光伏电站解决方案对比分析.docx
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光伏电站解决方案对比分析
光伏电站解决方案对比分析
篇一：
光伏电站解决方案对比分析
国家能源局敲定XX年国内光伏新装机容量达14GW，伴随着光伏电站规划目标的提升，引起了人们对电站设计方案的讨论，特别是针对组串式和集中式这两种光伏逆变器的选择。
相比于国际市场，国内市场以大型地面电站为主，更多的光伏投资商倾向于集中式逆变器，本文主要从逆变器技术方案入手，就两种方案的适用场合及优劣势进行分析。
1.方案介绍
兆瓦级箱式逆变站解决方案：
1MW单元采用一台兆瓦级箱式逆变站，内部集成2台500kW并网逆变器（集成直流配电柜）、交流配电箱等设备，该箱式逆变站箱体防护等级可达IP54，可直接室外安装，无需建造逆变器室土建房。
兆瓦级箱式逆变站解决方案
集中式解决方案：
1MW单元需建设逆变器室，内置2台500kW并网逆变器（集成直流配电柜）、1台通讯柜等设备。
现场需要建造逆变器土建房。
集中式解决方案
组串式解决方案：
1MW单元采用40台28kW组串式并网逆变器，组串式逆变器防护等级IP65，可安装在组件支架背后。
组串式解决方案
2.方案对比
投资成本对比
组串式解决方案：
集中式解决方案：
兆瓦级箱式逆变站解决方案：
备注：
以上价格来源于各设备厂商及系统集成商，此报价仅供参考。
设备（转载于:
小龙文档网:
光伏电站解决方案对比分析）数量均按照1MW单元计算。
可靠性对比
（1）元器件对比
集中式解决方案：
1MW配置2台集中式并网逆变器，单台设备采用单级拓扑设计，共用功率模块6个，2台并网逆变器共12个。
单兆瓦配置设备少、总器件数少，发电单元更加可靠。
另外，集中式逆变器采用金属薄膜电容，MTBF超过10万小时，保证25年无需更换。
组串式解决方案：
1MW配置40台组串式并网逆变器，单台设备采用双级拓扑设计，共用功率模块12个，40台并网逆变器共480个。
功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区。
组串式逆变器采用户外安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化;且单兆瓦配置设备数量多、总器件数多，可靠性低;采用铝电解电容，MTBF仅为数千个小时，且故障后无法现场更换。
（2）应用业绩对比
集中式解决方案：
集中式并网逆变器在大型地面电站中应用广泛，国内目前99%的光伏电站均采用该类型并网逆变器，市场占有率高，认可度高。
组串式解决方案：
组串式并网逆变器在大型地面电站中的应用极少，国内目前只在青海格尔木有4MW的运行业绩，市场占有率低，认可度低。
根据全球最权威的光伏逆变器行业研究机构IHS截至XX年12月的统计，容量在5MW以上的光伏电站中，全球约2%的电站采用了组串式方案接入。
各代表区域市场里面，比例最高的德国市场，采用组串式方案的比例为12%;近年市场容量排名第一第二的中国和美国市场，采用组串式方案很低，比例不到1%。
（3）谐波及环流问题
集中式解决方案：
1MW电站仅需2台并网逆变器，接入双分裂变压器，交流侧无需汇流设备，完全不用考虑环流问题和谐波叠加问题，更加可靠。
组串式解决方案：
1MW多达40台组串式并网逆变器,单台设备在额定功率下的谐波含量远高于集中式逆变器，且40台逆变器并联后，会在并网点造成谐波叠加问题，而且较难抑制。
另外，因交流输出侧采用双绕组变压器，多台设备间的环流问题严重。
篇二：
智能光伏电站解决方案概念详解
智能光伏电站解决方案概念详解
智能光伏电站是以光伏电力变换与电力传输网络为基础，将现代先进的数字信息技术、通信技术、互联网技术、云计算技术、大数据挖掘技术与光伏技术高度融合而形成的新型电站。
它以充分满足客户对光伏电站的高发电量、低初始投资、低运维成本、高可靠性和安全性等需求为目的，在25年生命周期内，实现高收益、可运营、可管理、可演进。
智能光伏电站的显著特征是智能、高效、安全和可靠。
