究光伏 /逆变器配比 3. 如何设计 4. 超配对投资收益的影响 5. 总结 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 1.光伏电站装机功率标称方式 国内电站装机功率 xxMWp 光伏组件标称功率 ： 标准测试条件下（ STC： AM1.5， 1000W/m2， 25℃ ），光伏组件的最大输出功率 光伏组件的标称功率 标称功率三要素： 太阳辐照 强度 电池 温度 大气质量 不易量化 简化模型 简化模型 重点分析 不易量化 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 2.为何要研究光伏 /逆变器配比  降本增效，提高投资收益  有利于电网调度、政府部门对光伏电站的精细化管理和统计 • 国内项目备案均采用直流标称功率，交流侧信息缺失 • 电站项目建设及交易过程中，易出现异议 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 月份 全局水平辐射 ( W / m 2 ) 水平散射 ( W / m 2 ) 温度( ℃) 阵列表面辐射 1 0 0 0 的小时数 1 81 30 - 8 .3 0 2 101 34 - 3 .3 7 3 135 54 3 .7 19 4 162 69 1 0 .9 30 5 188 80 1 6 .6 16 6 184 79 2 0 .7 13 7 186 76 2 2 .4 16 8 161 75 2 0 .4 4 9 132 65 15 6 10 112 50 8 .6 8 11 83 31 0 .3 1 12 75 26 - 6 .6 0 年 1600 669 8 .4 120 甘肃白银某项目地气象数据 项目所在地  太阳资源二类地区  光伏阵列倾角 30°  气象数据来源 Meteonorm7.1  数据处理 PVSyst  倾斜表面太阳辐射计算模型 Perez-Inerchen 以甘肃省白银市某项目为例 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 甘肃白银某项目地光伏阵列表面太阳辐射强度分布图 （ PVSyst模拟，数据来源 Meteonorm7.1） Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 甘肃白银某 项目地光伏阵列表面太阳辐射 强度分布图 （ PVSyst模拟，数据来源 Meteonorm7.1） Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 甘肃白银某 项目地光伏阵列表面太阳辐射 强度分布图 （ PVSyst模拟 ， 数据来源 Meteonorm7.1） Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播  STC是理想状态  太阳辐射强度随时间波动  直流侧损耗  温度影响  太阳电池转化效率逐年衰减 问题 实际输出与标称存在偏差，且输出功率逐年降低 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 实测数据 实际运行数据（2 0 1 7 .9 .8 - 1 0 .1 5 ） 直流功率 6 3 0 k W 小时数 7 实测最大直流输入功率（k W ） 6 5 7 .1 7 逆变器额定/ 最大直流输入功率（kW ） 6 3 0 / 6 9 3 实测最大交流输出电流（A） 1 1 2 9 .5 逆变器最大交流输出电流（A） 1270 项目地 甘肃省白银市 项目容量（M W ） 30 发电单元光伏标称功率（k W p ） 1 ,3 8 0 发电单元数量 22 发电单元逆变器功率( k W ) 630 发电单元逆变器数量（台） 2 光伏、逆变容量配比 1 0 9 .5 3 % 发电单元箱变（k V A ） 1250 项目基本信息 光伏 /逆变器配比达 1.095， 2017/9/8-10/14期间仍未超出逆变器可输入的最大功率 优化配比可行 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 光伏 /逆变器超配对设备寿命的影响  主流逆变器产品，均可实现一定比例长期过载运行（满足一定的温度条件下）  光伏直流功率连续可调，通过逆变器 MPPT控制即可实现限流保护  高配比情况下，即便超出逆变器可输入最大功率，持续时间和累计时间也很少 对电气设备寿命几乎不存在影响 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 3.如何设计 逆变器选型 光照 资源 直流侧系统效率  太阳辐射强度直接影响直流输出功率  超配与光照资源分类是否存在必然关系  灰尘  遮挡  失配  线损  温度  衰减  集中式逆变器冗余度略高于组串式逆变器 平准化度电成本 LCOE （ Levelized Cost of Electricity） 最小化 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 光照资源的影响  总辐射量的差异集中在 600-1100W/m2  1100W/m2的时段和辐射量所占比重极小  均有瞬时辐照强度 1000W/m2的情况  影响辐照强度的分布因素 ： 纬度 、 海拔 、 晴空指数 、 直射散射比 、 倾角等 不同地区光照资源分布 ——新疆哈密（一类），甘肃白银、云南建水（二类），上海（三类） Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 直流系统效率 说明 ： 1. 