光伏電站負荷分析及逆變器容配比研究

張偉

摘要：伴隨著節能環保理念逐漸深入人心，如何利用清潔能源代替傳統化石能源已經成為社會熱議的焦點話題。隨著科技水平不斷提升，太陽能技術越發成熟，各個國家的光伏電站數量也在不斷增多。由于太陽能發電技術起步較晚，且受到外部環境因素影響較大，發電效率有待提高。相關從業人員需要對光伏電站各項關鍵參數進行優化，其中逆變器容配比就是一個需要重點優化的參數。文章已分析光伏電站負荷為切入點，圍繞如何優化逆變器容配比的問題進行簡要探究。

關鍵詞：光伏電站 負荷分析 逆變器容配比

一、前言

綠色節能理念框架下，如何有效利用清潔能源已經成為影響社會經濟發展的一個重要因素。就目前清潔能源發展水平而言，太陽能發電是一種較為理想的清潔能源發展方向。光伏發電站接收太陽光照射，并通過轉換器將太陽能轉換為電能。從結構上看，光伏組件以及逆變器是維持光伏發電工作正常運轉的關鍵設備。其中逆變器的作用是將光伏組件產生的直流電轉變為交流電，而所謂的逆變器容配比，即直流側定額功率與交流冊定額功率之間的比值。就光伏電站設計中，逆變器容配比通常按照 1：1的比例進行設計。但是這種設計模式存在一定缺陷，光伏電站實際工作過程中，由于受到各種外界因素的影響，例如局部被遮擋或電纜線路損耗等，往往使得輸出功率無法達到額定功率，在逆變器容配比 1：1的比例下，逆變器的功率長期低于額定功率，盡管不會對供電效率產生很大影響，但是會造成容量方面的浪費，影響光伏電站經濟效益。

二、光伏電站負荷分析

環境保護的工作壓力和電力改革的好消息，使光伏發電近年來得到了飛速發展。眾所周知，由于工業發展規劃時間短，缺乏新項目的基本運行數據信息，與傳統的火力發電廠和水電項目不同，光伏項目的發電受輻射強度，工作溫度和溫度的影響。充電電池的結溫。如環境因素的危害，重要設計方案的一些主要參數仍有待驗證和改進，變頻器的容量配置是關鍵的主要參數之一。為了提高光伏電站發電的經濟效益，有效弄清逆變器下方太陽能電池組件的安裝量，并確保逆變器最大程度地在最佳負載點運行。對光伏電站和逆變器的負荷數據信息進行科學研究是至關重要的現實意義。

為了方便介紹這里以青海省某光伏電站違例。該電站所處地區屬于玉類光資源地區，核準容量達到了 2.5萬 kW，該光伏電站實際裝機 2.0198萬 kW。一共設計了 40臺 500kW額定功率逆變器。

（一）負荷曲線分析。相關人員為了對該電站負荷曲線進行分析，詳細收集光伏電站出線路關口全年負荷參數，并將分辨率調整為 1小時。通過對相關數據進行分析可以發現，該電站全年運行過程中最大負荷達到 1.87萬 kW，此時逆變器功率達到總裝機量 92.5%，還有較為充足的余量。其余絕大部分時段，運行負荷均小于 1.8萬 kW。

（二）大負荷出現時間分析。從時間緯度分析負荷變化曲線可以發現，如果以 1.8萬 kW作為大負荷計算標準。則該電站一年中出現大負荷運行情況的時間為 72小時，占總發電時間的 1.2%。通過分析相關數據可以發現該光伏電站出現的大負荷工作情況，主要集中在 2、3月份以及 11月份，其原因在于這些月份光照較為充足，且氣溫寒冷有利于組件散熱。大負荷工作次數出現較少的月份，包括 1月、6月、7月，1月份該地區光照時間較差，而六七月份該地區氣溫較高影響組件散熱。由此可以發現，氣溫與光照時間均能夠對光伏電站工作效率產生一定影響。