后续我们将围绕着这几点做系列的报道。
本文首先对智能做详细的阐释。
我们怎么理解智能光伏电站中智能化的概念呢？
它又具体表现在哪些方面呢？
简而言之：
就是电站全数字化，在数字化基础上的，实现部件信息的智能采集、信息高速的智能传输以及海量信息的智能分析，从而真正实现光伏电站的智能管理、智能监控和智能运维。
一.全数字化电站
智能光伏电站是全数字化电站，可真正实现“可信、可视、可管、可控”。
其关键设备智能逆变器可实现对每一路组串电流电压等信息的高精度采集（检测精度达到%以上），这些大量精准的数据，通过高速互联网络，传送到光伏电站控制中心进行进一步的处理，实现“可信”与“可视”;由于传送带宽的增加和传输时延的减少（达到ms级），大大提高电站的控制速度，实现“可控”;通过全面的电站管理系统及大数据分析引擎，实现电站的“可管”。
光伏电站数字化后，为未来业务和商业模式创新奠定了基础，如通过移动互联网，用户可以认购指定位置的电池板或者组串，并通过手机App实时获取收益情况。
其次，智能光伏电站采用创新组网方案，打破现有设计束缚，从简化建设，最佳系统性能匹配、简化维护等角度，重新对组件、线缆、逆变器、升压变、监控与数据采集单元等系统部件进行组合优化;减少部件种类，更加标准化，更利于自动化生产;通过工厂预装和接插件安装，减少现场施工成本，提高施工质量。
并打造“可升级、可扩容、可演进”的光伏电站。
当组件技术进步，运行环境发生变化时，利用智能逆变器的软件可远程在线升级，后向兼容设计等特性，无需更换网上运行设备，通过算法升级就能够享受最新的技术成果，最大化重用现有设备。
再次，智能光伏电站具有主动电网自适应技术，利用智能逆变器的高速处理能力、高采样和控制频率、控制算法等优势，主动适应电网的变化，实现更好的多机并联控制，更佳的并网谐波质量，更好地满足电网接入要求，提高在恶劣电网环境下的适应能力。
二.智能运维管理
智能光伏电站可以从时间、空间、设备多层面多维度进行监控、运维、管理、告警，对电站运行问题进行分析、判断、评估、整合，实现快捷简单的运维，给运行人员、检修人员、管理人员等提供全面、便捷、差异化的数据和服务。
例如大数据分析引擎和专家运维系统的引入，基于采集的海量信息，自定义报表，专家分析系统，切片分析，挖掘系统潜力，发现潜在问题，构成经验数据。
及时发现潜在缺陷，挖掘收益提升空间。
通过数据实时采集、云存储和在线专家分析系统，结合光伏电站的地理环境、气候特点、电站规模利用电站采集的数据信息预测发电量等信息，电站可自动健康体检，给出基于收益最大化的维护建议，如清洗建议、部件更换和维护建议等，实现预防性维护;积累长期运营数据，综合分析自然环境，辐照量等环境因素，通过对智能控制单元算法在线调整或软件升级，使电站在不同环境下系统部件运行在最佳匹配状态，实现收益的最大化。
无人机的应用是智能运维中的一个特色。
无人机智能巡检可支持移动巡检，现场问题可结合设备历史数据进行诊断分析，及时发现组件热斑、隐裂、失配等问题，可实时回传视频数据到专家中心，实现信息共享、远程诊断，真正做到早预防、早发现、早解决，避免电量损失及故障发生。
以光伏终端为核心的移动运维也是一个亮点。
该移动运维模式，可以与生产管理系统无缝对接，简化了传统运维模式中大量的手工报表及人工处理环节;同时前后方协同、空地协同运维，后方的专家通过视频实时远程诊断掌握现场的情况、指导一线的工作人员处理故障和问题。
同时借助光伏智能终端实现发电设备资产的便捷录入，支持资产查询和基于资产历史数据的分析;根据资产的运行情况和维护数据，支持对不同批次或不同厂家的设备评估;实现电站一次、二次设备等设备的统一管理，以拓扑图、分层等可视化方式呈现;支持以移动终端的运维方式，查看电站的运行情况和重要数据;结合电站的设备数据、运行数据、运维数据、历史数据和发电预测，支持对电站进行财务评估，提供电站交易的参考。
智能光伏电站最关键的是引入了数字信息技术，通过大数据挖掘和分析、云计算、通信技术等与光伏技术的融合，使得最终实现了智能管理、智能运维、智能监控，光伏电站也真正进入了“智能化”时代!
