平单轴跟踪光伏发电系统容量配比研究

SOLAR ENERGY 12/20170 引言平单轴跟踪光伏发电系统是一种对太阳方位角进行主动追踪的光伏发电系统，其通过实时地将光伏组件对准阳光入射方向，从而获得比固定安装方式的光伏组件更多的太阳辐射能量，达到提升光伏发电系统发电量的目的。在国内光伏电站建设初期，由于平单轴跟踪系统的支架成本相比于传统固定安装方式有较大幅度的增加 ( 约2～ 3 倍 )，在一定程度上限制了其规模化应用；加之平单轴跟踪系统在早期国内光伏发电项目上应用的成功案例很少，因此在相当长的一段时间内，相对于国内快速增长的光伏装机容量来说，平单轴跟踪系统安装容量的增长速度却非常缓慢。在平单轴跟踪系统的应用及其经济性表现方面，国内外学者已开展了多项研究工作 [1-4]。近两年，随着平单轴跟踪系统控制技术的发展、可靠性的提高，以及成本的持续下降，平单轴跟踪系统在越来越多的光伏电站上得到了应用，并且取得了比传统固定安装方式的光伏电站更多的发电量收益。目前，在平单轴跟踪光伏发电系统中，通常会将组件与逆变器的容量配比设置为 1.2:1 左右( 即所谓的超装 )，这种配置方案是基于当前国内大多数地面集中式电站的 PR(Performance Ratio)效率通常约在 80% 的现状，为了提高光伏电站的设备利用率而设置的。这种配比方案的确在一定程度上提升了光伏发电系统的发电收益，缩短了投资回报期，然而由于未能将不同地区的日照资源分布、系统的投资成本与光伏发电系统度电成本之间的相互制约关系综合考虑，因此该配比方案还是较为笼统的。本文将着重从优化平单轴跟踪光伏发电系统容量配比的角度出发，选取了 4 个典型地区的辐照数据，运用仿真对不同组件与逆变器容量配比的度电成本进行计算与分析，分析了日照资源分布对光伏发电系统度电成本 (LCOE) 的影响，并研究了 LCOE 计算时的各参数变化对 LCOE 的影响，最终总结出平单轴跟踪光伏发电系统组件与逆变器容量配比的优化原则，供光伏发电系统的设计人员参考。平单轴跟踪光伏发电系统容量配比研究协鑫集团设计研究总院 ■ 谢磊 * 武浩 万宏 崔楠 吴洪宽收稿日期： 2017-04-24 通信作者： 谢磊 (1981— )，男，博士、研发高级工程师，主要从事太阳能光伏发电系统及设备研究。 spray_xl@163.com针对目前平单轴跟踪光伏发电系统组件与逆变器容量配比普遍采用 1.2:1 左右的现状 ， 本文通过选取 4 个典型地区的年小时辐射量数据 ， 计算组件与逆变器容量配比范围在 1:1～ 1.8:1 的最佳度电成本 (LCOE) ， 以获得最佳容量配比 ， 并给出了日照资源对最佳容量配比的影响分析 。此外 ， 还分析了 LCOE 计算的各参数变化对 LCOE 和组件与逆变器最佳容量配比的影响 ， 最终给出了平单轴跟踪光伏发电系统容量配比的研究结果 。日照资源 ； 平单轴跟踪 ； 度电成本 ； 容量配比摘 要：关键词：技术产品与工程302017-12-2716:51:39