近期陕西某光伏电站采用2000V光伏系统成功投产。2015年光伏系统开始从1000V升至1500V,再到上述项目的1500V至2000V,标志着光伏在降本增效再次迈出关键一步。
本文依照2015年1500V系统的分析方法,对2000V系统从理论上进行分析。
本文采用如下模型在理论状态(自然地形为零度)、实地状态(其相关设计值根据某工程的实际电缆敷设量)进行分析对比:
4MWp光伏阵列。光伏阵列所处纬度:24°;光伏组件为60片单晶硅555W组件,其中Vmppt=41.83V,Imppt=13.03A;未考虑超配。
1500V系统的组串数采用28,组串并联数258回;组件至汇流箱电缆采用1×6mm2;汇流箱采用12回路,汇流箱数量24台。出口电缆采用1×70mm2;
2000V系统的组串数采用36,组串并联数200回;组件至汇流箱电缆采用1×6mm2;汇流箱采用12回路,汇流箱数量18台。出口电缆采用1×70mm2;
在分析中为简化模型,本文取光伏组件为理想电流源,即电压恒定,电流随环境参数变化。
在查阅相应参数及计算后,结果如下:
可以看出,在理想状态时系统电压升高后,中国效率损耗降低约0.2%;同时4MW方阵整体损耗较大。可见2000V系统在理想状态的高负载点时,系统提升较明显。即在超配状态下,系统电压抬升后损耗将明显降低。
当采用单位MWp光伏阵列,假设市场有14回路对应电压的组串逆变器,则:1500V采用5台;2000V系统采用4台。则:
可以看出:当方阵(能量汇集分块)划分较小时,因汇流箱(组串逆变器)的出口电缆大幅降低,损耗降低明显。
2000V系统项目因系统电压得提高使得组串数提高、并联数降低,直流、交流电缆;相应辅材减少;组串式逆变器数量减少。
估算组串式系统成本降低为:
(0.25~0.33)*2000V组串式逆变器单价(元/W)+0.25(元/W)。