1500V高效光伏发电系统应用与展望

这是大家比较熟悉的，目前来说国内光伏发展是非常的迅猛，目前在2014年国内累计装机容量排在第二，当时光伏应用的还比较小，但是经过几年的发展，中国在光伏应用已经排在了前面，今年的话肯定是会上升为第一位，中国无论从光伏产业还是光伏应用都是全球排在第一位的大国。给我们带来的是机会也是挑战，我们装机容量越大，国家需要补贴的经费就越大，导致产业链只赚吆喝不赚钱，这也是我们的痛楚。我们希望有一些新的技术方案，能够使我们整个光伏发电成本降低，效率能够提升，使光伏发电真正的经济性更早到来。光伏发电成本还比较高，在2011年的时候国家有一个光伏发电路线图的计划，当时预计在2014年可以达到工业用电的平价上网，2017年达到生活用电平价上网，到2020年可以实现发电平价上网，从今年来看，这些目标都没有达到。虽然说光伏发电系统成本下降是非常快的，但是电价提升并没有这么快，也是与全球经济周期就是我们对电力消耗息息相关，可能我们国家特别是电价受政府控制，特别是电价不会每年调整，使我们电价上升速度没有那么快，使光伏平价上网时间往后延了。

光伏发电是降低成本和提升发电量，肯定是光伏平价上网最重要的两个方面，降低成本好说，组件降低成本空间非常大，现在到了慢慢放缓的阶段。其次逆变器，我记得我们2009年的时候逆变器每瓦卖到2元，今天每瓦卖到0.2元，再下降的话，也相对没有那么快。支架属于金属部件，降低成本不是很大。其次在发电效益就是发电量提升上，还有一些空间，我非常有印象的是我们最近和一个老专家在公司讲课的时候，提到国家一些节能项目往往很多是注重设备自身的效率提升，但是更应该关注在电力传输的全流程去考虑，而不是专门针对某一个设备本身的效率，同样我们光伏发电也是这样的问题。我们可以看到光伏发电存在效率，发电量下降，各个环节都存在一些因素，从浮躁度，包括一些遮挡、灰尘会到来发电量降低。从组件本身的一些衰减和组件参数分散性，也会带来组件失陪导致发电量下降。还包括MPPT、逆变器等是否做的好，都会影响到发电量的因素。我们希望从整个全流程来思考这个问题。

在整个光伏逆变器系统方案上来说，变化非常快，在整个1000V系统中我们做了哪些东西，包括最早的用集中式逆变器在大型光伏电站，到近两年华为进了以后做了一些组串式大型光伏发电站，做到了分散的MPPT跟踪，减少组串式适配来提升发电量。还有就是集中式逆变器也开始由传统单一MPPT演进到4路的MPPT系统，这是提升效率的有效手段。我们公司也是在2013年做了一款新的产品，集中组串式、集中式的一些优势，做到的MPPT分散式，在传统汇流箱里面，每个汇流箱是增加了4个MPPT控制，就是我只需要4路组串接入一个MPPT控制器进行MPPT跟踪。不但降低了系统的成本与组串光伏发电相比，而且的话提升了发电效率，因为在直流侧传输电压上提升了，从汇流箱出来就是800V左右的电压进行传输，原来的集中式可能工作电压点在600V。还有交流侧输出，到500V左右交流侧传输，原来是315V传输，整个光伏发电系统的效率乐了提升。右边的图，大家可能比较熟悉，这是一个集成预装光伏逆变站，带来成本的降低。在1000V系统下，我感觉把比较优的方案进行了应用，未来再要降低成本，提升发电量的路径在哪里，就是1500V是否可以替代1000V，进一步提升电压等级，一方面降低了传输的损耗，另一方面是可以做到更大的方阵。比如原来是1兆瓦，现在可以做到2兆瓦，越大单位成本就越低。这样的话，也和我们光伏电站发展相关，最早的话在云林是10MW电站，2011年出现50MW电站，2014年已经出现500MW电站。光伏电站越大，需要的光伏逆变器光伏方阵发电容量也就越大，基于经济性的考虑，所以需要大功率的需求。我们1000V系统如果再用到比较大方阵来说，由于方阵布置面积非常大，导致直流侧线损越大。

