海外光伏逆变器选型研究论文_隋国蜀,史朝晖

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摘要:本文针对海外光伏电站项目逆变器选型进行研究,通过比较不同类型逆变器的特性及投资收益,提出了海外光伏逆变器选型依据。

关键词:海外光伏;逆变器选型;投资收益。

引言

逆变器选型不仅会直接影响光伏电站的初始投资和发电量,而且也相当程度决定了后期电站的运维费用。因此必须因地制宜,科学地统筹规划系统方案,既充分考虑经济合理性,又要考虑到技术先进性,实现资源的最优化配置。

一、逆变器特性

本文仅介绍目前技术成熟、应用普遍的两种逆变器——组串式和集中式。

1.组串式逆变器

组串式逆变器基于模块化的概念,直流侧具有最大功率点跟踪(MPPT)功能,将光伏组串发出的直流电逆变为交流电。多路MPPT的设计,失配组串仅会影响并入同一路MPPT的组串,从而有效避免阴影遮挡的影响,最大程度增加发电量。

组串式逆变器体积小、重量轻,搬运和安装十分方便,可直接固定在支架上,有效简化施工、减少占地。适应于坡度大,组件朝向具有一定差异,布局相对零散,子区域容量差异较大的山地、屋顶光伏、小型地面电站等。

2.集中式逆变器

集中式逆变器是将很多光伏组串汇流后连接到逆变器直流输入端,采用一路MPPT输入,集中寻优,完成将直流电转换为交流电的设备,是当前大型光伏电站普遍采用的电能变换装置。

集中式逆变器投资成本低,谐波含量少,可与升压变压器集成化设计,进一步提升转换效率。一般用于日照均匀、坡度平缓、组件朝向基本一致,且方阵布局相对集中的大型厂房、荒漠电站、地面电站等大型发电系统中。

二、海外项目考虑因素

海外光伏项目在逆变器方案选取时,除了考虑项目所在地的地形地貌、交通运输等自然条件外,尚应考虑当地人力资源成本、设备材料供应能力及成本,并进行经济技术比较。

目前国内光伏电站逆变器的选型,受地形及施工条件的影响已经越来越不明显。而海外不少国家为解决当地就业问题,会规定国外公司雇佣当地员工的比例。因而对于海外光伏项目,选型时,应考虑当地与国内的人力成本差异。另外,国外工人的技术水平和工作效率也会对逆变器选型造成一定的影响。

因而,选型时须对当地人力资源情况、工资标准、风土人情等进行调研,通过详细的经济技术比较,确定逆变器型式。

三、工程实例应用分析

本文以澳大利亚某300MW大型地面光伏为例进行分析。取1MW容量进行方案比选,设备材料价格如下:

组串式方案:

备注:以上价格仅供参考。

通过比较可以看出,组串式方案比集中式方案设备成本高约13.9万元/MW左右,本项目300MWp,成本约高4170万元人民币。

另外,建设期安装、接线成本方面,考虑澳洲人工成本,持有电工证的工人工资报价约为4700元/人天。采用组串式逆变系统时,将比集中式逆变系统多出组串式逆变器的安装接线,但是比集中式逆变系统少了部分汇流箱的安装接线。按组串式逆变器与汇流箱为相同的安装人工成本,则组串式方案约多出了300×(20+5-12-2)=3300台逆变器的安装接线成本。考虑到当地工作时间、工作效率,按照4台/人天考虑,则需要825人天的成本。预计组串式逆变器方案,仅在安装接线人工费方面,将比集中式逆变器方案高出约825*4700=388万元。

在投资收益对比方面,转换效率取值上的较小差异将直接影响选型方案。本项目为大型地面光伏,组串式逆变器在效率转换方面优势不大,取0.1%的效率差时,在不考虑其余因素影响的情况下,当按25年年平均利用小时数1600h,澳洲光伏电价按649元/MWh考虑时,收益将高出300×0.1%×25×1600×649=778.8万元。

可以看出,本工程组串式比集中式在初期投入方面,将高出4170+388=4558万元的成本,而收益将高出778.8万元,发电利润将降低3779.2万元。

本工程要使组串式逆变器方案的收益弥补投资上的差额,则需要

300× ×25×1600×0.0649=4558; 得 =0.59%。

当组串式逆变器的综合效率比集中式逆变器的综合效率高出0.59%时,两者在投资收益(即发电利润)方面是相平的。这一数值跟生产期、年利用小时数、当地电价等有直接关系。

根据当前组串式逆变器和集中式逆变器的技术成熟状况,结合本工程的具体情况,从投资收益方面考虑,本工程宜选用集中式逆变器。

四、结论

本文以具体工程为例,论证了海外光伏项目逆变器选型的主要依据,提供了投资收益方面的算法算例,因地制宜地选择逆变器型式,提高发电效率,降低工程造价,从而增加投资收益。

参考文献

[1]《光伏发电站设计规范》(GB 50797-2012).

[2]《电力建设工程装置性材料预算价格》(中国电力企业联合会-2013).

论文作者:隋国蜀,史朝晖

论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期

论文发表时间:2018/9/12

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