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特变电工周洪伟:复杂地况光伏电站的问题如何解决?

北极星太阳能光伏网  来源:北极星太阳能光伏网    2017/12/7 16:02:38  我要投稿  
关键词: CTO 逆变器 光伏发电

北极星太阳能光伏网讯:近年来,我国西部地区光伏发电无法消纳,限电情况普遍,光伏发电应用向中部地区转移,出现大量山地光伏应用场景。分布式光伏发电发展越来越迅速,工商业屋顶使用需求越来越旺盛。突出特点是复杂的地形光伏应用越来越多,以上的场景应用存在具体问题尚待解决。图片展示缓变地形,倾角不一,工商业屋顶建筑物遮挡,女儿墙,朝向不一。综合起来在复杂场景存在的主要问题,组串安装倾角损失,安装朝向损失,阴影遮挡损失。

特变电工西安电气科技有限公司光伏产品线总经理周洪伟

不同辐照带来发电损失,由于不同组串之间的并联适配也带来损失。基于这些问题,国家标准制定GB50797进行规定,光伏方针各排、列的布置间距保证每天9-15点前后左右互不遮挡。9点之前甚至是下午三点之后就会有一定的阴影遮挡的情况,占比比较高,甚至在16%左右。如何解决这些问题?如何提高光伏电站的效率,这是我们技术工作者急需解决的问题。

针对场景存在的问题,特变电工提出针对性的组串逆变器产品解决方案。组串级MPPT逆变器,50千瓦是8片的,具有8恩路的MPPT,每路组串独立控制。MPPT的渗透率从传统30%-50%的渗透率提高到100%,输出过载能力达到15%。灵活应用山地、丘陵以及复杂的商业屋顶环境。这款PLUS产品和公司传统的逆变器进行分析,之前50千瓦的机器做的十串接入,2332的布置。当受到遮挡时,对我们这款PLUS产品影响自己的这串输出。而传统的产品,如果某一串受到遮挡,那另外一块也会受到影响,存在耦合关系。传统的组串机型相比,每兆瓦的数量160个,多了2-3倍,可以非常好的适应各种地形,有效地降低遮挡朝向的影响。在某一些项目里,发电量的提升可以达到3%以上。

组串级的MPPT可以保证发电量的损失与遮挡面积成正比,2-4路组串1路MPPT遮挡数量,尤其是两串的MPPT遮挡数量达到40%时,一半的功率就被损失掉。三串的MPPT遮挡的面积占比达到40%,发电量损失达到33%。这款PLUS机型相对传统的机型可以提高对比组串总功率20%,可以有效地提高发电量。支持不同的组串混用,组串电压存在差异的情况也可以很好地使用。某一些工商业屋顶,由于地形的影响,很多的组串数量也会受到影响。常规的设计是20串,有的地区设计19或18串,这样在系统中没有任何的影响。不同规格组串在混接时,采用PLUS的方案没有任何损失。动态调节交直流过载技术,这款机器最大的输出功率可以做到57.5kva,特别适合大功率组件的应用。我们充分考虑电池增加,厂家宣称20%的电流输出能力,这款机器最大程度保证使用电池的输出功率,可以很好满足电池发展带来发电量技术的提升。

具有自然防反接的特性,不需要熔丝。两倍的短路电流长期存在会造成直流具有很大的风险,如果接入逆变器的电网存在很大的应用风险。三倍的短路电流,需要熔丝。一旦反接是2倍的电压,熔断的能力受到很大的影响。有一些反接发生时是逆变器起火的根本原因。

每路电压电流进行独立地高精度监测,没有任何盲区。可以做到组件组串级IV曲线在线扫描分析,自适应识别异常组串。

主动阴影遮挡应用案例。20兆瓦的山地上,政府规划项目容量也是20兆瓦,山地地形很差。南坡特别少,而且平均坡度是20度,东南坡坡度35度。采用常规的布置方案,选择比较好的南坡或者东南坡、西南坡,阵列之间不存在任何遮挡的情况下,可以做的装机容量只有12兆瓦,发电量就是一万八千兆瓦左右,不能满足业主需求。如何保证达到20兆瓦?怎么解决?我们考虑主要是采用主动遮挡,主动阴影的遮挡设计,允许存在阴影的情况。在一些比较低的土地,然后利用坡度不好的地方,准确计算阴影影响,进行合理布置,降低阴影造成的并联损失。阴影遮挡模型的角度考虑,充分考虑逆变器的特点,采用新型的组串级逆变器,主动地在某一些环境下构造出允许某一串组串接受遮挡的设计,提高整体的发电量,算出每一块不同地势最优的间距。采用这个地形以后,设计的自由度很大,容易实现既定的设计目标。最后采用PLUS做出的设计结果,这样的地况下有20兆瓦的容量。我们与之前12兆瓦的容量做对比,发电量得到很好的提升。相对平均的年利用小时数降低了一些,最终整体要考虑经济的成本核算。我们做20兆瓦有两个方案,4兆瓦和8兆瓦做对比,8兆瓦的比4兆瓦的发电量优势提升2.8%左右。

项目工程应用,电站效率采用PLUS电站效率提升2.8%,收益增加1618万元。最终的结果达到设计预期。

(发言为现场速记整理,未经嘉宾审核)

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