王浩:大型光伏地面电站1500V系统应用

来源:发布时间:2015-10-21 00:07:59

尊敬的各位来宾,大家下午好,我是天合的王浩,很高兴有这个机会跟大家做一个分享。也欢迎大家来到这个美丽的城市乌鲁木齐参加我们这个主题为《电站质量和设备选型》的研讨会。其实提到电站质量,我们的目的是采用性价比较高的部件和我们的应用方案,来搭建我们质量可靠的电站。同时在这个电站运行20年到30年的时间里面,我们可以获得一个稳定的发展收益,同时可以达到预期的收益。

今天在这里跟大家分享一个设备选型,这个设备选型是我们的一个1500伏的系统方案。这个系统,在提高我们的电站质量的同时,还可以起到几个作用。一个是降低我们的系统损耗,降低我们的维护成本,同时更重要的是,可以降低我们的初始投资。

首先我们可以看到,今年6月份,三部委联合发布了一个关于促进先进技术应用和产业升级的一个意见。在制定意见的同时,也制定了一个相应的计划。这个计划包含几个内容,其中包含这个系统效率,首先是不低于81%。对于组件而言,组件的功率要高于270瓦。逆变器它有一个零电压穿越的要求,对于最高转换效率要求不低于99%,还有一个综合效率不低于98.2%。我们可以看到,这个计划,它有利于推进我们全行业的基础升级,淘汰落后产能。

同时我们也看到,部件选型变得更加坎坷,这个会带来什么影响?会使我们的成本更贵,因为部件更贵了。这个就增加了我们的采购成本,所以我们需要有一个更加质优、价低的解决方案,来对我们的计划做一个有利的控制。这也是为什么我们要去选择这个1500V的原因。这个1500V的系统,不仅适合于我们这个计划,同时它还适用于我们所有的大型地面电站。

刚才阳光电源张总的报告也提到了1500V的内容,给我做了一个很好的处理。其实现在业界对于这个1500V都是普遍关注的。首先我们来看它是我们技术革新是必然的发展方向,其次它还降低了初始投资,降低各种损耗,方便维护等方面,它是有明显优势的。下面的话,我们来看一下它能解决哪些具体的问题?

第一个问题,这个系统的成本需要我们用一些新的技术,来延续我们成本下降的趋势。大家可以看这个表,这是统计的2009年一直到2019年,全球和中国市场的一个光伏需求,这个报告来自于我们的第三方的机构。可以看到总体的这个趋势是增加的,然后根据工信部的一个报告,截止到今年6月份,国内累计共建成地面电站30GW。分布式5.7个GW,所以累计的话,总共是35.8个GW的样子。那这个数字,是我们2010年0.97瓦的40倍的数值,可以看到这个快速增长期是在2011年到2013年的时间段,这是为什么?

一方面,它是由于来自我们政府的补贴这方面的支持。另一方面,它来自我们成本的下降。大家都知道,组件的成本占到我们系统成本的55%以上,而这一部分的成本,又占到了组件成本的40%以上。那么说到硅料的话,我以多晶硅为例。可以看到,从2011年到2013年,硅料的成本下降到65%,后面趋于平缓。组件的成本,在2013年以前,主要是依托于多晶硅的下降,它会带动组件价格的降低。

在2013年之后,主要这部分组件价格的下降来自于像背板、DBA、背板玻璃等这些材料的下降。其实这些材料的下降空间比较小,所以组件的下降空间也会比较小,或者趋势趋于缓慢。可以通过一些像提高组建的功率的方式去摊薄这些成本,然后达到这个组件成本下降的一个目的。

第二个来说,基于当前的技术,后期我们光伏系统的成本下降,趋势也是越来越平缓。而且随着补贴政策的逐渐下调,2016年到2017年的时候,又会进一步下调,这样对我们的电站收益会进一步下降。这样就对我们电站投资的热情会产生一个不利的因素。这是从我们能源局规划到2020年,我们总的国内的容量100GW以上的一个目标,这是违背的。

