基于汇流箱布置对光伏区电缆敷设成本的研究

基于汇流箱布置对光伏区电缆敷设成本的研究 摘 要：随着光伏行业发展日趋成熟，各种新型技术在光伏电站上面的应用，已经使光伏电站的建设成本比前几年大大降低，但是光伏电站目前的建设成本仍然非常高，人们仍然在不断的研究如何最大化的降低光伏电站的建设成本。文章基于对一个典型光伏方阵内汇流箱布置的变化，研究其对电缆敷设成本的影响。 关键词：光伏方阵；汇流箱；电缆；成本 引言 随着全球经济的发展，资源和环境问题越来越突出。而太阳能资源丰富，分布广泛，是最具有发展潜力的可再生绿色新能源的特点，已经得到世界各国政府及研究人员的接受。但是光伏电站本身的建设成本居高不下，目前全世界范围内都对光伏发电行业进行不同程度的政府补贴。所以，从各个角度研究如何降低光伏电站建设成本，具有重大意义。文章选取青海地区实施的一个20MW光伏电站中的一个典型光伏方阵，从汇流箱布置方式的不同，研究其对光伏方阵电缆敷设成本的影响。 1 汇流箱分布方式 文章选取青海地区一个20MW项目中的一个1MW光伏方阵，该项目采用250Wp组件，一个光伏方阵安装约4000块组件，使用16汇1的汇流箱14台。对于光伏方阵的汇流箱布置，文章提出两种布置方式，一种为A方式：汇流箱平均分散布置于整个光伏方阵（如图1）；一种为B方式：汇流箱集中布置于光伏方阵的中间区域（如图2）。 2 电缆及电缆沟长度计算 2.1 光伏专用直流电缆长度计算 对于A类布置（如图1）：每个组串从支架到地下直埋深度约4米，然后以直埋方式敷设到汇流箱，从地下到汇流箱接口处约4米，以A02汇流单元为例，汇流箱共16路输入，每路输入为正负极共两根线，需要PFG1169-1x4型光伏专用直流电缆约：32+32+32+32+20+20+4+4+32+32+32+32+48+48+48+48=496米。 14个方阵共计6944米。考虑到A09及A10等方阵不是像A02这样的典型方阵，总量放大约5%，而且本项目场地欺负较大，且汇流箱未到场时已开始直流电缆施工，接线位置预留长度需增加，在前面的电缆总长度上面再放大30%，这样一个1MW方阵的用量约9374米。 对于B类布置（如图2）：以B05这样的一排16个组串为例，每个组串从支架到地下直埋深度约4米，然后以直埋方式敷设到汇流箱，从地下到汇流箱接口处约4米，汇流箱共16路输入，每路输入为正负极共两根线，需要PFG1169-1x4型光伏专用直流电缆约：72+72+51+51+30+30+10+10+4+4+30+30+51+51+72+72=640米。 14个方阵共计8960米。考虑到B01及B02等方阵不是像B05这样的典型方阵用量这样多，总量减小约5%，再加上施工工艺及地形的影响，总量需放大30%，这样一个1MW方阵的用量约11200米。 2.2 汇流箱出线电缆及电缆沟长度计算 汇流箱出线的直流电缆在实际应用中根据汇流箱距逆变器室的距离，多采用ZRC-YJV22-0.6/1kv-235mm2，ZRC-YJV22-0.6/1kv-250mm2和ZRC-YJV22-0.6/1kv-270mm2，为计算和叙述方便，文章仅选取250mm2截面的电缆进行比较。 对A、B两种方案，采用同一种计算规则，根据图纸长度，加上汇流箱出线位置至直埋深度位置约4米，再加上逆变器室电缆进口至直流柜接口位置约20米。 按此原则计算，采用A方案（如图3），共需要ZRC-YJV22-0.6/1kv-250mm2电缆数量为：240+217+186+163+199+176+153+122+158+112+82+115+92+62=2077米。 根据现场地形及接头需要，放大10%后为2285米。需要开挖的电缆沟长度为：218+83+83+83=467米，根据地形起伏放大10%后为514米。 采用B方案（如图4），共需要的ZRC-YJV22-0.6/1kv-250mm2电缆数量为：195+187+179+171+163+155+147+139+131+123+115+107+99+99=1982米。 根据现场地形及接头需要，放大10%后为2180米。需要开挖的电缆沟长度为170+5=175米，根据地形起伏放大10%后为193米。 3 施工成本对比 根据2013年青海地区的施工价格情况，PFG1169-1x4型光伏专用直流电缆采购及施工价格共计6.5元/米，ZRC-YJV22-0.6/1kv-250mm2型电缆采购及施工价格共计63元/米，光伏区电缆沟的施工价格约为：100元/米。 则A方案光伏区此三项施工成本共计 93746.5+225463+514100=60931+142002+51400=254333元 B方案光伏区此三项施工成本共计 112006.5+218063+193100=72800+137340+19300=229400元 由以上数据可以看出，光伏区内汇流箱的布置方式会对光伏区内电缆长度及电缆沟长度产生影响，进而影响光伏区的电缆施工成本。通过对比，每个1MW单元方阵采用B方案比A方案节约电缆施工成本约25000元，一个20MW电站可节约电缆敷设成本约50万元。 4 结束语 根据国家能源局发布的国家能源局关于下达2014年光伏发电年度新增建设规模的通知中提到的2014年国内光伏装机规划，2014年国内新增总规模1400MW，其中分布式800MW，荒漠电站600MW，假设所有的荒漠电站都根据以上方案进行优化，则累计可节约建设资金1500万元。采用B方案，施工周期及施工难度都明显优于A方案，所以，采用B方案必然带来非常可观的经济效益和社会效益。同时，随着科学技术的进步，电缆的生产成本有可能走低，而我国目前的人力成本呈逐年上升的趋势，所以，从长远来看，采用B方案可能产生更大的经济效益和社会效益。 参考文献 1（日）太阳光发电协会.太阳能光伏发电系统的设计与施工M.北京：科学出版社，2006，13-72. 2沈彬.