光伏电站降本增效的创新设计思路

  2017年5月11日下午，“以领跑者为典型环境的设计与施工专场”如期召开，来自光伏行业能源所、设计院、企业的各位专家参与了本次对话。光伏行业自领跑者项目启动开始，就面临着重大的考验，行业需要通过领跑者实现平价上网，但在项目的推进过程中，土地成本的增加、地形的日益复杂化使得整体成本有所上升，所以施工规范化变得尤为重要。如何从设计的角度来降低成本，确保收益?特变电工西安电力设计有限公司总经理助理郭勤文结合相关行业案例，就“光伏电站降本增效的创新设计思路”提出了自己的看法。

全生命周期光伏电站精细化设计
目前的一些电站项目在宏观选址的时候，为了控制造价成本，降低施工难度，往往会选择相对来说比较平缓的地形，但往往就会忽略了周边的山地环境，例如在厂区附近有一个更高的山头，山体本身的阴影对电站的实际运行将产生极大的影响，由此，郭勤文指出：“在电站前期选址的时候就要做到精细化，在这一点上做到降本增效很关键，这就要求我们首先做到高分辨率的宏观选址”。其次，测量环节是目前光伏电站中很少提及的，但郭勤文提出了不同的看法：“设计全生命周期服务就是出生决定一生，我们要以数据及先进模拟技术来驱动项目规划与科学决策，以精细化的设计保证设备的可靠性，支持工程建设，最终实现对电站生命周期的评估及分析。”除此以外，整个系统的搭建也要通过精细化的设计提高收益率、增强抗风险能力、竞争电价，这方面，郭勤文指出了几个要点：第一是基础方面的土建造价，需要因地制宜，提高优化空间;第二是组件和支架，在成本可控的情况下提高可靠性;第三是布置与倾角的优选，增加经济性;第四是总图的合理，提升发电效率;最后是升压站选址与设计。
复杂地形装机容量优化设计
目前中国光伏项目建设正在从西部向东部转变，电站设计也面临着诸多复杂地形的考验，郭勤文以甘肃省20MW的光伏电网项目案例阐述了复杂地形下装机容量的优化设计。“这个地形是有坡度的，所以我们的核心问题就是考虑在阴影遮挡的情况下，怎么去保证最终的收益。”郭勤文给出了这个案例的解决方案：“在考虑到阴影遮挡的前提下，合理的利用坡度坡向不好的西南坡、东南坡甚至北坡，算出每一块不同地势所适应的最佳间距。最终将整体的装机容量提升到19.1MW，使整体的发电量提高。”

优化系统设计
创新设计思路的第三点就是优化整体的系统设计，郭勤文提出了五个方面的优化思路：一是直流系统优化设计，用具有明显经济优势的1500V系统代替1000V系统，以20MW投资对比得到，1500V系统较1000V系统单瓦造价降低约0.2元/Wp;二是跟踪支架代替固定支架，以领跑者基地中的内蒙包头、山西大同及安徽三个地区为例，可得出平单轴跟踪系统总投资收益率均高于固定倾角安装，且纬度越低，总投资收益率增加的越多;三是使用高效组件，这是大家的共识;四是倾角优化设计，数据显示，改变倾角在降本增效方面是有助力的;五是中压预装式逆变器解决方案，以100MW电站项目为例，采用一体化升压站方案，初期物料成本投资比传统方案每百MW节省230万元-570万元，每MW初期物料成本投资节省2.3万元-5.7万元。“我们需要打破常规，大量尝试，虽然在具体的项目中，我们的测算区间不是绝对的，但以上思路在降本方面还是具有很强的说服力。”郭勤文说道。
闭环反馈优化设计
闭环反馈优化设计是郭勤文提出的全生命周期服务的核心内容，对已建成电站进行检测，并对检测数据进行分析，总结经验，形成闭环设计，为预建电站做好充足准备。“这方面我们的工作主要是对电站的系统效率进行测试，并对组件、逆变器、交流侧损耗、组件灰尘损失分别进行测试，有利于总结优化并制定预案。”郭勤文说道。除此之外，郭勤文通过相关案例指出，智能化运维也是当前的一个方向，清洗机器人是一个很好的选择。
特变电工西安电力设计有限公司是一个年轻的团队，致力于利用先进的技术做好相关的前期模拟工作。团队理念以全生命周期服务为核心，追求精细化、模块化的整体设计思路，针对不同地形、不同光伏+形式，时刻保持自身敏锐、迅捷的应对速度。