GF-WDZCEER23-125-DC1800V-2x4（皖特纜）安徽天纜電氣有限公司
（安徽天纜電氣有限公司供應）大型光伏電站的設計方案對光伏電站的投資收益影響較大。本文給出了光伏電站關鍵設備組串式逆變器的兩種布置方案並從光伏電站子方陣初始投資、壓降損耗、發電量及運維等方面進行了比較，通過比較可知，組串式逆變器優化布置方案可減少線纜損耗、減少設備投資，便於後期的運維和巡檢。GF-WDZCEER23-125-DC1800V-2x4皖特纜
1 大型光伏發電項目關鍵設備分析隨著光伏發電基地建設、者項目推廣和應用，集中式光伏發電項目的規模越來越大。根據GB50797－2012《光伏發電站設計規範》規定，項目安裝容量大於30 MWp 屬於大型光伏電站，而目前大型光伏電站、特別是光伏基地等單體光伏項目的裝機容量均在50 ∼ 200 MWp。同時由於組件、逆變器等設備元器件的技術水平的提高，主流的組件、逆變器的電壓等級從1 000 V 提高至1 500 V，而1 500 V係統較1 000 V 係統具有更低的初始投資成本以及更高的係統發電效率。根據交、直流匯流設計方案，1 500 V 光伏子方陣的規模也從1 MWp 提高至3.5MWp 左右。除光伏組件外，並網逆變器也是光伏發電係統的核心裝置，並網逆變器可以把光伏方陣的直流電轉換成交流電，同時兼具MPPT 大功率控制、元件控制和保護等功能。目前主流的並網逆變器為集中式逆變器和組串式逆變器。
1.1 集中型逆變器特點( 1) 係統拓撲結構採用DC－AC 一級電力電子器件變換全橋逆變。( 2) 功率器件採用大電流IGBT，器件損耗較大，需要強制冷卻方式保證設備溫度。( 3) 防護等級一般為IP20，體積較大，室內立式安裝或採用集裝箱一體機安裝方式。( 4 ) 一般採用單路或兩路大功率跟蹤( MPPT) 跟蹤，組件異常遮擋、組串距離差異等原因導致的組串電壓差異，對子陣的整體發電量產生影響。GF-WDZCEER23-125-DC1800V-2x4皖特纜
1.2 組串式逆變器特點( 1) 拓撲結構採用DC－DC－BOOST 升壓和DC－AC 全橋逆變兩級電力電子器件變換。( 2) 功率開關管採用小電流的MOSFET，器件損耗小，可採用自然散熱或強制風冷的方式控制器件溫度。( 3) 防護等級一般為IP65，體積較小，可室外挂式安裝。( 4) 每臺逆變器設18 ∼ 20 路MPPT，每1 ∼ 2 個組串接入1 路MPPT，每18 ∼ 20 個組串( 約187 ∼ 233kW) 對應1 臺並網逆變器，組串間電壓的差異不影響MPPT 電壓的跟蹤，可以跟蹤到每個組串的大功率點，減少組串不匹配，理論上可提高發電量。因組串式逆變器可以跟蹤到每1 ∼ 2 個組串的MPPT，減小組串線纜距離差異、失配等原因導致的組串電壓差異，理論上可以提高發電量和運行效益，所以越來越受到關注。隨著電力電子元器件的價格進一步下調，組串型逆變器的競爭優勢更加明顯，而且組串型逆變器相比集中式逆變器，除了多路MPPT 優勢外，能更的識別每個組串故障，運維，效率大幅提升，因此應用場合也更加廣泛。根據目前市場份額和應用場景，兩種類型的逆變器均在大型地面光伏電站中廣泛應用。GF-WDZCEER23-125-DC1800V-2x4皖特纜
2 兩種組串式逆變器布置方案對比傳統的組串式逆變器布置方案是將組串式逆變器分散布置在子方陣的道路兩側，就地進行逆變，再經過交流線纜匯流至35 kV 升壓箱變低壓側。為保證壓降和損耗，組串式逆變器至升壓箱變採用變截面的低壓交流電纜，組串式逆變器傳統布置方案( 分散布置) 見圖1。
2.1 實例以青海某100 MWp 平價項目為例，對組串式逆變器方案的2 種布置方案的投資和發電量情況進行定量分析。( 1) 項目採用400 Wp 單晶雙面雙玻的光伏組件，根據光伏組件參數及逆變器的電壓範圍，確定每個組件串為26 塊光伏組件組成。每個子陣有360個組件串單元。( 2) 項目裝機容量為100 MWp，由32 個3.7MWp 子方陣組成，每個3.7 MWp 子陣採用18－20臺1 500 V、175 kW 的組串式逆變器及1 臺3 150kVA、37 /0.8 kV 的升壓箱變。選取2 個3.7 MWp的相鄰子方陣，採用組串式逆變器兩種布置方案如下所示。
傳統方案: 分散布置組串式逆變器分散布置在子方陣的道路兩側，組件串至組串式逆變器採用GF－WDZCEEＲ－125 －DC1800V－2×4 mm?，組串式逆變器至升壓箱變採用ZＲ－YJY23－1.8 /3kV－3×70 mm?、ZＲ－YJY23－1.8 /3kV－3×95 mm? 的電纜。根據NB/T 10128 －2019《光伏電站電氣設計規範》中3.3.4 有關要求，電池組串至逆變器直流側大壓降不宜超過1%，逆變器至箱變低壓側壓降不宜超過1%。組串至逆變器電纜GF－WDZCEEＲ－125－DC1800V－2×4 mm?的大長度為104 m，組串式逆變器至箱變電纜ZＲ－YJY23 －1.8 /3 kV－3×95 mm2 的長度為165 m。經計算，電池組件串至逆變器的壓降為1.05%，逆變器至箱變低壓側第壓降為1.01%，3.7 MWp 子方陣傳統方案布置見圖3 所示。
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