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從2018年開始，無論國外還是國內(nèi)，1500V系統(tǒng)的應(yīng)用比例越來越大。根據(jù)IHS的統(tǒng)計(jì)，2018年國外大地面電站1500V的應(yīng)用量超過50%;據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2018年的第三批領(lǐng)跑者中，1500V的應(yīng)用比例大約在15%~20%之間。1500V系統(tǒng)是否能有效降低項(xiàng)目的度電成本?本文通過理論計(jì)算和實(shí)際案例數(shù)據(jù)兩種電壓等級(jí)的經(jīng)濟(jì)性做了對(duì)比分析。

一、基本設(shè)計(jì)方案

為了分析1500V系統(tǒng)的造價(jià)水平，采用常規(guī)設(shè)計(jì)方案，按照工程量與傳統(tǒng)1000V系統(tǒng)造價(jià)做對(duì)比。

1、計(jì)算前提

1)地面電站，平坦地勢(shì)，裝機(jī)規(guī)模不受土地面積限制;

2)項(xiàng)目場(chǎng)址的極端高溫、極端低溫按照40℃、-20℃考慮。

3)選用組件、逆變器關(guān)鍵參數(shù)如下表。




2、基本設(shè)計(jì)方案

1)1000V系設(shè)計(jì)方案

22塊310W雙面光伏組件組成一個(gè)6.82kW支路，2個(gè)支路組成一個(gè)方陣，240個(gè)支路共120個(gè)方陣，進(jìn)入20臺(tái)75kW逆變器(直流端1.09倍超配，背面增益按15%考慮，為1.25倍超配)，組成一個(gè)1.6368MW發(fā)電單元。組件按照4*11橫向安裝，前后雙立柱固定支架。

2)1500V系設(shè)計(jì)方案

34塊310W雙面光伏組件組成一個(gè)10.54kW支路，2個(gè)支路組成一個(gè)方陣，324個(gè)支路共162個(gè)方陣，進(jìn)入18臺(tái)175kW逆變器(直流端1.08倍超配，背面增益按15%考慮，為1.25倍超配)，組成一個(gè)3.415MW發(fā)電單元。 組件按照4*17橫向安裝，前后雙立柱固定支架。

二、1500V對(duì)于初始投資的影響

根據(jù)上文的設(shè)計(jì)方案，對(duì)1500V系統(tǒng)和傳統(tǒng)1000V系統(tǒng)的工程量和造價(jià)做對(duì)比分析如下。

通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)1000V系統(tǒng)相比，1500V系統(tǒng)節(jié)約大約0.1元/W的系統(tǒng)成本。

三、1500V對(duì)于發(fā)電量的影響

計(jì)算前提：

采用相同的組件，不會(huì)由于組件差異造成發(fā)電量差異;假設(shè)平坦地形，不會(huì)由于地勢(shì)變化造成陰影遮擋;

造成發(fā)電量差異的主要基于兩個(gè)因素：組件和組串間的失配損失、直流線損和交流線損。1、組件和組串間的失配損失單個(gè)支路的串聯(lián)組件數(shù)量由22個(gè)提高到34個(gè)，由于不同組件之間存在±3W的功率偏差，因此1500V系統(tǒng)組件間的功率損失會(huì)增加，但無法做定量計(jì)算。單臺(tái)逆變器的接入路數(shù)由12路提高到18路，但由于逆變器的MPPT跟蹤路數(shù)由6路提高到9路，保證2個(gè)支路對(duì)應(yīng)1路MPPT，因此組串間的MPPT損失并不會(huì)增加。

2、直流和交流線損線損的計(jì)算公式Q損=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)直流線損的計(jì)算


通過上述理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)，1500V系統(tǒng)的直流線損為1000V系統(tǒng)的0.765倍，相當(dāng)于減少了23.5%的直流線損。

2)交流線損的計(jì)算


通過上述理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)，1500V系統(tǒng)的直流線損為1000V系統(tǒng)的0.263倍，相當(dāng)于減少了73.7%的交流線損。

3)實(shí)際案例數(shù)據(jù)由于組件間的失配損失無法進(jìn)行定量計(jì)算，且實(shí)際環(huán)境比較負(fù)責(zé)，因此采用實(shí)際案例進(jìn)一步進(jìn)行說明。本文采用了第三批某領(lǐng)跑者項(xiàng)目的實(shí)際發(fā)電量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集時(shí)間為2019年5月~6月，共2個(gè)月的數(shù)據(jù)。

表：1000V與1500V系統(tǒng)發(fā)電量對(duì)比


從上表中可以發(fā)現(xiàn)，在同一項(xiàng)目場(chǎng)址，采用相同組件、逆變器廠家產(chǎn)品，相同的支架安裝方式，在2019年5~6月份期間，1500V系統(tǒng)的發(fā)電小時(shí)高于1000V系統(tǒng)1.55%。可見，雖然單串組件數(shù)量增加，會(huì)帶來組件間失配損失增加，但由于可以減少約23.5%的直流線損，約73.7%的交流線損，1500V系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目發(fā)電量提高。

四、綜合分析

通過前文的分析可以發(fā)現(xiàn)，1500V系統(tǒng)與傳統(tǒng)1000V系統(tǒng)相比，1)可以節(jié)約大約0.1元/W的系統(tǒng)成本;2)雖然單串組件數(shù)量增加，會(huì)帶來組件間失配損失增加，但由于可以減少約23.5%的直流線損，約73.7%的交流線損，1500V系統(tǒng)提高項(xiàng)目發(fā)電量。因此，可以在一定程度上降低度電成本。根據(jù)河北能源工程院院長(zhǎng)董曉青介紹，該院今年完成的地面光伏項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案中50%以上選用了1500V;預(yù)期全國2019年1500V在地面電站的占有率將達(dá)到35%左右;2020年會(huì)進(jìn)一步提高。國際著名咨詢機(jī)構(gòu)IHS Markit則給出更加樂觀的預(yù)測(cè)，在他們發(fā)布的1500V年全球光伏市場(chǎng)分析報(bào)告，指出未來兩年內(nèi)全球1500V光伏電站規(guī)模突破100GW。


毫無疑問，隨著全球光伏行業(yè)去補(bǔ)貼的進(jìn)程加快，對(duì)度電成本的極致追求，1500V作為一種能降低度電成本的技術(shù)方案，將得到越來越多的應(yīng)用。

原標(biāo)題：1500V光伏系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析