1500V光伏系统经济性分析

一、基本设计方案

为了分析1500V系统的造价水平，采用常规设计方案，按照工程量与传统1000V系统造价做对比。1、计算前提

1)地面电站，平坦地势，装机规模不受土地面积限制;2)项目场址的极端高温、极端低温按照40℃、-20℃考虑。3)选用组件、逆变器关键参数如下表。表1：双面光伏组件主要参数

表2：两类逆变器主要参数

2、基本设计方案

1)1000V系设计方案

22块310W双面光伏组件组成一个6.82kW支路，2个支路组成一个方阵，240个支路共120个方阵，进入20台75kW逆变器(直流端1.09倍超配，背面增益按15%考虑，为1.25倍超配)，组成一个1.6368MW发电单元。组件按照4*11横向安装，前后双立柱固定支架。

2)1500V系设计方案

34块310W双面光伏组件组成一个10.54kW支路，2个支路组成一个方阵，324个支路共162个方阵，进入18台175kW逆变器(直流端1.08倍超配，背面增益按15%考虑，为1.25倍超配)，组成一个3.415MW发电单元。 组件按照4*17横向安装，前后双立柱固定支架。

二、1500V对于初始投资的影响

根据上文的设计方案，对1500V系统和传统1000V系统的工程量和造价做对比分析如下。表3：1000V系统的投资构成

表4：1500V系统的投资构成

通过对比分析发现，与传统1000V系统相比，1500V系统节约大约0.1元/W的系统成本。

三、1500V对于发电量的影响

计算前提：

采用相同的组件，不会由于组件差异造成发电量差异;假设平坦地形，不会由于地势变化造成阴影遮挡;

造成发电量差异的主要基于两个因素：组件和组串间的失配损失、直流线损和交流线损。1、组件和组串间的失配损失单个支路的串联组件数量由22个提高到34个，由于不同组件之间存在±3W的功率偏差，因此1500V系统组件间的功率损失会增加，但无法做定量计算。单台逆变器的接入路数由12路提高到18路，但由于逆变器的MPPT跟踪路数由6路提高到9路，保证2个支路对应1路MPPT，因此组串间的MPPT损失并不会增加。

2、直流和交流线损线损的计算公式Q损=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)直流线损的计算表：单个支路直流线损比值

通过上述理论计算发现，1500V系统的直流线损为1000V系统的0.765倍，相当于减少了23.5%的直流线损。

2)交流线损的计算表：单台逆变器交流线损比值

通过上述理论计算发现，1500V系统的直流线损为1000V系统的0.263倍，相当于减少了73.7%的交流线损。

3)实际案例数据由于组件间的失配损失无法进行定量计算，且实际环境比较负责，因此采用实际案例进一步进行说明。本文采用了第三批某领跑者项目的实际发电量数据，数据采集时间为2019年5月~6月，共2个月的数据。表：1000V与1500V系统发电量对比

从上表中可以发现，在同一项目场址，采用相同组件、逆变器厂家产品，相同的支架安装方式，在2019年5~6月份期间，1500V系统的发电小时高于1000V系统1.55%。可见，虽然单串组件数量增加，会带来组件间失配损失增加，但由于可以减少约23.5%的直流线损，约73.7%的交流线损，1500V系统能实现项目发电量提高。

四、综合分析

通过前文的分析可以发现，1500V系统与传统1000V系统相比，1)可以节约大约0.1元/W的系统成本;2)虽然单串组件数量增加，会带来组件间失配损失增加，但由于可以减少约23.5%的直流线损，约73.7%的交流线损，1500V系统提高项目发电量。因此，可以在一定程度上降低度电成本。根据河北能源工程院院长董晓青介绍，该院今年完成的地面光伏项目设计方案中50%以上选用了1500V;预期全国2019年1500V在地面电站的占有率将达到35%左右;2020年会进一步提高。国际著名咨询机构IHS Markit则给出更加乐观的预测，在他们发布的1500V年全球光伏市场分析报告，指出未来两年内全球1500V光伏电站规模突破100GW。

图：1500V在全球地面电站中的占比预测

毫无疑问，随着全球光伏行业去补贴的进程加快，对度电成本的极致追求，1500V作为一种能降低度电成本的技术方案，将得到越来越多的应用。感谢董晓青、商长征、付国辉对本文的贡献

文章作者：王淑娟