1500V光伏系统的应用方面，我们最主要的和原来的差别仅仅是逆变器的替换，原来是1000V，替换成1500V，电池组件串联数由原来22变到32、34，输出电压的话提升了，就是到500V、540V，还有MPPT跟踪，工作电压范围也相应提高了。如果是简单的改的话，也是可以带来一些效益的。光伏组件、支架这块没有太多的差异，在其他有差异的部分，最主要的是汇流箱，我们可以看到汇流箱，电压提升了，单个所使用的汇流箱数量减少了，汇流箱数量减少到原来三分之二，会带来汇流箱成本的下降。第二是逆变器，单瓦成本降低了。还有升压变压器，单瓦成本降低了。电缆和监控的成本都降低了。在效率上主要是两个部分，一个是线损降低了，还有逆变器损耗也降低了。

1500V这么好，刚才也提到了可能有一些需要解决的问题，这些问题在哪些方面。第一个光伏组件本身以及配套的选件在耐压设计和PID等问题上是好的选择，相信在组件部分是有一些好的解决方案来解决这个问题。第二是汇流箱，本身里面也存在耐压的问题，还有电缆绝缘的问题。同样电气绝缘设计、低压电气器件、保护器件选择等问题。如果说逆变器坏了，是不是发电损失就比原来1兆瓦的时候多了，原来可能坏了时候只有1兆瓦方阵停下来，2兆瓦坏了就是2兆瓦方阵停下来，我们需要寻找一些解决的方案。

在光伏逆变器系统里还有什么新的思路可以给我们带来一些更有价值的东西，我们上能电器基于原来做集散式的方案，还有做模块化逆变器的方案，我们提出了1500V集散式三电平一个光伏逆变器系统，这样的系统就是降低了系统的成本，刚才看到了逆变器可能由原来1兆瓦做大2兆瓦，模块可以扩展，如果是2兆瓦就多并几个模块，这样使系统覆盖性很好，我的产品原来是模块化的架构，可以按模块去扩展。这是我们产品的优势。第二个我们采用三电平功能，降低了系统成本，降低了系统线损，解决了组件失配问题，具备故障冗余功能，具备模块化休眠功能，完美的电能质量。再比较一下，1500V集散式方案和1500V集中式方案，计算了一下，在传输和变换损耗下还有0.3%空间，比1500V集中式逆变器提升0.3%的效率;如果说考虑到集中组件失配和跟踪，在发电量有一个点以上的发电量提升。我在光照比较小的时候，我可以让一些模块停下来，我只开一个模块，这时候我的第一负载下的效率就提升了。1500V多模组三电平光伏逆变器比1500V两电平逆变器损耗低30%以上。1500V也有它的一些应用场景，不是所有的应用都使用1500V，在大型地面光伏电站比较平坦地方是比较好的方案，还有在大型的屋顶也是比较使用的方案，像地势很起伏的地方可能发电量还没有1000V系统发电量好，我们需要进一步应用的验证才能够下这个结论。在目前我们思考范围内，不太适合地势非常复杂的应用场景。这是1500V多模组集散格式光伏逆变器主要特点。

最后简单讲一下上能这个公司，上能在2014年并购了艾默生网络能源，也是在2012年光伏市场占有率比较高，也是技术领先型公司，也是世界五百强公司，由于中国光伏逆变器产业的竞争，价格竞争非常激烈，艾默生主要做国际品牌，不适合在中国发展，在这个时机上能由于在中国的市场地位，就产生了一个结合，上能电气并购了艾默生，也给艾默生带来了好处。2015年订单超过3.5GW。

感谢大家的聆听。