前 言
光伏系統中,除組件,逆變器等關鍵部件是影響發電的主要因素以外,交流線纜也是對光伏電站的整體盈利、安全、高效同樣起著重要的作用,本文將針對不同場景下的交流線纜選型進行技經分析。
案 例
光伏容量1.0368MW,使用450W組件,18塊/串,共128串,使用8臺100K逆變器,組件逆變器的容配比為1.3,光伏組串距離并網點平均距離為250米,假設工廠綜合電價在0.8元。
選擇導線截面積必須同時考慮四個條件:經濟電流密度、安全載流量、電壓損失和機械強度。本文將重點分析組串與并網點在固定距離情況下,不同的線纜選型(不同材料、不同規格)結合逆變器的不同距離影響的最終測算收益。
一、交流側采用銅芯電纜
1.1 逆變器安裝位置差異
注:A表示:光伏組串距離逆變器的距離,B表示:逆變器距離并網點的距離
所有方案總線損按照如下計算得出
直流側線纜損失(方案1)
交流側線纜損失(方案1)
備注:70平方交流銅線纜價格144元/米,4平方直流銅線纜價格3.2元/米
小結:
1. 根據測算,逆變器反而是安裝在靠近并網點的位置,線纜及成本較低。
2. 主要的原因在于高功率組件的應用導致組串數量減少,而交流側銅電纜的價格上漲得厲害。
1.2 使用更高規格的銅電纜逆變器出線將原先70平方更換為95平方銅線纜
A表示:光伏組串距離逆變器的距離
B表示:逆變器距離并網點的距離
備注:95平方銅線纜價格196元/米,4平方直流銅線纜價格3.2元/米
方案1和方案3,線損差異0.3%,成本差異較大。
小結:
1. 當線纜規格提升一檔后,案例中隨著距離A的變大,總線損逐漸表大,總線纜成本逐漸變低。
2. 線損變大的原因是因為直流側線損不變的情況下,不同方案的交流側線損差異縮至很小最終趨勢按照直流側趨勢。
1.3 橫向對比差異(逆變器安裝位置固定,線纜規格不同)
選取線損差異最大的固定距離
線損差異0.5%,成本差異83200元
年有效利用小時數1000h地區
1)差值發電量
2)差值收益
小結:
年均差值收益3832元,初始成本差異83200元。收益率太低,使用更高規格的線纜有助于發電量提升有限,初始成本增加較大,因此不推薦將70平方銅線纜更換為95平方的方案。
二、 交流側采用鋁合金電纜
2.1 逆變器安裝位置差異
注:A表示:光伏組串距離逆變器的距離,B表示:逆變器距離并網點的距離
備注:95平方鋁合金線纜價格26.88元/米,4平方直流銅線纜價格3.2元/米
小結:
案例中隨著距離A的變大,總線損逐漸表小,總線纜成本逐漸變高。
方案1和方案3線損差異0.4%,成本差異90624元。我們來計算一下增加的投入/產出的情況
年有效利用小時數1000h地區
1)差值發電量
備注:組件首年按照2.5%衰減,其余按照0.5%。
2)差值收益
年均差值收益3066元,初始成本差異90624元,收益較差。
小結:
使用鋁合金線纜時,推薦逆變器就近安裝在靠近組件的位置。
2.2 使用更高規格的鋁合金電纜
逆變器出線將原先95平方更換為120平方鋁合金線纜
A表示:光伏組串距離逆變器的距離
B表示:逆變器距離并網點的距離
備注:120平方鋁合金線纜價格33.88元/米,4平方直流銅線纜價格3.2元/米
方案1和方案3,線損差異0.2%,成本差異82224元。
小結:
當線纜規格提升一檔后,案例中隨著距離A的變大,總線損逐漸表小,總線纜成本逐漸變高。(線損和成本趨勢與銅電纜上升一個規格后的趨勢正好相反)。
2.3 橫向對比差異(逆變器安裝位置固定,線纜規格不同)
選取線損差異最大的固定距離
95平方和120平方,線損差異0.3%,成本差異11200元。按照不同地區進行技經測算
年有效利用小時數1000h地區
1)差值發電量
2)差值收益
年均差值收益2299元,初始成本差異11200元。約4.8年回收周期。
小結:
在成本可控的前提下,可以考慮將95平方鋁合金線纜更換為120平方的方案。
電纜的選型要在實際工程約束條件下(敷設條件及安全性等)選擇滿足要求的電纜,通過精密的計算選定最合適的電纜方案。
原文標題:工商業 | 最優線纜選型探討
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