所以,如何在保证电站质量和长期收益的前提下,来进一步降低我们的初始投资,进一步降低这个成本,那需要向1500V的基础革新,来维持这个光伏的成本下降,使得我们光伏行业继续向前发展。另外,第二个问题。可以看到,电站的单机容量也是变得越来越庞大。刚才阳光也提到了,现在据国内的市场的初期,常见的电站规模还是十兆瓦级,可能是几十兆瓦级的量。那一般是采用1MW的设计,经过多年的发展,现在的话我们这个电站已经向一百兆瓦级的容量进行迁移。


根据第三方机构的预测,后面五年的时间,仍然是以大型的地面电站为主,我们可以看到这个地面电站仍然是占到三分之二的比重。对于这些百兆瓦级的电站,经过专业机构的预测,它需要将我们的容量提升到2兆瓦到2.5兆瓦的范围内,才能达到最佳的平衡点。这样来说就需要大功率的逆变器,进行一个对应。而大功率的逆变器,它的电压需要往上调到1500V才能进行匹配。这个就是面向大型地面电站的集约化的一个设计方案。

以逆变器厂家为例,代表的是阳光电源和SMA,它们的一个2兆瓦和2.5兆瓦的这么一个解决方案。可以看看PPT的图,左边的系统是1000伏的系统,然后这个10兆瓦的区域,它是用了10台1兆瓦的逆变器。右边这个图,它显示的是1500V的系统。可以看到它只用了4台逆变器,这个数量和我们使用部件的数量就会大大的减少。

当这个电站容量增加到100兆瓦级的时候,这个数量并没有整体的增加,还是维持在几个人、十几个人的样子。如果还是用1兆瓦的单元的话,就会带来一个维修量。那样的话,地面的人员不能去进行电站的故障排除。今年中部省份的一个电站,我去了他们监控室看了一下,平均来看电流是7点几安培,我看到有5安培、6安培的情况发生。我就问他们,我说这个是什么问题?他们说不知道,因为还没有时间去查。他们要等到这个发生足够多的时候,才能集中去排查。

但是我们也可想而知,在这个过程里面,实际上他们是产生了很大的损失,因为他们没有及时排除这些问题。如果采用1500V的2兆,或者2.5兆瓦的方案的话,就可以大大减少他们的工作量,让我们这些维护人员有能力,比较有意愿去及时排除这些故障。所以1500伏的系统,它可以带来我们初始投资的降低,并且可以降低我们系统的损耗。

什么是1500伏系统?这个地方我也做了一个介绍,在系统中,我们会用到线缆、逆变器等这些部件,我们如果说把它的耐压从1000伏提高到我们的1500伏,对应的就是1500伏的系统,可以看到组件的数量,从原来1000伏的时候,比如说原来是22片,就会扩充到34片,对应我们这个组建也需要通过1500伏的认证。对应这些线缆的话,还要去实现绝缘层加厚,或者去改变绝缘层的材料。那么对于逆变器的话,它要去扩容,提高电压,对于滞留部件的话,要考虑到它的一些设备的安全性问题。

来自于国际的一个报告可以看到,市场上现在对于1000伏及以上高电压,如1500伏这种系统的关注度会越来越高,而且根据一个预测,这种市场需求会率先在北美这边开始,北美会成为1500伏的一个主市场。我也希望咱们中国和北美共同成为这个市场。

这个是全球1500伏发展的一个情况,可以看到绿色代表的是发展比较先进的区域,而这个红色的话代表是比较落后的区域。首先毫无疑问,由于欧洲和北美,他们在光伏的基础上比较强,而且发展比较早,所以他们一直走在发展的前面,1500伏应用得比较早。再看印度,比中国还落后的地方,受到了当地大型APC的影响,由于他们的一些推动,所以在中东、印度这些市场,1500伏的发展也是比较迅速的。像日本比较保守的地方,大家知道,他们的1500伏的发展相对来说比较缓慢。国内市场的话,我是标了黄色,代表的是观望的态度,我也是希望大家一起努力,把这个1500伏进行推广。

