工商业光伏： 最优线缆选型探讨

前 言

光伏系统中，除组件，逆变器等关键部件是影响发电的主要因素以外，交流线缆也是对光伏电站的整体盈利、安全、高效同样起着重要的作用，本文将针对不同场景下的交流线缆选型进行技经分析。

案 例

光伏容量1.0368MW，使用450W组件，18块/串，共128串，使用8台100K逆变器，组件逆变器的容配比为1.3，光伏组串距离并网点平均距离为250米，假设工厂综合电价在0.8元。

选择导线截面积必须同时考虑四个条件：经济电流密度、安全载流量、电压损失和机械强度。本文将重点分析组串与并网点在固定距离情况下，不同的线缆选型（不同材料、不同规格）结合逆变器的不同距离影响的最终测算收益。

一、交流侧采用铜芯电缆

1.1 逆变器安装位置差异

注：A表示：光伏组串距离逆变器的距离，B表示：逆变器距离并网点的距离

所有方案总线损按照如下计算得出

直流侧线缆损失（方案1）

交流侧线缆损失（方案1）

备注：70平方交流铜线缆价格144元/米，4平方直流铜线缆价格3.2元/米

小结：

1. 根据测算，逆变器反而是安装在靠近并网点的位置，线缆及成本较低。

2. 主要的原因在于高功率组件的应用导致组串数量减少，而交流侧铜电缆的价格上涨得厉害。

1.2 使用更高规格的铜电缆逆变器出线将原先70平方更换为95平方铜线缆

A表示：光伏组串距离逆变器的距离

B表示：逆变器距离并网点的距离

备注：95平方铜线缆价格196元/米，4平方直流铜线缆价格3.2元/米

方案1和方案3，线损差异0.3%，成本差异较大。

小结：

1. 当线缆规格提升一档后，案例中随着距离A的变大，总线损逐渐表大，总线缆成本逐渐变低。

2. 线损变大的原因是因为直流侧线损不变的情况下，不同方案的交流侧线损差异缩至很小最终趋势按照直流侧趋势。

1.3 横向对比差异（逆变器安装位置固定，线缆规格不同）

选取线损差异最大的固定距离

线损差异0.5%，成本差异83200元

年有效利用小时数1000h地区

1）差值发电量

2）差值收益

小结：

年均差值收益3832元，初始成本差异83200元。收益率太低，使用更高规格的线缆有助于发电量提升有限，初始成本增加较大，因此不推荐将70平方铜线缆更换为95平方的方案。

二、 交流侧采用铝合金电缆

2.1 逆变器安装位置差异

注：A表示：光伏组串距离逆变器的距离，B表示：逆变器距离并网点的距离

备注：95平方铝合金线缆价格26.88元/米，4平方直流铜线缆价格3.2元/米

小结：

案例中随着距离A的变大，总线损逐渐表小，总线缆成本逐渐变高。

方案1和方案3线损差异0.4%，成本差异90624元。我们来计算一下增加的投入/产出的情况

年有效利用小时数1000h地区

1）差值发电量

备注：组件首年按照2.5%衰减，其余按照0.5%。

2）差值收益

年均差值收益3066元，初始成本差异90624元,收益较差。

小结：

使用铝合金线缆时，推荐逆变器就近安装在靠近组件的位置。

2.2 使用更高规格的铝合金电缆

逆变器出线将原先95平方更换为120平方铝合金线缆

A表示：光伏组串距离逆变器的距离

B表示：逆变器距离并网点的距离

备注：120平方铝合金线缆价格33.88元/米，4平方直流铜线缆价格3.2元/米

方案1和方案3，线损差异0.2%，成本差异82224元。

小结：

当线缆规格提升一档后，案例中随着距离A的变大，总线损逐渐表小，总线缆成本逐渐变高。（线损和成本趋势与铜电缆上升一个规格后的趋势正好相反）。

2.3 横向对比差异（逆变器安装位置固定，线缆规格不同）

选取线损差异最大的固定距离

95平方和120平方，线损差异0.3%，成本差异11200元。按照不同地区进行技经测算

年有效利用小时数1000h地区

1）差值发电量

2）差值收益

年均差值收益2299元，初始成本差异11200元。约4.8年回收周期。

小结：

在成本可控的前提下，可以考虑将95平方铝合金线缆更换为120平方的方案。

电缆的选型要在实际工程约束条件下（敷设条件及安全性等）选择满足要求的电缆，通过精密的计算选定最合适的电缆方案。