正如国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰先生所言“将数字信息技术带入可再生能源产业，从具体的产品上实现了两个产业的结合，将极大的促进智能电站、智能电网乃至智慧能源的快速发展，并将为中国从可再生能源大国走向可再生能源强国做出重要贡献。
”
篇三：
光伏发电站分析对比
世界光伏产业发展情况
技术：
晶体硅光伏电池仍然主导光伏发电市场，薄膜电池是未来太阳能电池发展的方向
经过几十年的发展，人们先后研究过数十种材料的光伏电池。
当前国际上最新的研发热点主要集中在低成本、高效率、高稳定性的光伏器件和光伏建筑集成应用系统等方面，并已取得了可喜的成果。
但是，在光伏器件及制造技术方面，自光伏电池问世以来，晶体硅就作为基本的电池材料一直保持着主导地位，是目前国际光伏市场上的主流产品，XX年占世界光伏电池产量的80%
以上。
其实验室效率，单晶硅电池最高可达%，多晶硅电池最高可达%，工业化产品效率一般在13%~15%。
各种晶体硅电池技术发展情况如下：
1）澳大利亚新南威尔士大学多晶硅电池效率突破%；
2）日本京都陶瓷公司多晶硅电池效率达到%（×）；
3）澳大利亚新南威尔士大学高效单晶硅电池效率已达%；
4）德国ASE公司片状晶体硅电池效率为%；
5）美国AstroPower（AP）公司的带状多晶硅电池效率为%；
6）日本三洋公司的HIT晶体/非晶硅复合电池效率达18%；
7）美国、日本、德国多晶硅铸锭240kg/炉，已能规模化生产。
晶体硅太阳能电池的成本一般在2~3美元WP/，销售价格在3~4美元/WP。
预计晶体硅太阳能电池的主导地位在相当长一段时期内，还将会继续保持。
由硅材料加工出适合制造电池的硅片，要采用大容量的晶体生长或铸造装臵和价格昂贵的多线切割机，因而硅片成本较高。
研究人员正在探索用切薄硅片、扩大平面晶体或者使用聚光等方法，力争把硅片的成本降低到美元/WP。
据预测，在今后5~10年间利用这几种方法有望把硅片的成本降低到1美元/WP，并将在15~20年间将进一步降低到接近美元/WP，这样，所生产的光伏电池组件的成本，就会从目前的3美元/WP降低到美元/WP。
随着光伏市场的发展，10年后光伏系统的价格将会降低到6美元/WP，30年之后可以进一步降低到接近3美元/WP。
为实现这样的设想，高效率、低成本晶体硅光伏电池的研究开发是必需的。
薄膜电池是在廉价衬底上采用低温制备技术沉积半导体薄膜的光伏器件，材
料与器件制备同时完成，工艺技术简单，便于大面积连续化生产；制备能耗低，缩短了回收期。
太阳能电池实现薄膜化，大大节省了昂贵的半导体材料，具有大幅度降低成本的潜力，是当前国际上研究开发的主要方向。
目前已实现产业化和正在实现产业化的有多晶化合物半导体薄膜电池（碲化镉、硒铟铜）、非晶硅薄膜电池，还有很有发展前景目前尚处于探索阶段的多晶硅薄膜电池。
据估计，薄膜电池的生产成本可以随着其生产规模的扩大而降低，一旦技术上有重大突破，其成本可以降到1美元/WP以下。
英国、美国和德国都在着手建设100MW规模的薄膜太阳能电池生产线。
估计到2020年薄膜太阳能电池的市场份额在整个市场中的比例将超过50%。
产业：
近几年一些国际财团参与到光伏发电产业中，加速了光伏电池的产业化步伐
光伏发电发展的初期主要是依靠各国政府在政策及资金方面的大力支持，现在已逐步商业化，进入了一个新的发展阶段。
光伏发电的市场前景吸引了一批国际知名企业或企业财团介入光伏电池制造业。
在20世纪90年代以前，介入光伏电池制造业的国际著名企业只有西门子，而现在进入该领域的大财团有荷兰壳牌石油公司、英国石油公司和美国阿莫科石油公获悉，司、阿科石油公司以及日本的京都陶瓷、夏普集团等，并且很快成为光伏发电领域的超级集团。
