光伏电站负荷分析及逆变器容配比研究

张伟

摘要：伴随着节能环保理念逐渐深入人心，如何利用清洁能源代替传统化石能源已经成为社会热议的焦点话题。随着科技水平不断提升，太阳能技术越发成熟，各个国家的光伏电站数量也在不断增多。由于太阳能发电技术起步较晚，且受到外部环境因素影响较大，发电效率有待提高。相关从业人员需要对光伏电站各项关键参数进行优化，其中逆变器容配比就是一个需要重点优化的参数。文章已分析光伏电站负荷为切入点，围绕如何优化逆变器容配比的问题进行简要探究。

关键词：光伏电站 负荷分析 逆变器容配比

一、前言

绿色节能理念框架下，如何有效利用清洁能源已经成为影响社会经济发展的一个重要因素。就目前清洁能源发展水平而言，太阳能发电是一种较为理想的清洁能源发展方向。光伏发电站接收太阳光照射，并通过转换器将太阳能转换为电能。从结构上看，光伏组件以及逆变器是维持光伏发电工作正常运转的关键设备。其中逆变器的作用是将光伏组件产生的直流电转变为交流电，而所谓的逆变器容配比，即直流侧定额功率与交流册定额功率之间的比值。就光伏电站设计中，逆变器容配比通常按照 1：1的比例进行设计。但是这种设计模式存在一定缺陷，光伏电站实际工作过程中，由于受到各种外界因素的影响，例如局部被遮挡或电缆线路损耗等，往往使得输出功率无法达到额定功率，在逆变器容配比 1：1的比例下，逆变器的功率长期低于额定功率，尽管不会对供电效率产生很大影响，但是会造成容量方面的浪费，影响光伏电站经济效益。

二、光伏电站负荷分析

环境保护的工作压力和电力改革的好消息，使光伏发电近年来得到了飞速发展。众所周知，由于工业发展规划时间短，缺乏新项目的基本运行数据信息，与传统的火力发电厂和水电项目不同，光伏项目的发电受辐射强度，工作温度和温度的影响。充电电池的结温。如环境因素的危害，重要设计方案的一些主要参数仍有待验证和改进，变频器的容量配置是关键的主要参数之一。为了提高光伏电站发电的经济效益，有效弄清逆变器下方太阳能电池组件的安装量，并确保逆变器最大程度地在最佳负载点运行。对光伏电站和逆变器的负荷数据信息进行科学研究是至关重要的现实意义。

为了方便介绍这里以青海省某光伏电站违例。该电站所处地区属于玉类光资源地区，核准容量达到了 2.5万 kW，该光伏电站实际装机 2.0198万 kW。一共设计了 40台 500kW额定功率逆变器。

（一）负荷曲线分析。相关人员为了对该电站负荷曲线进行分析，详细收集光伏电站出线路关口全年负荷参数，并将分辨率调整为 1小时。通过对相关数据进行分析可以发现，该电站全年运行过程中最大负荷达到 1.87万 kW，此时逆变器功率达到总装机量 92.5%，还有较为充足的余量。其余绝大部分时段，运行负荷均小于 1.8万 kW。

（二）大负荷出现时间分析。从时间纬度分析负荷变化曲线可以发现，如果以 1.8万 kW作为大负荷计算标准。则该电站一年中出现大负荷运行情况的时间为 72小时，占总发电时间的 1.2%。通过分析相关数据可以发现该光伏电站出现的大负荷工作情况，主要集中在 2、3月份以及 11月份，其原因在于这些月份光照较为充足，且气温寒冷有利于组件散热。大负荷工作次数出现较少的月份，包括 1月、6月、7月，1月份该地区光照时间较差，而六七月份该地区气温较高影响组件散热。由此可以发现，气温与光照时间均能够对光伏电站工作效率产生一定影响。

