发布时间:2025-09-01 02:11:10 人气:
光伏发电系统容配比计算基本原则及最优容配比经济性分析
光伏发电系统容配比计算基本原则及最优容配比经济性分析
容配比计算基本原则
容配比是指光伏电站中组件标称功率与逆变器额定输出功率的比例。容配比的计算基本原则主要分为两类:
补偿超配:以系统不会出现限功率为原则增大系统容配比。这种原则主要是为了确保在光照条件不足或系统存在损耗的情况下,逆变器仍然能够接收到足够的功率输入,从而避免逆变器容量的浪费。
主动超配:以系统度电成本(LCOE)最低为原则增大系统容配比。这种原则是在考虑到系统投资、运维成本以及发电量等多个因素的基础上,通过优化容配比来降低系统的度电成本,从而提高电站的经济效益。需要注意的是,这种原则下系统可能会出现逆变器限功率的情况,即逆变器无法完全接收组件输出的所有功率,但综合投资与产出,系统的度电成本仍然会达到最低。
最优容配比经济性分析
最优容配比的确定需要综合考虑多个因素,包括地区辐照度、系统损耗、电站投资造价、上网电价、组件实际衰减情况、逆变器的性能差异以及系统设计等。以下是对最优容配比经济性分析的详细阐述:
地区辐照度:我国太阳能资源地区可分为4类,不同区域辐照度差异较大。在辐照度较高的地区,可以适当提高容配比,以充分利用丰富的太阳能资源;而在辐照度较低的地区,则需要谨慎考虑容配比的选择,以避免逆变器长期不能满载运行造成的容量浪费。
系统损耗:光伏组件输出经过直流电缆、汇流箱等设备到达逆变器的过程中,会存在各种损耗。这些损耗会导致实际传输到逆变器的直流功率远小于组件额定功率。因此,在计算最优容配比时,需要充分考虑这些损耗因素,以确保逆变器能够接收到足够的功率输入。
电站投资造价与上网电价:电站的投资造价和上网电价是影响最优容配比的重要因素。在投资造价较低、上网电价较高的地区,可以适当提高容配比以获取更多的发电量;而在投资造价较高、上网电价较低的地区,则需要谨慎考虑容配比的选择,以避免过度投资导致的经济效益下降。
组件实际衰减情况与逆变器性能差异:组件的实际衰减情况和逆变器的性能差异也会对最优容配比的选择产生影响。在组件衰减较快或逆变器性能较差的情况下,需要适当提高容配比以确保系统的稳定运行和发电量;而在组件衰减较慢或逆变器性能较好的情况下,则可以适当降低容配比以降低系统成本。
系统设计:系统设计也是影响最优容配比的重要因素之一。合理的系统设计可以充分利用太阳能资源、降低系统损耗并提高系统的整体效率。因此,在计算最优容配比时,需要充分考虑系统设计因素,以确保系统的稳定性和经济性。
通过理论分析并结合实际应用案例数据,可以得出以下结论:
在II类光资源区域(如大同、包头等地),容配比配置为1.2倍时,系统基本不会出现限功率情况;而当容配比为1.2~1.3时,系统的度电成本最低、经济性最佳。在III类资源区域(如济宁、两淮等地),容配比低于1.4倍时,系统不会出现限功率情况;而当容配比超过1.4时,系统的度电成本最低、经济性最佳。因此,合理设计系统容配比对于提升光伏发电系统的经济性具有重要意义。在实际应用中,需要根据当地的具体情况(如太阳能资源条件、地区温度、电价水平等)进行计算和优化,以确保系统的稳定性和经济性。
以上展示了系统效率损失的不同环节以及不同容配比条件下系统的限功率情况,有助于更直观地理解容配比计算和经济性分析的过程。
光伏逆变器最佳容配比方法
光伏逆变器最佳容配比需综合多方面因素确定。
1. 考虑逆变器额定功率:要精准了解逆变器的额定功率数值,这是基础。比如某型号逆变器额定功率为50kW,这决定了其能稳定承载的最大功率范围。
2. 分析光伏组件功率:明确光伏组件的功率大小,不同规格组件功率有差异。若组件功率为400W,需根据逆变器功率来规划组件数量。
3. 结合光照资源:光照充足地区,可适当提高容配比。在光照资源丰富的沙漠地区,容配比可在1.2 - 1.5左右;而光照一般的地区,容配比控制在1.1 - 1.2较为合适。
4. 考虑温度影响:温度对光伏组件输出功率有影响。高温环境下组件功率会有所下降,设计容配比时要预留一定余量,以应对温度变化带来的功率波动。通过综合这些因素计算与调整,能得出适合具体项目的最佳容配比 。
光伏逆变器和光伏组件的配比是多少?