XX年夏普的产量达，居世界首位；京陶达42MW，居世界第二位；BP达41MW，居世界第三位；超过了具有20多年生产和经营光伏发电技术经验的西门子太阳能集团，成为光伏发电领域的龙头企业。
这些大公司的介入，使产业化进程大大加快。
预计今后10年光伏组件的生产将以每年增长20%~30%甚至更高的递增速度发展，到XX年将可能达到4
600MW/年的生产量，总装机容量将可能达到18GW。
市场：
由作为边远和农村地区的补充能源，向全社会的替代能源方向过渡光伏发电产业自20世纪80年代以来得到了迅速发展，平均年增长率达到15%，近几年更出现供不应求的局面，其发展更加迅速，成为全球增长最快的高新技术产业之一。
到XX年底世界累计安装的光伏发电系统总容量超过了1300MW，光伏市场的结构为：
36%用于为住宅、村庄和泵水系统供电；35%用作通信
设备和远程设备的电源；24%用于并网发电；5%用于为计算器、手表和其它小型产品供电。
近年来，世界光伏市场发生了很大变化，开始由主要为边远农村地区和通信设备、气象台站、航标灯等特殊应用领域解决供电问题，逐步向并网发电和与建筑相结合的常规供电方向及商业化应用方向发展。
目前世界上已经建成了10多座MW级的光伏发电系统，光伏发电技术和其它可再生能源技术一样成为全球减排温室气体的重要技术手段。
例如德国近年来并网发电光伏组件的安装容量达到33MW，其中仅1997年一年安装的光伏组件就达10MW。
到1995年，美国并网发电的光伏系统，已达到12MW的装机容量。
全世界已有6个MW级的联网光伏电站，最大的一座容量为。
世界各大公司纷纷制定和实施扩大规模的计划，总计新增光伏组件生产能力达/年。
可以说，光伏发电技术及其产业正在腾飞。
2我国光伏产业发展情况
技术：
光伏电池技术不断进步，与发达国家相比有差距，但差距在不断缩小我国的光伏电池技术是从60年代发展空间用太阳电池开发起步的，地面用光伏电池的生产是从1970年代初开始，主要的低成本技术及生产能力则在80年代中期建立起来。
经过十多年的努力，我国光伏发电技术有了很大的发展，光伏电池转换效率不断提高，目前单晶硅电池实验室效率达20%，批量生产效率为14%，多晶硅实验室效率为12%。
到1999年，我国光伏电池的主要产品是单晶硅电池和非晶硅电池，多晶硅电池只限于实验室和中试产品，但在XX年之后，多晶硅产品逐步走出实验室，开始形成规模生产，目前批量生产效率为11%。
与发达国家相比，技术差距在不断缩小。
产业：
XX年以后，我国光伏产业又一次进入快速发展期，但整体发展水平仍然落后于国际先进水平，参与国际竞争有一定的难度
我国光伏电池生产线的建立有两个高峰期，其一为80年代，共引进7条总计
的生产线，这些生产线规模小，技术为国外60、70年代的水平，设备陈旧，加上硅片等原材料供应不足等原因，这些生产线开工不足的情况普遍存在。
1999年以后我国进入又一光伏电池生产线建设高峰期，新建的光伏电池生产企业有无锡尚德、保定英利、浙江中意、上海国飞、天津京瓷等，生产线规模在2
~10MW，技术先进，并且浙江、保定已经开始多晶硅太阳电池的生产，市场上形成了单晶硅和多晶硅两种主打光伏电池产品的局面。
此外，一些光伏电池的老企业包括云南半导体、宁波太阳能电源等也新上了几条规模均在几个MW、技术较为先进的生产线。
XX年国内光伏电池的生产能力约20MW，但光伏组件的封装能力约50MW，远大于光伏电池的生产能力。
虽然到XX年底，我国已有近20MW的光伏电池生产能力，但实际生产量仅为4MW左右，占世界光伏电池实际生产量的1%左右。
