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3步降低光伏电站度电成本
+ 发布时间:2021-10-14

2021年上半年光伏新增装机容量13.01GW,至此,全国光伏发电装机容量达268GW。伴随着“3060碳达峰碳中和政策的实施,整县推进项目随之在全国范围铺开,又一次大规模的光伏建设周期到来,之后这几年光伏将进入下一个飞速发展期。

与此同时,之前建设并网的光伏电站,也开始进入稳定运营阶段,甚至早期建设的光伏电站已经完成了成本回收。


投资方的目光也从前期的投资开发建设逐渐往后期运营转变,光伏电站的建设思路也从前期投资建筑成本最低慢慢转变为全生命周期内度电成本最低。这就要求对电站的设计、设备选型、建设质量以及运营支路把关越来越重要。


光伏电站平准化度电成本(LCOE)现阶段越来越被重视,尤其是现在平价上网时期。



从最近几年光伏的大力发展中可以看出,光伏电站的开发建设成本中的BOS成本已经被压缩到了极致,可下降的空间十分有限。从以上LCOE计算公式可以看出,要降低LCOE,只能从降低建设成本、提高发电量以及降低运营成本三个方面入手。


一、降低建设成本


光伏电站的建设成本中融资成本、设备材料成本和建设施工陈本占主要成份,设备材料的单价目前已经在市场的竞争下被压缩到了极致,那只能从减少使用设备材料的角度来降低建设成本。



采用高电压、大子阵、高容配比的设计方案来降低系统建设成本。高电压可以提高线路的载流量,同规格线径电缆在1500V系统能中比1100V系统输送容量1.36倍,可以有效的节约电缆使用量。


采用大子阵、高容配比的设计方案,减少整个项目的子阵数量可以有效的节约光伏区箱变的使用量及安装量,从而降低系统建设成本。例如一个100MW电站进行不同容量子阵和容配比的比较,如下表:


由上表可知,在相同的容配比下,大子阵的方案使得整个项目子阵数量更少,更少的子阵数量可以节约箱变的使用量以及相应的施工安装量;在相同的容量下,高容配比方案同样可以减少子阵数量从而节约逆变器及箱变的数量。故在光伏电站的设计中,应根据光照、环境温度、项目地形等因素尽可能的提高容配比以及使用大子阵的方式。


在地面电站中,现阶段主流机型位225kW组串式逆变器和3125kW集中式逆变器,组串式逆变器的单价略高于集中式逆变器,但是采用组串式逆变器集中化布置的优化方案,可以有效减少交流电缆的使用量,减少的交流电缆量完全可以抵消组串式和集中式逆变器的差价,见下表成本分析。




从上表分析可以看出,组串式逆变器集中布置,相比传统的分散布置能降低BOS成本0.0541/W,相比集中式逆变器方案降低BOS成本0.0497/W。可见组串集中化布置方案能够明显减低BOS成本。对于今后的300kW+组串式逆变器,集中化布置的降本效果更为明显。


二、提高发电量


如何提高光伏电站的发电量成为降低LCOE最重要的环节,从初期的系统设计开始,光伏系统设计时应从提高PR值的角度进行方案的确定,从而提高了发电量。后期就需要运维方面来保障光伏电站的健康运行。


影响光伏发电系统的PR值的因素主要有环境因素和设备因素。由于环境因素的影响,组件的倾角、组件温度特性变化、逆变器的转化效率等都直接影响光伏系统的PR值。在温度较高的地区选择低温度系数组件,在温度较低的地区选择高温度系数组件可以提高因组件温升带来的效率损失;选用组串式逆变器的高转换效率、多路MPPT等特点提高DC/AC的转换效率。


在使用最佳倾角计算好前后排间距后适当减少组件安装角度3~5°,可以有效地提高冬季光照时长。如图所示:



冬至日最佳倾角下无遮挡前后排间距

冬至日非最佳倾角下无遮挡前后排间距


通过PVSystem模拟,选取最佳倾角26°的地区进行演示:



从上图可以看出,最佳倾角26°并非最优倾角,22°才是最优倾角,若按26°最佳倾角计算出前后排间距,然后支架按22°设计,这样在不产生弃光的情况下可以有效的增加冬季光照时长,从而增加发电量。


充分利用智能运维平台,运维阶段定期巡检,设备定检,采用先进的大数据分析系统、IV诊断系统等功能快速定位故障区域故障设备,提高运维效率,保障设备的健康运行。


三、降低运营成本


光伏电站运营阶段的主要成本涉及运维人员工资、设备维护费用、电费增值税这几个主要部分。


运维人员工资支出的控制可以从人员配置结构上进行优化,保证12名技术专业十分过硬的运维人员的加入,建设实用可靠的数据分析系统,采用科学的手段和管理制度,实现智能运维,不仅可以减少普通运维人员的数量,并且能够提高运维效率,降低运维成本,真正实现开源节流、事半功倍,最终做到少人值守,无人值守。


设备维护费用方面的节约,首先就得从项目建设期进行把关,选用知名品牌、易于维护的电气设备产品,例如选用GIS、组串式逆变器等基本免维护的产品。对电气设备、电线电缆定期做设备校验,发现潜在问题,及时进行维修、更换。减少设备大修或杜绝设备更换的费用。


电费增值税进行合理节税,平时做好财务管理,合理利用建设期、运维期的进项税进行抵扣,尤其是运维期间零零散散的支出,单笔金额不大,但总量不小,一定要取得增值税专用发票进行电费增值税的抵扣,从一点一滴中合理降低电费增值税,节约陈本。


运营成本的降低设计电站全生命周期的方方面面、点点滴滴。很多不起眼的地方往往容易被忽视,积少成多就给运营期间造成不小的损失。



在如今平价上网的模式下,没有了补贴的收入,降低LOCE成了实现提前回收成本实现盈利的重要手段。对于LCOE来说,从刚开始的建设到运营结束,是整个光伏电站全生命周期的概念,那么,让发电量更高,建设成本和运维成本逐步下降,才是我们追求的最优LCOE


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