都在说的组件超配 看这一篇文章就够了

前言

随着光伏行业的迅速发展，在光伏电站系统设计(尤其在大型工商业光伏电站和地面电站)中，如何降低系统投资成本，提升投资收益，成为光伏电站系统设计和优化的主要目标之一。其中关于组件容量和逆变器容量的配比(容配比)和应用也越来越受到“光伏人”的关注。小固将从系统设计和投资收益的角度对组件超配进行详细的介绍。

一、什么是超配?

首先，光伏系统的容量是按照交流测并网功率来定义的。在光伏应用早期，系统一般按照1：1容配比设计。然而，按照系统平均度电成本(LCOE)最低来衡量，最优的容配比应大于1：1。也就是组件的容量超过了光伏逆变器容量，也就是我们所说的组件超配。

在进行超配设计时，站在系统的角度和站在逆变器本身的角度理解会有所不同：

基于系统：在项目设计时，在考虑到系统损失(例如：光照不足，线损，逆变器效率等)的情况下，通过组件的超配来拟补系统损失;

基于逆变器：考虑机器本身的硬件，机器逆变效率，逆变器本身性能等情况，基于逆变器本身的输出能力，设置的一定比例的直流端超配。

扩展：目前，国内外逆变器生产商往往会宣称逆变器超配能力，例如130%，或者更高。在海外某些地区，例如澳大利亚，也有相关法规对系统最高容配比有所限制。

二、系统超配出发点和实现方法

1、系统超配与系统效益

超配的原因：

在光伏系统中应用中会存在线路损耗等问题，不可避免的会影响光伏系统总体输出能力，进而降低了系统收益。适当的超配能够有效提高电站系统整体收益，并已为电站业主所接受并广泛应用。影响系统整体效率的因素有以下方面：

组件衰减

组件的衰减是不可避免的，即使在包装内未见光时，同样会有衰减，只是在未见光时衰减非常慢，一旦投入使用接受阳光照射，组件的衰减速度会急剧加快，在衰减到一定程度时趋于稳定。见下图，组件衰减模拟曲线。

系统损耗

此处所说的系统损耗不包括逆变器后AC侧变压器及线路损耗部分

在光伏系统实际应用中，存在一系列影响整个系统发电效率的因素，如光照不足，组件失配，线路损耗等。具体如下：

由上表可以看出，在仅考虑系统损耗的情况下，合理的容配比应该在1.1：1左右。

光照不足等

光照是光伏发电的基础。不同地区，不同纬度，不同地形，不同的气候环境下，光照条件差异很大。以下成都和西宁地区常年光照条件的对比可见，两个地区由于地形条件，气候条件的差异，月/年光照情况差异非常之大。

成都年太阳辐射分布

西宁年太阳辐射分布

其他因素

影响光伏系统效率的因素很多，例如环境温湿度，系统故障以及其他包括人为因素等。

2、实现系统超配的主要方式

从以上影响光伏系统发电效率的因素可以很明显看出，传统1：1容配比设计情况下，光伏系统最高发电功率是低于其装机容量的，而通过一定比例组件超配可以拟补这部分的容量损失。组件超配一般分为补偿超配和主动超配：

补偿超配：由于在系统应用中存在一些不可避免的损耗，通过增加组件的容量，提升容配比来拟补这部分系统损耗，从而使逆变器在实际使用过程中可以达到满载输出的效果。这种超配方案设计就是补偿超配的设计思路。

Pn = 逆变器额定输出功率

主动超配：在综合考虑系统损耗和投资成本各项因素(包括组件价格，并网电价补偿，安装成本，公共电网电价等)之后，在特定年限内，通过主动延长逆变器满载工作时间，在增加的组件投入成本和系统发电收益之间寻找平衡点，实现LCOE最小，这就是光伏系统主动超配方案设计思路.