Может ли система 1500 В эффективно снизить стоимость киловатт-часа фотоэлектрической системы?

Независимо от того, зарубежная или отечественная, доля применения системы 1500 В увеличивается.По статистике IHS, в 2018 году применение напряжения 1500 В на зарубежных крупных наземных электростанциях превысило 50%;По предварительной статистике, среди третьей партии лидеров 2018 года доля применения 1500 В составляла от 15% до 20%.Может ли система 1500 В эффективно снизить стоимость киловатт-часа проекта?В данной статье проводится сравнительный анализ экономики двух уровней напряжения посредством теоретических расчетов и реальных данных.

1. Базовый план проектирования

Чтобы проанализировать уровень стоимости системы 1500 В, принимается обычная схема проектирования, а стоимость традиционной системы 1000 В сравнивается в зависимости от инженерного количества.

Предпосылка расчета

(1) Наземная электростанция, равнинная местность, установленная мощность не ограничена земельным участком;

(2) Экстремально высокая и чрезвычайно низкая температура на объекте проекта должна учитываться в соответствии с 40 ℃ и -20 ℃.

(3)ключевые параметры выбранных компонентов и инверторовследующие.

Инвестиционная структура системы 1500 В

Путем сравнительного анализа установлено, что по сравнению с традиционной системой на 1000 В система на 1500 В экономит около 0,1 юаня/Вт стоимости системы.

3. Влияние напряжения 1500 В на выработку электроэнергии.

Условия расчета:

При использовании одного и того же модуля не будет разницы в выработке электроэнергии из-за различий в модулях;если предположить, что местность плоская, затенений из-за изменений топографии не будет.
Разница в выработке электроэнергии в основном основана на двух факторах:потеря несоответствия между модулем и строкой, потеря в линии постоянного тока и потеря в линии переменного тока.

1. Потери из-за несоответствия между компонентами и цепочками. Число последовательных компонентов в одной ветви увеличено с 22 до 34. Из-за отклонения мощности между различными компонентами ± 3 Вт потери мощности между компонентами системы 1500 В будут увеличиваться, но количественные расчеты отсутствуют. могут быть сделаны.Количество каналов доступа одного инвертора увеличено с 12 до 18, но количество каналов слежения MPPT инвертора увеличено с 6 до 9, чтобы гарантировать, что 2 ветви соответствуют 1 MPPT.Таким образом, между строк потери MPPT не будут увеличиваться.

2. Формула расчета потерь в линиях постоянного и переменного тока: Q loss=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Таблица расчета потерь в линии постоянного тока: коэффициент потерь в линии постоянного тока в одной ветви

С помощью приведенных выше теоретических расчетов обнаружено, что потери в линии постоянного тока в системе 1500 В в 0,765 раза больше, чем в системе 1000 В, что эквивалентно уменьшению потерь в линии постоянного тока на 23,5%.

Таблица расчета потерь в сети переменного тока: коэффициент потерь в линии переменного тока для одного инвертора

С помощью приведенных выше теоретических расчетов обнаружено, что потери в линии постоянного тока в системе 1500 В в 0,263 раза больше, чем в системе 1000 В, что эквивалентно уменьшению потерь в линии переменного тока на 73,7%.

3. Фактические данные случая. Поскольку потери из-за несоответствия между компонентами не могут быть рассчитаны количественно, а фактическая среда является более ответственной, для дальнейшего объяснения используется фактический случай.В этой статье используются фактические данные о выработке электроэнергии третьей партии лидирующего проекта, а время сбора данных — с мая по июнь 2019 года, всего за 2 месяца данных.

Сравнение выработки электроэнергии в системах напряжением 1000 В и 1500 В.

Из приведенной выше таблицы видно, что на том же объекте, с использованием тех же компонентов, продукции производителей инверторов и одного и того же метода установки кронштейна, в период с мая по июнь 2019 года часы выработки электроэнергии системой 1500 В на 1,55% выше, чем у системы 1000 В.Можно видеть, что хотя увеличение количества одноцепных компонентов приведет к увеличению потерь из-за несогласования между компонентами, оно может уменьшить потери в линии постоянного тока примерно на 23,5%, а потери в линии переменного тока примерно на 73,7%.Система 1500 В может увеличить выработку электроэнергии в рамках проекта.

4. Комплексный анализ

В результате предыдущего анализа можно обнаружить, что система 1500 В сравнивается с традиционной системой 1000 В:

1) Это можетсэкономить около 0,1 юаня/Вт на стоимости системы;

2) Хотя увеличение количества компонентов с одной цепочкой приведет к увеличению потерь из-за несогласования между компонентами, оно может снизить примерно на 23,5% потерь в линии постоянного тока и примерно на 73,7% потерь в линии переменного тока, исистема 1500 В увеличит выработку электроэнергии проекта.Таким образом, стоимость электроэнергии может быть в определенной степени снижена.По словам Дун Сяоцина, декана Хэбэйского энергетического института, более чем в 50% проектов наземных фотоэлектрических систем, завершенных институтом в этом году, выбрано напряжение 1500 В;ожидается, что доля 1500В на наземных электростанциях по всей стране в 2019 году достигнет около 35%;в 2020 году он еще больше увеличится. Более оптимистичный прогноз дала всемирно известная консалтинговая организация IHS Markit.В своем отчете по анализу мирового рынка фотоэлектрических станций напряжением 1500 В они отметили, что в ближайшие два года глобальный масштаб фотоэлектрических электростанций с напряжением 1500 В превысит 100 ГВт.