该直流侧综合效率仅为高辐照强度下的直流侧效率 2. 全辐照强度下的直流侧综合效率约为 86.42% 3. 直流系统效率 （ 逆变器前 ） 各地区差异主要以灰尘 、 温度和不可利用光照损失为主 ， 本报告将针对不同效率进行测算 项目 损耗 备注 灰尘 3% 遮挡 0 .0 0 % 输出功率高的时段基本为正午，不存在遮挡 失配 1% 线损 2 .0 % 温度 6 .8 % 仅考虑温度修正后倾斜面辐照强度 1 0 0 0 W / m 2 的 情况，全辐照度温度修正为3 .9 6 % 不可利用光照损失 3 .9 % 反射及频谱损失 直流侧综合效率 8 4 . 3 3 % Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播  光伏 /逆变配置比例与光照资源有关 ， 但并非绝对相关  主要影响因素 • 纬度 • 海拔 • 晴空指数 • 直射 散射 比 • 倾角 • 直流侧效率 • 逆变器过载比例  具体项目配比需具体分析 ， 但至少 10%的超配是可行的  光伏 /逆变器配比随电站运行年限逐年降低 小结 理论计算直流最大输出功率为 645.11kW，与实测最大功率 657.17kW基本相符 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 4.超配对投资收益的影响  投资成本 • 逆变器 • 箱变 • 电缆 • 施工安装  发电量 • 考虑温度修正的影响 ， 超出逆变器最大直流功率的部分限发 ， 计为发电量损失 • 简化模型 ， 未考虑超配引起的逆变器转化效率变化对总发电量的影响 与配比相关的经济测算参数 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 1 1 . 0 5 1 . 1 1 . 1 5 1 . 2 1 . 2 5 1 . 3 1 . 3 5 1 . 4 1 . 4 5 1 . 5 0 .0 % - 0 .6 % - 1 .1 % - 1 .6 % - 2 .0 % - 2 .5 % - 2 .8 % - 3 .2 % - 3 .5 % - 3 .8 % - 4 .1 % 光伏/ 逆变器配比 成本降低 1 1 . 0 5 1 . 1 1 . 1 5 1 . 2 1 . 2 5 1 . 3 1 . 3 5 1 . 4 1 . 4 5 1 . 5 92% 0 .0 0 % 0 .0 0 % - 0 .0 4 % - 0 .1 3 % - 0 .3 7 % - 0 .7 9 % - 1 .4 1 % - 2 .1 8 % - 3 .0 9 % - 4 .1 2 % - 5 .2 4 % 90% 0 .0 0 % 0 .0 0 % - 0 .0 2 % - 0 .0 7 % - 0 .2 2 % - 0 .5 3 % - 1 .0 1 % - 1 .6 7 % - 2 .4 7 % - 3 .3 8 % - 4 .4 1 % 88% 0 .0 0 % 0 .0 0 % 0 .0 0 % - 0 .0 4 % - 0 .1 2 % - 0 .3 3 % - 0 .6 9 % - 1 .2 3 % - 1 .9 1 % - 2 .7 2 % - 3 .6 3 % 86% 0 .0 0 % 0 .0 0 % 0 .0 0 % - 0 .0 2 % - 0 .0 6 % - 0 .1 9 % - 0 .4 5 % - 0 .8 6 % - 1 .4 3 % - 2 .1 3 % - 2 .9 3 % 84% 0 .0 0 % 0 .0 0 % 0 .0 0 % 0 .0 0 % - 0 .0 3 % - 0 .1 0 % - 0 .2 7 % - 0 .5 7 % - 1 .0 2 % - 1 .6 1 % - 2 .3 1 % 直 流 侧 效 率 光伏/ 逆变器配比 发电量损失 不同配比对应的成本降低及发电量损失 （甘肃白银项目） Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 在不同的直流侧效率情况下，最优配比在 1.2-1.3之间 LCOE测算说明  测算周期 25年  寿命期内全成本包含融资成本 （ 10年 ， 基准利率上浮 10%）  基准初始投资 6.306元 /Wp  运维费 0.1元 /Wp/年  所得税 3免 3减半 ， 增值税 50%即征即退 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播 5.总结  综合对比不同光照资源地区的太阳辐射特性及其对光伏 /逆变器配比的影响 • 光伏资源丰富程度并非最大配比的决定性因素 • 资源较差的地区，瞬时输出功率也有高于资源较好的地区的可能性 • 具体项目具体分析  以甘肃白银项目实测数据验证理论计算 • 理论计算与实测数据基本相符 • 样本数量不足，尚需进一步完善验证  光伏 /逆变器可接受配比远高于 预期 • 根据理论数据，部分项目光伏 /逆变配比可达 1.3甚至更 高 • 实际影响需进一步验证  规范行业管理 Delighting The Future Addr.:Huangtang Industrial Zone, Jiangyin, Jiangsu, P.R China, P.C. 214407 Tel.:+86 510 86530222 Fax:+86 510 86530828 www.hareonsolar.com 版权所有 未经许可 请勿传播