圖5

6、實際案例

1、20MW某電站投資效益比較

本方案采用4MW一個高壓回路，共需5路光伏匯集柜，10面高壓開關(guān)柜，如果按8MW一個回路，則需3個回路。

共需0.1MW單元逆變器-升壓箱變200臺。共需5路光伏匯集柜，每回路共有單元40臺。

35KV電纜線路6000米(考慮到山地項目路徑復(fù)雜，電纜多比集中式多1000米)，采用YJV-35kv-3*50。

最長的回路平均1500米電纜，電壓降在0.15%。

逆變器直接接光伏板組串。不經(jīng)過匯流箱。光伏電纜1*4電纜長度與集中式一樣的。省去了交直流電纜及其電纜溝、省去了匯流箱接地線、匯流箱通訊線。

箱變測控裝置、通訊柜增加到200臺。集中式為20臺。仍采用光纜傳輸，未計入全站光纜。

電纜測算圖見下：

以上一個方陣200m*114m，共20個，每行為96.9kw，共計12行，不考慮超發(fā)配置是10行，考慮超發(fā)是12行。22塊組件為一串組成上下兩排。行間距6米。橫排一行為97KW，正好配一個0.1MW單元逆變器-升壓箱變，放在陣列中央，起到平衡電壓的作用。

山地含通信

集中式單價總價新方案單價總價

高壓開關(guān)柜10MW一個回路，共計7臺12844MW一個回路，共計10面柜12120

逆變器集裝箱式500kw2臺*20=40臺15600200臺100KW的逆變器3600

直流柜401.6642000.360

箱變20153002001.5300

箱變測控裝置+通訊柜200.5102000.5100

直流電纜1*4130000001*413000000

直流電纜2*35150000.01150

交流電纜3*18512000.0448

匯流箱2200.2555

匯流箱到逆變器通信電纜100000.00220

匯流箱接地線30000.0026

高壓電纜3*9550000.0452253*9560000.045270

電纜中間頭100.8822.50.818

終端頭420.28.42000.1836

箱變基礎(chǔ)203.6722000.240

逆變器基礎(chǔ)201.224

低壓電纜溝費40000.0140

高壓電纜溝25000.012525000.0125

設(shè)備費1578.41504

安裝費315.68高壓調(diào)試費多83萬451.2

土建費16165

總造價2055.082020.2

20MW計算200001.027541.0101

年利用小時數(shù)1500系統(tǒng)效率87.11%

系統(tǒng)效率增加7.11%收回投資年限

每年多發(fā)電213.3

25年可多發(fā)電5367.38

由以上表1可見，按本方案設(shè)計0.1MW單元逆變器-箱變組合配電系統(tǒng)，不需增加投資。特別是山地光伏電站，具有很高的效率(比集中式多7%)和度電成本更低，按每年1500發(fā)電小時數(shù)計算。20MW即可每年可多發(fā)電213萬度，按1元錢電價計算。25年可多收入5300多萬元。經(jīng)濟效益明顯。

本方案經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)，是每瓦1.01元(含35KV配電、高壓電纜、逆變-升壓100KW箱變，及安裝費等)。推薦采用2*50組串式逆變器或1*100的集中式逆變器(8路MPPT)。

7、設(shè)計原理分析

目前流行做光伏發(fā)電設(shè)計原理主要類似住宅供配電模式，單兆瓦方陣比喻是單元樓，每個升壓變逆變器室單元樓總配電箱，每個匯流箱是樓層間配電箱。這樣設(shè)計對于大面積集中負(fù)荷降壓是適用的。但光伏發(fā)電類似公路照明配電，是長距離線負(fù)荷小容量負(fù)荷，所以用住宅設(shè)計模式去設(shè)計這樣的負(fù)荷就不適用了。必然導(dǎo)致低壓側(cè)交直流線損很大。

對于長距離線負(fù)荷小容量，配電設(shè)計主要是要求6-35KV高壓配電，沿線配置降壓變，負(fù)荷容量不要很大，低壓設(shè)計半徑200米以內(nèi)，做到線損最低。尤其是住宅供配電設(shè)計模式，本身適用于降壓負(fù)荷。光伏發(fā)電站是升壓發(fā)電，能盡快提升到并網(wǎng)電壓，才能達(dá)到效率最高。

所以根據(jù)光伏發(fā)電負(fù)荷的特性，采取高壓35KV深入方陣內(nèi)部，采用小容量100KVA變壓器升壓，完全可以做到線損率最低，提高發(fā)電效率的目的。

事故故障分析：

1、串接電纜故障，導(dǎo)致4MW單元受影響。這個和集中式、組串式1MW單元故障類似。

2、100KVA箱變或逆變器交流側(cè)故障，導(dǎo)致100KW單元受影響。箱變內(nèi)部有熔斷器，可快速切斷短路故障。切除故障點。

3、直流側(cè)故障，可由直流柜切除故障。

8、結(jié)論

0.1MW單元逆變器-升壓箱變技術(shù)方案，性價比高，和集中式、集散式投資差不多，比組串式逆變器投資額低。山地地區(qū)能提高約7%的效率。年均發(fā)電量提高10%。是應(yīng)該值得推廣的光伏發(fā)電配電技術(shù)方案。

而且0.1MW單元逆變器-升壓箱變可作為單獨的一體化裝置作為新產(chǎn)品開發(fā)推廣。