三、光伏电站逆变器容配比分析

（一）容配比数据分析。在分析完光伏电站功率变化特点，以及影響光伏电站工作效率的因素之后。相关人员开始尝试对光伏电站逆变器容配比数据进行深入分析。为了确保分析数据精度符合要求，研究人员在 PVSYST模式下，设定了 5种不同的组合模式。淤根据实验需求，对逆变器容量超与光伏组件容量进行调整，光伏组件容量与逆变器容量比分别为 1：1、1：1.025、1：1.05、1：1.075以及 1：1.1。于实验过程中，相关工作人员需要对光伏组件传递到逆变器的直流电功率进行调整，依照原有功率的 80%记录数值。盂实验进行过程中，需要考虑到该光伏电站中布置的某些逆变器可以进行短]的超发，并具有限额功能。榆依照电站建设时的电价计算投资总额。虞依照上述实验方式进行计算，得出计算结果之后，相关工作人员再计算光伏电站运行过程中，由于超发所产生了额外电量。愚结合光伏电站总投资以及发电量等数据，计算电站的经济效益，通过这种方式推导出最佳的逆变器容配比。

（二）容配比与光照条件的关系。相关从业人员想要得到科学合理的逆变器容配比方案，需要对光伏电站所在区域的温度环境，光照条件，以及光伏组件布置角度等因素进行全面分析。在众多影响因素中，光伏电站所在区域光照条件是影响最为直接的一个因素。特别是在近些年西北区域电网接入容量受限背景下，该区域时常出现限电问题，为了满足该区域用电需求，光伏电站数量不断增加，其选址也逐渐由光照条件充足的玉类、域类区域逐渐转移至光照条件并不充分的芋类、郁类地区。目前，评价光伏电站经济价值的主要依据为内部收益率以及度电成本。这两项指标与众多外部因素存在紧密关联，例如建设光伏电站所投入的初期成本、光伏电站运营过程中产生的上网电量、点赞建设成本以及运维费用等。在众多影响内部收益率以及度电成本的因素中，后期建设投入以及上网电量是主要影响因素。各种背景下，相关从业人员需要对逆变器容配比进行灵活调整，避免逆变器出现负荷运转情况，通过这种方式有效控制光伏度电成本，充分发挥出逆变器装置的效用，增加上网电量。

实际调整过程中，相关人员需——以内部收益率以及驻店成本作为衡量标准，据光伏电站所在区域光照条件，对逆变器中配比进行灵活调整。针对玉类光照条件区域不同的光伏电站，可以将逆变器容配比调整为 1：1.1耀1：1.2。处于域类光照区域的光伏电站，可以将逆变器中配比调整为 1：1.2耀1：1.3。针对处于光照条件较差区域的光伏电站，设计人员可以将逆变器容配比调整至 1：1.3耀1：1.5。需要注意的是，工作人员在调整容配比过程中，不能只参照光照条件，还要参考其他影响因素，对容配比进行灵活调整。

四、结束语

太阳能作为一种常见的清洁能源，逐渐成为代替传统化石能源的一种可靠资源。高效利用太阳能，是缓解能源紧张问题的有效手段。为了践行绿色环保发展理念，各个国家纷纷开始尝试建设光伏电站，随着光伏电站数量增多，太阳能发电量在总电量中的占比越来越高。这种背景下，相关工作人员需要对光伏电站逆变器容配比进行科学调整。实际工作过程中需要依据光伏电站所在地温度、环境光照条件等因素，对熔配比进行科学调控，尽量避免逆变器长期处于低功率运行状态，在确保光伏电站经济效益的同时，充分发挥光伏电站社会价值，为能源行业的发展与改革提供推动力。

参考文献：

[1]魏超，刘庆超，周璐.光伏电站负荷分析及逆变器容配比研究[J].华东科技：学术版， 2015， 000（012）：259-259.

[2]张健，王宾.关于光伏电站建设中组件与逆变器容配比最优方案的浅析[J].四川水利 ， 2019（4）.

（作者单位 ：江西晶科电力设计有限公司南京分公司 ）