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210PERC與182PERC在系統(tǒng)端的線(xiàn)損比較

技術(shù)動(dòng)向 2289
? ? ? ?本文基于地面電站場(chǎng)景，從直流線(xiàn)損角度對(duì)比分析210PERC組件與182PERC組件的差異及影響因素。為了搞清楚這個(gè)差異，必須先了解下面兩個(gè)概念。
電壓降與線(xiàn)損的概念
什么是線(xiàn)纜電壓降？
? ? ? ? 線(xiàn)纜電壓降是電流流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)以后相對(duì)于同一參考點(diǎn)的電壓變化稱(chēng)為電壓降。例如電纜的起點(diǎn)處的電壓是U0，電纜的終點(diǎn)的電壓是U1，那么電壓差δU=U0-U1（單位V）。
什么是線(xiàn)損？
? ? ? ?線(xiàn)損是指電流流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)以后相對(duì)于同一參考點(diǎn)的功率的變化成為線(xiàn)損，也成為壓降百分比。例如電纜的起點(diǎn)處的電壓是U0，電流是I，電纜的終點(diǎn)的電壓是U1，電流不變是I，那么線(xiàn)損K=(U0 -U1)*I/(U0*I)*100%=(U0-U1) /U0*100%=ΔU/U0*100%。
組件線(xiàn)損計(jì)算場(chǎng)景配置
? ? ? ?以PERC組件參數(shù)為例，210-PERC工作電流假設(shè)為17.31A（一般17-18A左右），182-PERC組件工作電流為13.18A，對(duì)于相同材質(zhì)、相同截面積的電纜而言，光伏電纜及直流電纜上的線(xiàn)損主要由線(xiàn)纜的長(zhǎng)度及流經(jīng)線(xiàn)纜上的電流決定。
? ? ? ?采用集中逆變器的光伏電站，直流線(xiàn)損主要來(lái)自于組串至匯流箱的光伏電纜及匯流箱至集中逆變器的直流電纜，一般情況下，光伏線(xiàn)纜的線(xiàn)損與直流電纜的線(xiàn)損比值在1.5倍左右。
例如某海南?？诠夥娬臼褂?10-PERC單面組件，標(biāo)稱(chēng)功率670W，AC側(cè)的容量為100MW，由32臺(tái)SG-3125集中逆變器組成。其中單臺(tái)逆變器DC側(cè)的容量為4020kW，容配比為1.2864。
? ? ? ?每臺(tái)逆變器由20進(jìn)1出的匯流箱組成，10臺(tái)匯流箱匯流接入逆變器。單串組件串聯(lián)數(shù)量為30塊，組串功率為20.1kW?？偞?dāng)?shù)為200串。
? ? ? 根據(jù)Candela3D設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行陣列布置，并精確統(tǒng)計(jì)電纜長(zhǎng)度。單臺(tái)逆變器4平方光伏電纜的總長(zhǎng)度為16070m，單串平均長(zhǎng)度為80.35m。
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? ? ? 使用182-PERC單面組件，標(biāo)稱(chēng)功率555W，逆變器AC側(cè)的容量100MW，逆變器數(shù)量及型號(hào)與210-PERC保持一致，其中單臺(tái)逆變器DC側(cè)容量為4024.86kW，系統(tǒng)容配比為1.288，每臺(tái)逆變器由10臺(tái)24進(jìn)1,1臺(tái)19進(jìn)1匯流箱組成。單串組件串聯(lián)數(shù)量為28塊，組串功率為15.54kW?？偞?dāng)?shù)為259串。
? ? ? 根據(jù)Candela3D設(shè)計(jì)軟件布置結(jié)果，單臺(tái)逆變器4平方光伏電纜的總長(zhǎng)度為23438m，單串平均長(zhǎng)度為90.49m。
光伏電纜線(xiàn)損計(jì)算結(jié)果對(duì)比
? ? ? ?根據(jù)上述信息，可計(jì)算得到表1，使用210-PERC，光伏電纜使用量較182-PERC組件下降達(dá)46%。
表1 單個(gè)逆變器單元的光伏電纜比較
210PERC與182PERC在系統(tǒng)端的線(xiàn)損比較
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? ? ? 根據(jù)上述信息，可計(jì)算得到光伏電纜線(xiàn)損。使用210-PERC，線(xiàn)纜壓降為5.61V，壓降百分比為0.48%。
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? ? ? 而182-PERC組件為0.56%，因此使用210組件，在STC條件下的線(xiàn)損較182-PERC組件下降了0.09%。
表2 4平方光伏電纜線(xiàn)損比較