生产能力不能充分发挥的主要原因是，生产线规模偏小、产品价格偏高等。
这10多家光伏电池制造厂，总的规模仅相当于国际上一个中等规模生产厂的水平，平均每个企业实际年产量只有500kW左右，不足以维持正常的生产，更谈不上提高质量和降低成本。
尽管在XX年企业发展速度加快，但是由于规模小和技术等原因，在XX~XX年国家实施的总装机容量20MW的“送电到乡”项目中，国内生产的光伏电池的应用量不足10%，错过了这一市场时机。
造成这种局面也是由于投入不足，既缺乏政府扶持，也缺乏大企业的投入。
而国外光伏电池的主要业主是传统能源大公司，如石油财团或发电设备制造企业等，而我国参与这一行业的都是新建企业和小型企业，在技术水平和资金投入方面很难参与国际竞争。
市场：
近期内我国光伏发电市场仍将是为无电地区供电为主，有一定的市场潜力，但也有局限性。
XX年及以前，我国光伏产品的年销售量均保持在3~4MW，其中单晶硅产品占80%，非单晶硅产品占20%。
XX年，送电到乡项目使市场年销售量猛增到20MW，光伏系统保有量达到40MW左右。
从市场份额上看，光伏发电在XX年前的主要应用领域是：
通讯行业占40%~50%，农村电气化行业（主要包括户用光伏系统和乡村级光伏电站）占40%左右，其它领域占10%左右。
但XX年当年农村电气化领域的市场份额占到85%以上。
1）户用光伏系统：
户用光伏系统和独立光伏电站是解决我国边远无电地区居民和社会用电问题的重要方式。
到XX年，全国累计推广10~100Wp的户用光伏
发电系统近30万台，光伏电池组件总功率6
MW左右，其中10~20WP的小系统应用较多。
随着边远地区经济发展和农牧民收入水平的提高，户用光伏系统存在一定的市场潜力。
2）独立/村级光伏电站：
几个千瓦到兆瓦级的独立光伏电站具有质量稳定、维护方便、安全可靠、故障率低等优点，适用于人口相对集中的无电县、乡、村，预计到XX年底，小型独立光伏电站的总容量将达到20MW。
3）并网光伏发电系统：
对于联网的光伏发电系统，由于在电网覆盖的地区，光电应用成本太高，目前没有竞争力，因此我国只在1997目前，除了通信等专业化应用的场合之外，国际光伏发电系统的市场主要是依赖政府政策营造的，例如发达国家的屋顶计划和对外援助行动，主要以政府资金拉动光伏发电系统的市场。
而我国的光伏发电系统市场主要是特殊需要和无电边远的农牧业地区需要。
我国尚有大约2
000多万人口的农牧民生活在无电的农牧区，60%的有电县处于缺电甚至严重缺电状态，主要分布在西北和西南等地区，这些地方通电率低的原因在于：
①
地广人稀，用电水平很低（人均年用电量仅为120kWh），农村输配电网难以建立；②经济条件差，电力建设资金严重匮乏；③
气候、交通条件差，电力建设施工和运行管理困难。
而另一方面，大部分无电地区太阳能资源丰富，是光伏发电的主要市场之一，开发潜力大，如果有50%的农村无电户利用光伏发电系统来解决用电问题，每户平均使用20W，则光伏发电系统的总需求量即可达120MW。
如果达到初级电气化的水平，则每户需要100W，总需要量将为600MW。
据测算，在距电网距离大于20km，供电负荷小于10kW的地区，光伏发电具有竞争力。
因此，尽管光伏发电系统价格昂贵，应用地区自然条件恶劣，但在这些已经有50多家从事太阳能光伏发电系统销售的企业，他们大多数为民办企业。
XX年9月，世界银行/全球环境基金“中国可再生能源发展项目”正式启动，该项目的主要活动内容之一是利用2
550万美元的赠款支持在内蒙古、甘肃、青海、新疆、四川西部和西藏等六省区
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