思考：政策调整下的光伏系统设计

在过去的2015年，光伏市场可以用火爆来描述，根据国家能源局发布的统计数据，15年光伏新增装机容量1513万千瓦，完成了2015年度新增并网装机1500万千瓦的目标，占全球新增装机的四分之一以上，占我国光伏电池组件年产量的三分之一。中国已经成为了全球最大的光伏市场。但是，就是在这样的利好形势下，国家也在采取调控措施，踩踩刹车，以给这个市场降降温度，最为明显的就是调低了上网电价。国家发改委2015年底公布了发改价格[2015]3044号文件关于完善陆上风电光伏发电上网标杆电价政策的通知，在我国一类，二类和三类光伏资源区，电价都有不同程度的降幅，一类地区从0.9元调整到了0.8。二类地区从0.95调整到了0.88，三类地区从1元调整到了0.98。

图1 2016年光伏上网电价调整

电价的下调，影响是多方面的，最为直接的影响就是对于光伏EPC或者电站投资的企业而言，要控制好自己的度电成本，如果要保持或者最大化收益率，只有在光伏资源选取，EPC成本方面进行仔细的选择和优化，方可保持一定的竞争力。本文不在于评论政策，分析企业的商务策略，而是从电站的设计方面，来探讨在新电价政策下，如何降低企业EPC的度电成本。

当前，光伏土地的综合利用，集约化利用是要重点考虑的方面之一。过去几年，由于光伏电站突飞猛进式的发展，光伏好地，如接入距离短、平地、荒地、辐照量好等方面好的地越来越成为了稀缺资源，各地方政府对土地的控制也越来越严格，要求的门槛越来越高。例如山西的煤矿塌陷区1GW光伏整体规划，要求入围企业有相当的业绩，所采用的技术有领先性，所以成为了不是谁都可以拿到额度的。

对于电站投资商或EPC商而言，首先要加大土地的集约化利用，从设计角度，提高装机容量，提高单位土地的功率密度。提高土地利用率的情况下，会提高电站的发电量，从而增加收益，提高收益率。除了提高土地的利用率以外，在光伏选址的时候，要考虑资源的综合利用，提高资源的综合产出率，也是路径之一。例如，光伏牧业，光伏农业，渔光互补等形式，就是把传统产业的效益和光伏的效益进行一个互补和提升。过去，单独的农业，牧业，渔业的经济效益到达了一个瓶颈，通过和光伏发电的结合，叠加了光伏卖电的收入，综合经济效益提高了。特别是随着光伏市场的蓬勃发展，农光互补等新型应用得到了从国家到地方的政策扶持，2014年9月4日国家能源局发文明确：中低压35千伏以内并网、20兆瓦以下的农业大棚和渔光互补项目将被列入分布式光伏电站的项目范围，享受地面电站的标准上网电价。这样的政策，无疑使很多的企业感觉利好，纷纷上马光伏农业。据不完全统计，截至2015年底，我国规模较大的光伏农业大棚已经达到400多个。而且，这样的农光，渔光等形式的综合利用项目，往往都位于经济相对好一些的地方，除了自用一部分以外，电网的消纳能力也比西北更好，所以比起西北地区，电价下调，限电严重的情况，综合利用的模式，有助于化解这样的不利因素，一定程度上提升项目的综合收益率。

除了光伏电站选址方面，更重要的降低成本的措施，来自于系统设计，设备选型，电站运维等方面。当然这些方面的成本降低，不是以牺牲电站的质量为代价的，电站质量的降低，本质上影响到的是电站的发电量和收益，是不可取的。首先我们谈谈设计方面，应该说，设计可以优化的空间是有的，例如DC/AC比，提高光伏的装机容量，或者减少逆变器数量，都可以提高DC/AC比，增加光伏组件的装机容量，可以提高发电量，减少逆变器的数量，可以节省成本，本质都是提高电站的收益率。对于组件的摆放，目前国内大部分采用上下2排，竖方的方式，这样的方式，相对于3排，横放，更容易受到遮挡的影响，早上和傍晚，采用这样排布的光伏电站不可利用率高。据国外使用经验，通常横放的组件，高于竖放3%的输出功率。同样，电缆的损耗和使用量，也是优化设计重点要考虑的，通常电缆的敷设量，和阵列的排布有关，和串并联走线有关，和地形地貌有关，和逆变房的位置有关。合理的电缆敷设，应该根据场区的地形地貌，按照光伏阵列的布局，逆变房的位置，优化电缆，特别是光伏专用电缆的敷设量，同样，电气单元集成度的提高，也有助于减少电缆的使用量。例如目前采用1MW的集装箱式的逆变单元较多，这样4MW的单元，要用4台，而且这四台逆变器要位于不同的位置，通常位于每个MW单元的中间，如果采用单个4MW的逆变单元，则4MW公用一个逆变器逆变单元，所使用的电缆，特别是从汇流箱到逆变器的电缆数量少。同时，集成了直流配电单元的逆变器，要比用直流柜的方案，要节约直流电缆，同样，4MW的集装箱方案，也可以节约汇集线路，节约电力电缆的使用量。

在设备层面，有许多新技术，包括日益成熟的技术，可以应用进来，以提高系统效率，降低单瓦成本。直流方面，1500V直流系统，可以有效降低直流电缆损耗，提高系统效率。这方面有一些EPC厂家和逆变器厂家已经做了有益的尝试。协鑫在阜宁东沟30MW农光互补光伏电站中采用了1500V直流系统，在不增加电缆造价的情况下降低了光伏电站直流侧线损约30%，提高了整个光伏电站系统效率约0.4%。阳光电源国内首个1500V光伏发电系统示范项目——格尔木阳光启恒新能源格尔木市30MW光伏并网发电项目已经正式并网发电，据阳光电源声称，1500V可提升1%-2%系统效率。由此可见，这个技术，的确有利于提高系统效率，从而提升系统发电量，而且也可以降低系统EPC的成本。

对于提升电站收益率，最为重要的一个环节就是组件的选型。在过去的2015年，单晶组件出货量和安装量有较大的增长。进一步的提升了单晶组件的竞争力。而且2015年能源局发布的光伏领跑者计划中，要求单晶组件效率达到17%以上，多晶组件达到16.5%以上，对应的组件功率单晶60型275W，72型330W，多晶60型270W，72型325W。单晶效率相比多晶，降低电站投资成本：可在3年内使组件全成本降低0.265元/W，EPC成本降低0.393元/W，越来越多的电站，在选用单晶组件，选择单晶组件也是适合当下电价下调，对电站质量要求越来越高的大环境下的一个选择。中兴能源在巴基斯坦地面电站选用单晶组件，比多晶组件发电量可以提高2%以上，综合成本和多晶基本持平。

在电价下调，限电严重的环境下，所有的EPC和电站投资企业，都要从各个方面去想办法，提升电站的质量，提高电站的发电能力，降低发电的成本。中兴能源在光伏电站投资建设方面有丰富的经验，积极参与光伏领跑者项目、行业先进技术标准的制定，严格把控电站的质量，不断优化电站的设计，走一条稳健，可持续的发展之路。

韦安，工学博士，现就职于中兴能源有限公司，毕业于中科院自动化研究所，IEEE Member。在国内外学术期刊发表论文数十篇，拥有专利，软件著作权多项。主要研究方向包括智能控制、光伏新能源、人工智能等领域。

文章作者：韦安 博士