210PERC與182PERC在系統(tǒng)端的線(xiàn)損比較

匯流箱直流電纜線(xiàn)損計(jì)算結(jié)果對(duì)比
? ? ? ?由于組件串聯(lián)數(shù)的不同，單個(gè)逆變器的直流接入組串?dāng)?shù)量不同，182-PERC組件一共259串，而210-PERC組件為200串。最終的直流輸出總電流分別為3414A和3462A。
表3 直流輸出總電流比較

210PERC與182PERC在系統(tǒng)端的線(xiàn)損比較

? ? ? ?210-PERC組件使用20進(jìn)1出匯流箱，匯流箱出線(xiàn)電纜截面185平方。182-PERC組件則使用24進(jìn)1出和19進(jìn)1出匯流箱，電纜分別使用185和150平方。
? ? ? 經(jīng)過(guò)計(jì)算，210-PERC組件每臺(tái)匯流箱出線(xiàn)長(zhǎng)度為124.4m，而182-PERC組件的匯流箱出線(xiàn)長(zhǎng)度均折算到185平方以后，平均出線(xiàn)長(zhǎng)度為115.4m。
? ? ? 經(jīng)過(guò)計(jì)算，182-PERC與210-PERC直流線(xiàn)纜的壓降百分比分別為0.304%與0.371%。
? ? ? 由于182組件的總輸出電流較低，直流電纜長(zhǎng)度較短，因此，STC條件下可實(shí)現(xiàn)直流線(xiàn)損下降0.067%。
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表4 匯流箱出線(xiàn)直流線(xiàn)纜線(xiàn)損比較
210PERC與182PERC在系統(tǒng)端的線(xiàn)損比較
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? ? ? ?表5為總的線(xiàn)損比較，結(jié)果表明，STC條件下，210-PERC組件較182-PERC組件在直流側(cè)增加線(xiàn)損0.1548%，而在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下，考慮輻照度影響系數(shù)為55%（經(jīng)過(guò)了PVsyst軟件的驗(yàn)證），線(xiàn)損差值仍在0.085%左右。
表5 直流側(cè)總線(xiàn)損比較
210PERC與182PERC在系統(tǒng)端的線(xiàn)損比較
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小結(jié)
? ? ? ?文章基于集中式電站應(yīng)用場(chǎng)景，分析了210-PERC和182-PERC組件電纜使用量與直流側(cè)電纜線(xiàn)損。
兩種組件均采集中式3125kW逆變器單元進(jìn)行分析，項(xiàng)目地參考海南?？?。并使用Candela3D軟件進(jìn)行線(xiàn)纜長(zhǎng)度的精確統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明：
? ? ?（1）基于地面電站項(xiàng)目場(chǎng)景，對(duì)于210-PERC組件，平均單串光伏電纜的長(zhǎng)度為80.4m，匯流箱出線(xiàn)平均電纜長(zhǎng)度為124.4m。對(duì)于182-PERC組件，平均單串光伏電纜的長(zhǎng)度為90.5m，匯流箱出線(xiàn)平均電纜長(zhǎng)度為115.4m。
? ? ? ?由于210組件的尺寸較大，陣列前后間距較182組件有所增加，因此匯流箱出線(xiàn)電纜長(zhǎng)度要大一些。由于使用的匯流箱規(guī)格不同，210組件使用20進(jìn)1出，182組件使用24進(jìn)1出。因此對(duì)于210組件，平均單串的4平方光伏電纜長(zhǎng)度，要短一些。
? ? ?（2）由于電纜長(zhǎng)度及組件電流的不同，STC條件下，210PERC組件方案較182PERC組件在直流側(cè)增加線(xiàn)損0.1548%，并考慮輻照度影響系數(shù)，組件全年運(yùn)行情況下，182組件整體直流線(xiàn)損可比210組件下降0.085%。
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210PERC與182PERC在系統(tǒng)端的線(xiàn)損比較
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