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怎样选择光伏扶贫的逆变方案?
日期:2016-12-26   [复制链接]
责任编辑:xiaoguang 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
光伏并网发电项目中,逆变器虽然不是初始投资最大的,但无疑是光伏电站中最核心的设备。究竟该如何选择目前市场上有三种不同的逆变方案:集中式、组串式和集散式

虽然我国已经全面进入了小康社会,但在一些经济欠发达地区,仍然存在着相当比例的贫困地区及人口。在新的经济形势下,“精准扶贫”相对于过去贫困地区“等、靠、要”的粗放扶贫方式,精准扶贫更能激发贫困地区的积极性,其持续性也更好。而将“精准扶贫”与新能源领域结合,更是开创性的扶贫思路了,不仅可以使贫困户长期、稳定地享受光伏发电及电价补贴带来的持续性收益,而且解决了贫困地区普遍存在的供电不足的问题,同时国家也发展了绿色清洁能源,不得不说这是一件对稳定、发展和环保都起到促进作用的政策。

光伏扶贫的类型有四种,户用、村级、农业大棚和地面电站。从实际操作情况来看,现在户用扶贫项目在实际操作中,存在着各种各样的条件限制;从市场和操作来看,村级电站越来越得到认可,国家方面也正主推这种形式的扶贫。

光伏扶贫采用的是光伏电站发的电“自发自用、余电上网”。也就是说,农民可以自己使用这些电能,并将多余的电量卖给国家电网,一是解决贫困地区供电不足的问题,二是卖电给国家获得持续性的额外劳动外收入。

光伏并网发电项目中,逆变器虽然不是初始投资最大的,但无疑是光伏电站中最核心的设备。目前市场上有三种不同的逆变方案:集中式、组串式和集散式。那么,哪种逆变方案适合光伏扶贫项目呢?

集散式中压预装式逆变解决方案

从技术上看,因为光伏扶贫项目多数是屋顶分布式项目或山地项目,因工程基面复杂,很难根据当地的纬度安装组件的最佳倾斜角,也很难保持光伏组件的仰角一致,这样会导致很严重的组串并联失配问题,影响发电效率。而集中式方案因为其天然的MPPT数量少的技术瓶颈,无法对光伏组串进行精细化跟踪,无法解决并联失配问题。而组串式和集散式方案目前实现每2个组串对应1路MPP跟踪,MPP跟踪更细致,很好的解决了并联失配的影响,所以组串式和集散式方案比较适合光伏扶贫项目。

从投入成本看,组串式方案用的是小功率逆变器,其成本要比集散式高出不少(每兆瓦初始投资高10万元左右),集散式方案和集中式方案的初始投入差不多。就发电量来看,因为集散式和组串式都实现精细化的MPP跟踪,发电量差不多,实际上,因为集散式方案在其集散式汇流箱进行了DC/DC升压,其长距离传输电压升到800Vdc,而组串式的长距离传输电压是480Vac,在一些电站的对比中,集散式方案比组串式方案的发电量高一点。

从技术和投资成本综合考虑,光伏扶贫项目使用集散式方案是最合适的。尤其是目前市场上的集散式中压预装式逆变解决方案,更是大大节约了初始投资成本和施工量。

集散式中压预装式逆变解决方案还是以集散式的技术优势为底子,只不过是把逆变器和箱变做在一个集装箱里,由逆变器厂家一体化发货(逆变器和箱变的连接在设备生产车间就已经连接好),在现场的施工非常方便,施工方只需用吊车把整个预装式集装箱吊入预先做好的简单地基,再做一些简单的固定和接地即完成逆变和箱变的施工,无需再另外加盖逆变器和箱变的配电房,此方案不仅能大大加快施工进度,而且还大大节省成本(减少地基和箱变到逆变器电缆连接及箱变低压侧开关)。

综合来看,集散式中压预装式逆变解决方案的特点如下:

1)集散式方案的多路MPPT技术,极大的减少了因组件仰角不一致导致的并联失配问题;

2)在兆瓦级的光伏并网项目,集散式方案的成本比组串式的成本更低,其中集散式中压预装式逆变解决方案则具有更优的成本和施工便利性;

3)集散式中压预装式逆变升压一体单元体积小(长*宽*高4000mm*2458mm*2591mm),箱变和逆变器地基合一,长度才4米,占地面积小,施工方便,成本低;

4)箱变采用干式变压器而非油浸式变压器,地基旁不用做泄油池,可靠、安全、环保。

案例

湖北黄石2.16MWp光伏并网电站采用集散式中压预装式逆变解决方案,投入成本低,而且多路MPPT技术很好的解决光伏组串并联失配问题。

项目地环境情况:

项目采用2MW集散式预装式逆变箱变升压一体机方案,采用了一套设备(1台2000kVA双分裂干式变压器,2台1MW集散式逆变器,预装式集装箱和26台集散式汇流箱),预装式逆变箱变升压方案的简单地基占地面积4000mm*2458mm。

预装式逆变箱变升压一体机集成度高,体积小,施工方便。其系统图及地基图如下图:


对于本项目,逆变器厂家给业主提供预装式逆变升压一体机简单地基图纸,业主只需按照图纸的要求建设简单地基,相比于逆变器和箱变分开需要2个地基,预装式一体机方案只需建造一个地基,地基基础建设好后,只需把集装箱式逆变箱变一起机吊装上去即可,而且不用再在现场挖电缆沟和对逆变器和箱变进行接线,省时省力。

下图为预装式逆变箱变升压一体机现场图片。


另外,集散式方案的核心技术在于集散式汇流箱的设计,厂家(如集散式的创始者禾望电气)在集散式汇流箱的稳定性设计上下足了功夫。在工艺、硬件、软件上都对集散式汇流箱进行了有效的保护。

防护上:IP65防护等级,完全满足户外使用要求;

工艺上:加强机柜涂层、增加反射材料等;

硬件上:采用先进的碳化硅材料器件作为其核心器件,汇流箱可在55℃环境下稳定运行,器件寿命保证25年使用年限,且无风扇、无电解电容、无输入熔丝等温度敏感器件;

软件上:监控功率部分温度,设计了过温减载功能,在日照非常强烈的时段,即使出现器件过热,也会提前通过降低输入功率的方式,优先保证寿命和持续运行。

小结

如文中所述,对于光伏扶贫项目,我们的目标还是要定格在“投资少,发电高”的基调上,监于光伏扶贫项目的特点,从技术、投资和施工便利性考虑,集散式中压预装式逆变升压一体化解决方案无疑是最优的方案,不仅节约成本,施工便利,而且能大大减小并联失配的影响,提升发电量。
 
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