全球1500伏部件供应十分完整。我这个地方列出的是线缆、逆变器、开端等这些厂家的列表,可以看到每一家都有三四家以上的国际知名厂家参与到1500伏部件当中。

然后下面我们再来看一下1500伏在成本上的优势,可以看到公式分子上,是它的一个总成本,生命周期的总成本,包含了几项,一个是初始投资的成本,还有一个系统全值。对于1500伏来说的话,它在初始投资上有一些节省,这部分初始投资就会比较少。然后另外刚才也讲到部件比较少,这样来说对人力要求也比较少,在人的成本上也有一定的减少。还有可以看到,总发电量由于我们的系统损耗减少了,所以相对应来说,发电量也增加了。通过这个公式,我们可以看到这个度电成本会大大降低,这样的话就会带动我们这个再往前发展。

此外,同样逆变器,1500伏仅仅使用了1000伏数量的逆变器,这样子也有一定的节省。所以这个地方累计下来的话,仅仅是这两个东西的部分,就有10万块钱的节省。然后另外的话,由于这个数量也有减少,所以也节省了安装和施工的问题,线缆问题也减少了,那么相对的监控也会减少。

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这个地方我是列举了系统中各个部件的对应,那可以看到折合到每瓦来说,1500伏的系统相比较1000伏系统,在汇流箱方面节省了1分钱每瓦,逆变器4分钱,直流线缆3分钱,交流线缆1分钱,监控系统2分钱,所以这些项目总共累加起来的话,接近是每瓦2毛钱的这么一个数值,确实相当可观。同时,由于线缆的减少,也带来了这个线上的降低,可以看到电器部件中的元器件减少,也使得损耗降低,带来整个系统效率的提升。初步估计,我们整个系统效率可以提高2%。

所以,无论是成本还是系统效率,1500伏都有比较明显的优势。那前面几个月,我也走访了一个设计院,他们也有一些比较关注的问题,我把他们关注的问题列在这个地方,跟大家做一个分享。首先第一个问题,主要是部件供应的问题,主要是组件、逆变器等。可以看到,以国内来说的话,有很多部件供应都是完全可以供应的。然后对于我们厂家来说,我们也提供了对应1500伏的组件,包括我们双玻组件和普通组建,这里都有所提供。对于组件来说,今天上午的时候,我们天合的孙总也多次提到,双玻组件有多种优势,我们现在总共有4种产品,60片的产品、72片的产品,还有一个10%透光的产品和40%的透光产品。

现在回到1500伏剩下的比较关心的问题,他们还提到的部件,像开关电源这些直流器件,这些器件虽然小,但也是1500伏不可或缺的,所以大家会问。我在这里会跟大家汇报一下,很多部件我们都可以供应,所以不用担心。虽然这些产品市场上并没有明确说有,但是实际上都已经可以充分供应了。

除了部件供应之外,大家还关心一个问题,就是组件价格。实际上来讲,1500伏跟1000伏的组件是一样的,基本上价格是平价的。

然后成本优势,大家比较关心,重声一下,初始投资节省2毛钱,然后后面还有一个效率的提升,都会带来发电的收益。还有安全度的问题,主要是控制我们直流部件的问题,可能是设计院在考量的时候需要考虑的。

所以基于此,1500伏可以降低初始投资,然后在后期会比较方便。这种设计也会提高系统效率。如果搭配我们的双玻组建来使用的话,这样的效果会更加明显。在之前走访的过程里面,很多部件厂家会抱怨,设计院没有1500伏的需求,而我找设计院的时候,他们说部件厂家提供不了1500伏的部件,所以他们没有办法去设计和采购。那这个地方的话,我也是呼吁,其实来讲,市面上部件充分供应,设计院在1500伏方面也进行设计,也需要各个单位加强交流。目前我们这个1500伏的系统,是可以搭建的,然后可操作的,并且是有显而易见的优势。

我也希望通过大家的共同努力,去推进我们1500伏的发展,降低我们的部件成本,为我们早日实现我们的目标,贡献我们的力量。

这就是我今天的报告,谢谢大家。


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