隨著光伏行業(yè)的迅速發(fā)展，在光伏電站系統(tǒng)設(shè)計，尤其在大型工商業(yè)光伏電站和地面電站中，如何降低系統(tǒng)投資成本，提升投資收益，成為光伏電站系統(tǒng)設(shè)計和優(yōu)化的主要目標(biāo)之一。

其中關(guān)于組件容量和逆變器容量的配比和應(yīng)用也越來越受到“光伏人”的關(guān)注。今天我們將從系統(tǒng)設(shè)計和投資收益的角度對組件超配進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

01超配原因

超配的定義

1.容配比：光伏組件功率/逆變器額定功率

2.組件超配：光伏組件的容量≥逆變器額定容量

3.逆變器的超配能力：最大光伏組件容量/逆變器額定容量

超配的原因

1.光照資源差異

每個地區(qū)的光照資源有差異。

中國太陽能資源分布圖

2. 損耗-組件側(cè)/直流側(cè)損耗

組件的實(shí)際功率 一般比峰值功率要小的多；比方說組件標(biāo)稱最大功率為380Wp，是在標(biāo)準(zhǔn)測試條件（STC）下測出的。- 1000W/m2，電池溫度25℃。

那么我們要考慮：

1）當(dāng)?shù)氐妮椪涨闆r，溫度；

2）安裝方式、組件朝向；

3）光伏陣列的失配 ，包括灰塵、異物、遮擋；

4）直流線損；

5）組件的衰減。

實(shí)際上你到逆變器的直流輸入功率就沒有那么多了。

3. 損耗-逆變器效率

當(dāng)輸入電壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)電壓，先是要boost升壓，這個時候要損失效率。升壓單元之后就是逆變單元，逆變器逆變時也會損失效率。目前這部分效率較好的單相機(jī)可以控制在97.5%，三相機(jī)可以控制在98.0%以上甚至99.0%。

逆變器的屏幕、LED燈、散熱風(fēng)機(jī)、拓?fù)潆娐范紩碾娔?，所以到交流?cè)的交流電也是要計算逆變器部分的損耗的。

綜上所述：在光伏系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，存在一系列影響整個系統(tǒng)發(fā)電效率的因素，如光照不足，組件失配，線路損耗等。系統(tǒng)損耗可達(dá)8%~13%。所以，在僅考慮系統(tǒng)損耗的情況下，合理的容配比應(yīng)該在1.1：1左右。

超配設(shè)計要關(guān)注逆變器的最大輸出是否有1.1倍長期過載輸出能力 ；固德威GW80k-MT 額定輸入是80kW，最大輸出是88kW。如果接90kW的組件，按照最大輸出來算，超配1.125; 在輻照較差的地區(qū)，完全可以接到100kW。

4. 逆變器具備過載能力（超發(fā)能力）

逆變器的過載能力也和環(huán)境溫度有關(guān)系，我們固德威的逆變器在環(huán)境溫度低于45度的時候，可以最大1.1倍交流輸出，50度的時候交流輸出為1倍。

02超配意義

降低系統(tǒng)成本，提升系統(tǒng)發(fā)電量

以山東地區(qū)10MW項目為例，提高超配比例可以減少組串?dāng)?shù)量，減少直流電纜，減少逆變器臺數(shù)和對應(yīng)的交流電纜成本。

以山東地區(qū)10KW戶用項目為例：

主動超配：在綜合考慮系統(tǒng)損耗和投資成本各項因素（包括組件價格，并網(wǎng)電價補(bǔ)償，安裝成本，公共電網(wǎng)電價等）之后，在特定年限內(nèi)，通過主動延長逆變器滿載工作時間，在增加的組件投入成本和系統(tǒng)發(fā)電收益之間尋找平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)LCOE最小，這就是光伏系統(tǒng)主動超配方案設(shè)計思路。

提高組件超配比例，在系統(tǒng)發(fā)電收益增加同時，系統(tǒng)建設(shè)成本、運(yùn)維成本、資產(chǎn)折舊（包括組件衰減等）等成本都在增加。最優(yōu)的容配比是能夠在增加的投入成本和系統(tǒng)發(fā)電收益之間尋找平衡點(diǎn)。

03超配設(shè)計

超配區(qū)間選定

前面提到的某項目，大家如果注意看的話，會發(fā)現(xiàn)第三張曲線圖，實(shí)際上逆變器接18串時，逆變器就可能限發(fā)，由于光伏直流側(cè)存在一定的損失以及逆變器自身的損失等，逆變器仍可適當(dāng)提高容配比，使整個光伏系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)化，并可減少逆變器安裝臺數(shù)。

在光照條件較好時避免造成逆變器過載造成發(fā)電損失，雖然提高容配比發(fā)電量有損失，但節(jié)省的逆變器成本比損失的發(fā)電量成本更大，結(jié)果表明，在19串的接法下，容配比達(dá)到最優(yōu)。

這里涉及到另外一個問題：機(jī)器性能和壽命。按照固定最大電壓計算得出的結(jié)果只是機(jī)器本身硬件支持的最大接入功率，然而超配比例越高，機(jī)器滿載工作的時間越長。

在長時間滿載運(yùn)行環(huán)境下，機(jī)器內(nèi)部的溫度提升會超出預(yù)計，尤其在高溫天氣會散熱不良的環(huán)境下，由此可能導(dǎo)致以下問題：

A. 機(jī)器過溫降載

B. 機(jī)器內(nèi)部元器件老化加速因此，從較長時間考慮的話，組件超配比例過高會整個系統(tǒng)的發(fā)電效益。

由此可以看出，逆變器直流端的超配能力應(yīng)該是在溫升測試，老化測試以及壽命測試的基礎(chǔ)上給出的一個不影響機(jī)器正常使用壽命的比例值。

04總結(jié)

1.光伏電站的超配設(shè)計，可以有直流側(cè)超配、交流側(cè)超配以及交直流組合超配，以達(dá)到降低光伏電站的造價的目的。在棄光和限發(fā)損失方面，既有逆變器限發(fā)損失，也有按并網(wǎng)點(diǎn)最大功率限制的限發(fā)損失。

2.具體項目具體分析，超配設(shè)計要與當(dāng)?shù)毓赓Y源情況、地理條件、設(shè)備選型、系統(tǒng)損耗、工程造價、上網(wǎng)電價、限發(fā)情況等各種因素有關(guān)，需要經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。

3.譬如雙面組件可適當(dāng)降低容配比。

容配比是非常重要的設(shè)計優(yōu)化對象，以上列舉的幾大因素僅供參考，具體容配比的設(shè)計還需要根據(jù)不同的應(yīng)用場景，因地制宜，一站一測，并考慮周全，既考慮發(fā)電量最大化、又要考慮長期的運(yùn)營收益，并盡可能取得實(shí)際的環(huán)境數(shù)據(jù)、組件衰減情況、逆變器的性能等，避免后期投入運(yùn)行后，實(shí)際表現(xiàn)與期望值產(chǎn)生較大的偏差。