光伏组件和逆变器配比该怎么计算?是不是5KW的组件就要配5KW的逆变器呢?很显然,并不是。下面小编就给各位简单的说一说这分布式光伏组件和逆变器的配比。
当我们不知5KW的逆变器配多少的时候,我们身边的人总是众说纷纭。有人说按1.2比例配,也有人说按1.1的比例配……那如此配比是哪里来的,有什么含义?
其实我们常说的比值指的是DC/AC,也就是光伏组件的功率/光伏逆变器的功率,那我们首先来看下这个比值是什么:
上面是一个光伏系统的简图,光伏组件发出的直流电(DC)经过光伏逆变器逆变成交流电(AC)进入电网,那么整过过程中光伏逆变器只是把直流电变成交流电,俗称的DC/AC的比值就是光伏组件的安装量和光伏并网逆变器最大交流输出的比值。
我们以5KW的光伏组件安装量为例:
这个比值为1.25,意思是我装了5KW的光伏组件,但是由于实际安装地点的经纬度、倾角、朝向等一系列因素的影响,光伏组件最终产生的直流电也就4KW,那么这个时候选择4KW的光伏逆变器就可以了,并不需要5KW的光伏逆变器。
注:组件的功率单位一般标为wp,如255wp,p是peak的意思,一般是指组件标准测试条件:(大气质量AM1.5, 辐照度1000W/m², 电池温度25°C)下的测量值, 而实际情况并非如此。
所以DC/AC更多时候是一个经验值,而不是一个固定值,当有实际项目支撑的时候,我们可以根据实际情况去获得DC/AC的比值作为对当前选型时的支撑。
首次安装的时候,针对不同地区组件与逆变器容量配比,可以上网查询DC/AC的理论值,或向他人咨询经验值,当具有一定经验后可以用自己的经验值来代替。
这样完成DC和AC的最佳配比后还要注意光伏组串的电压与逆变器的电压范围是否匹配以及逆变器的输入路数是否满足。
常见的逆变器是根据晶硅组件的特性开发的,目前光伏系统要求的最大电压为1000V,对于电压的配置除了同一路MPPT电压需要相等外,还需要考虑逆变器的MPPT电压范围,确保组件的工作电压在MPPT电压范围内,否则会导致逆变器的输出效率不高。
怎样使光伏组件串与光伏逆变器达到最佳匹配?
假若初始电站设计容量为A(MW),通过计算当电站电池板扩容到B(MW)时,电站的全局投资性价比为最优,此时该电站的最佳容配比为:K=B/A。当超过逆变器标称功率的100%、105%、110%时,其最优容量配比分别为1.05、1.1、1.15。
明确了最佳容配比,在光伏电站设计的时候要稍加注意。另外光伏电站最优容量配置比还受一些内外在因素的影响,如太阳能光照资源、电站效率、逆变器发电能力、电站综合单价以及光伏组件单价等。
光伏逆变器注意事项
逆变器的效率并不是固定的,在40%到60%功率时,效率最高,低于40%或超过60%时,效率就会降低。而逆变器的寿命与运行温度有很大关系,逆变器长时间高功率作业时温度最高,据测试,逆变器长期工作在80-100%功率时寿命要比在40-60%功率低20%左右。
工作电压在逆变器的额定工作电压左右时效率最高,单相220V逆变器,逆变器输入额定电压为360V,三相380V逆变器,逆变器输入额定电压为650V。如3kW逆变器,配260W组件,工作电压30.5V,配12块工作电压366V,功率为3.12kW为最佳。
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