三、光伏電站逆變器容配比分析

（一）容配比數據分析。在分析完光伏電站功率變化特點，以及影響光伏電站工作效率的因素之后。相關人員開始嘗試對光伏電站逆變器容配比數據進行深入分析。為了確保分析數據精度符合要求，研究人員在 PVSYST模式下，設定了 5種不同的組合模式。淤根據實驗需求，對逆變器容量超與光伏組件容量進行調整，光伏組件容量與逆變器容量比分別為 1：1、1：1.025、1：1.05、1：1.075以及 1：1.1。于實驗過程中，相關工作人員需要對光伏組件傳遞到逆變器的直流電功率進行調整，依照原有功率的 80%記錄數值。盂實驗進行過程中，需要考慮到該光伏電站中布置的某些逆變器可以進行短]的超發，并具有限額功能。榆依照電站建設時的電價計算投資總額。虞依照上述實驗方式進行計算，得出計算結果之后，相關工作人員再計算光伏電站運行過程中，由于超發所產生了額外電量。愚結合光伏電站總投資以及發電量等數據，計算電站的經濟效益，通過這種方式推導出最佳的逆變器容配比。

（二）容配比與光照條件的關系。相關從業人員想要得到科學合理的逆變器容配比方案，需要對光伏電站所在區域的溫度環境，光照條件，以及光伏組件布置角度等因素進行全面分析。在眾多影響因素中，光伏電站所在區域光照條件是影響最為直接的一個因素。特別是在近些年西北區域電網接入容量受限背景下，該區域時常出現限電問題，為了滿足該區域用電需求，光伏電站數量不斷增加，其選址也逐漸由光照條件充足的玉類、域類區域逐漸轉移至光照條件并不充分的芋類、郁類地區。目前，評價光伏電站經濟價值的主要依據為內部收益率以及度電成本。這兩項指標與眾多外部因素存在緊密關聯，例如建設光伏電站所投入的初期成本、光伏電站運營過程中產生的上網電量、點贊建設成本以及運維費用等。在眾多影響內部收益率以及度電成本的因素中，后期建設投入以及上網電量是主要影響因素。各種背景下，相關從業人員需要對逆變器容配比進行靈活調整，避免逆變器出現負荷運轉情況，通過這種方式有效控制光伏度電成本，充分發揮出逆變器裝置的效用，增加上網電量。

實際調整過程中，相關人員需——以內部收益率以及駐店成本作為衡量標準，據光伏電站所在區域光照條件，對逆變器中配比進行靈活調整。針對玉類光照條件區域不同的光伏電站，可以將逆變器容配比調整為 1：1.1耀1：1.2。處于域類光照區域的光伏電站，可以將逆變器中配比調整為 1：1.2耀1：1.3。針對處于光照條件較差區域的光伏電站，設計人員可以將逆變器容配比調整至 1：1.3耀1：1.5。需要注意的是，工作人員在調整容配比過程中，不能只參照光照條件，還要參考其他影響因素，對容配比進行靈活調整。

四、結束語

太陽能作為一種常見的清潔能源，逐漸成為代替傳統化石能源的一種可靠資源。高效利用太陽能，是緩解能源緊張問題的有效手段。為了踐行綠色環保發展理念，各個國家紛紛開始嘗試建設光伏電站，隨著光伏電站數量增多，太陽能發電量在總電量中的占比越來越高。這種背景下，相關工作人員需要對光伏電站逆變器容配比進行科學調整。實際工作過程中需要依據光伏電站所在地溫度、環境光照條件等因素，對熔配比進行科學調控，盡量避免逆變器長期處于低功率運行狀態，在確保光伏電站經濟效益的同時，充分發揮光伏電站社會價值，為能源行業的發展與改革提供推動力。

參考文獻：

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（作者單位 ：江西晶科電力設計有限公司南京分公司 ）