光伏汇流箱选址优化实例分析(4)

四、方阵汇流箱布置实例分析

如图6为某屋顶1MW工程项目，当时还处于施工阶段，汇流箱已经安装完毕，红色圆圈标记的是其中一个汇流箱的安装位置，该汇流箱对应方阵的功率为76.8kW，包含320片GES-240P电池组件，以16串并联汇入1个汇流箱，再和其他汇流箱汇入直流配电柜，配电房位于厂房的1楼南侧。因为彩钢瓦上不太适合放置，东面女儿墙位置较矮，西面为其他方阵，也不适合安装，故汇流箱布置方案最终选择以壁挂的形式固定在正南侧女儿墙上，此时它的位置已不在方阵内部，方阵内部E点是根据曼哈顿距离算法得到的1*4mm2电缆使用量最优化点，如图6（b）所示的五个位置，在电缆使用量、成本费用、压降和线损会存在一定的差异，详细计算数据参考下文表2-表6。

图6 施工阶段某复杂方阵汇流箱安装位置和组串接线图

第一步工作是通过CAD量测各个输出端的坐标值，数据参考表1，并分别算出电缆使用量、压降和线损等。

表1 各个输出端的坐标值

1）电缆使用量对比

从表2可知，1*4mm2电缆在理论最优点位置使用量最少，在A位置电缆使用量最多，但A位置70mm2电缆使用量明显比其他方案要少，A方案由于70mm2电缆的使用量明显减少，故比最优方案铜使用量减少14%。

表2 几种布置方案电缆长度及用铜量比较（单位：m）

2）电缆成本对比

假设PV1-F1*4mm2电缆的价格为3.2元/m，安装费用为3.5元/m，70mm2电缆价格70元/m，安装费用为8元/m，那么方案A的电缆费用为10146元，比最优方案费用增加成本788元，其他详见表5。

3）压降和功率损耗对比

在标准测试条件下，组串的电压Vm为602V，对应的电流为7.96A，最大功率为4.8kW。在ABCDE五种汇流箱布置方案中，表3和表4给出了在STC条件下支线（组串至汇流箱）、干线（汇流箱至逆变器直流侧）的压降值和功率损耗（线损）表，计算线损时组件自身的电缆长度以0.9m计入，4mm2的直流电缆的电阻是不超过4.375Ω/km，70mm2的直流电缆的电阻0.268Ω/km，经计算可知A方案功率损耗最小。

表3 STC条件下支线和干线压降表

表4 STC条件下支线和干线功率损耗