Прогноз доли 1500В на мировых наземных электростанциях

Несомненно, поскольку глобальная фотоэлектрическая промышленность ускоряет процесс субсидирования и крайнего стремления к снижению стоимости электроэнергии, напряжение 1500 В как техническое решение, которое может снизить стоимость электроэнергии, будет применяться все более и более.

В будущем накопление энергии напряжением 1500 В станет обычным явлением

В июле 2014 года инвертор системы SMA 1500 В был применен в фотоэлектрическом проекте мощностью 3,2 МВт в индустриальном парке Касселя, Германия.

В сентябре 2014 года фотоэлектрические модули Trina Solar с двойным стеклом получили первый сертификат PID 1500 В, выданный TUV Rheinland в Китае.

В ноябре 2014 года компания Longma Technology завершила разработку системы DC1500V.

В апреле 2015 года группа TUV Rheinland провела семинар 2015 года «Сертификация фотоэлектрических модулей/деталей 1500 В».

В июне 2015 года Projoy выпустила серию фотоэлектрических переключателей постоянного тока PEDS для фотоэлектрических систем на 1500 В.

В июле 2015 года компания Yingli объявила о разработке сборки алюминиевой рамы с максимальным напряжением системы 1500 вольт специально для наземных электростанций.

……

Производители во всех секторах фотоэлектрической промышленности активно выпускают системные продукты на 1500 В.Почему «1500В» упоминается все чаще?Действительно ли наступает эра фотоэлектрических систем на 1500 В?

В течение долгого времени высокая стоимость производства электроэнергии была одной из основных причин, ограничивающих развитие фотоэлектрической промышленности.Как снизить стоимость киловатт-часа фотоэлектрических систем и повысить эффективность выработки электроэнергиистала основной проблемой фотоэлектрической промышленности.Системы с напряжением 1500 В и даже выше означают более низкие затраты на систему.Такие компоненты, как фотоэлектрические модули и переключатели постоянного тока, особенно инверторы, играют жизненно важную роль.

Преимущества фотоэлектрического инвертора 1500 В

За счет увеличения входного напряжения длину каждой цепочки можно увеличить на 50%, что позволяет уменьшить количество кабелей постоянного тока, подключенных к инвертору, и количество инверторов объединительного блока.В то же время, сумматоры, инверторы, трансформаторы и т. д. Увеличивается удельная мощность электрооборудования, уменьшается объем, а также снижается трудоемкость транспортировки и обслуживания, что способствует снижению стоимости фотоэлектрических установок. системы.

Увеличивая выходное напряжение, можно увеличить плотность мощности инвертора.При том же уровне тока мощность может быть увеличена почти вдвое.Более высокий уровень входного и выходного напряжения может уменьшить потери в кабеле постоянного тока системы и потери трансформатора, тем самым повышая эффективность выработки электроэнергии.

Выбор фотоэлектрического инвертора 1500 В

С электрической точки зрения обеспечить напряжение 1500 В относительно проще, чем освоить технологию 1500 В для модульных продуктов.В конце концов, все вышеупомянутые продукты разработаны в зрелой отрасли для поддержки фотоэлектрических систем.Учитывая метро 1500 В постоянного тока, инверторы тяговых транспортных средств, силовые устройства не станут проблемой выбора, в том числе Mitsubishi, Infineon и т. д. имеют силовые устройства выше 2000 В, конденсаторы можно соединить последовательно для повышения уровня напряжения, а теперь и Projoy и т. д. С выпуском переключателя на 1500 В различные производители компонентов, включая JA Solar, Canadian Solar и Trina, выпустили компоненты на 1500 В.Выбор всей инверторной системы не составит проблемы.

С точки зрения аккумуляторной панели, для 1000 В обычно используется цепочка из 22 панелей, а для системы 1500 В в цепочке панелей должно быть около 33. В соответствии с температурными характеристиками компонентов максимальное напряжение в точке питания составит около 26 В. -37В.Диапазон напряжения MPP компонентов цепочки будет составлять около 850–1220 В, а самое низкое напряжение, преобразуемое в сторону переменного тока, составляет 810/1,414 = 601 В.Принимая во внимание 10-процентное колебание, раннее утро и ночь, укрытие и другие факторы, оно обычно будет определяться примерно на уровне 450-550.Если ток слишком мал, ток будет слишком большим, а нагрев будет слишком большим.В случае централизованного инвертора выходное напряжение составляет около 300 В, ток около 1000 А при 1000 В постоянного тока, выходное напряжение составляет 540 В при 1500 В постоянного тока, а выходной ток составляет около 1100 А.Разница не большая, поэтому текущий уровень выбора устройства не будет сильно отличаться, но уровень напряжения увеличится.Ниже будет обсуждаться выходное напряжение 540 В.

Применение солнечного инвертора 1500 В на фотоэлектрической электростанции

Для крупномасштабных наземных электростанций наземные электростанции представляют собой чисто подключенные к сети инверторы, а в качестве основных используемых инверторов используются централизованные, распределенные и мощные струнные инверторы.При использовании системы 1500 В потери в линии постоянного тока уменьшатся, а эффективность инвертора также увеличится.Ожидается, что эффективность всей системы увеличится на 1,5–2%, поскольку на выходной стороне инвертора будет установлен повышающий трансформатор для централизованного повышения напряжения для передачи мощности в сеть без необходимости майнкрафта. изменения в плане системы.

В качестве примера возьмем проект мощностью 1 МВт (каждая цепочка состоит из модулей по 250 Вт).