户用电站如何应用8kW单相逆变器使用户收益最大化

国内分布式新增并网占比从2015年的9％到2017年的36％，新增分布式装机量从2015年1．39GW到2017年的19．44GW，三年近14倍的增长，其中户用装机从2015年2万套到2017年的逾50万套，三年超25倍爆发式增长，分布式光伏市场既是蓝海，又是充满挑战的红海。

随着国家明确光伏发电补贴执行退坡机制，如何确保投资商电站收益率和业主收益率，户用光伏系统装机容量在条件允许范围内越来越大的趋势逐渐明显。

相关政策规定：单相并网电站一般不超过8kW，否则需要采用三相并网。且国内某些农村地区不具备三相电使用权，在项目审批时候只能选择单相（三相电必须要缴纳上万元的建设费用）。

在安装8kW电站时，有些厂家推荐客户采用5kW＋3kW或 4kW＋4kW两台逆变器的方案。本文从建造成本、发电效益、系统损耗、监控运维等各方面来进行综合对比，为什么8kW单相逆变器会成为户用光伏系统的首选。

首先以5kW＋3kW逆变器设计的光伏系统和单台8kW逆变器设计的光伏系统进行对比

图1  2台 VS 1台

系统选用的300Wp组件技术参数如下：

图2  300W组件参数

传统做法：5kW＋3kW模式，需要两台逆变器，其中3kW的机器接一串共10块组件， 5kW的机器接两串，每串接10块组件。

图3 3kW＋5kW逆变器的系统设计原理图

锦浪8kW解决方案：采用锦浪8kW单相GCI－1P8K－4G，有3路MPPT，30块组件分3串接入逆变器：

MPPT1：10块一串，1串接入

MPPT2：10块一串，1串接入

MPPT3：10块一串，1串接入

图4 单台8kW逆变器的系统设计原理图

锦浪8kW单相GCI－1P8K－4G电气参数：

表1 GCI－1P8K－4G电气参数表

优势一   单台8kW安装更简单，更美观

图5 系统安装流程比较图

由上图可知：采用单台8kW逆变器配置的系统，安装过程更为简单，快捷。

不难看出：采用单台8kW逆变器配置的系统，安装空间更小！PVC管和交流线缆更省！整体更美观！

优势二  单台8kW建造成本更低

如下成本核算对比表：一套8kW系统如果采用5kW＋3kW或者 4kW＋4kW的模式逆变器，系统建造成本估算在57400左右，而采用单台GCI－1P8K－4G单相逆变器，系统建造成本估算在56635左右。一套系统大约可以节省750元的成本。

表2  建造成本比较表

注：上述设备价格为参考价格，实际购买中按照所选品牌和规格的不同会有部分出入，且未包含人工和其它成本。

表3  监控成本比较表

在监控成本上，单台8kW逆变器使用一个监控棒，一份流量套餐。因此整体监控成本是使用3kW＋5kW逆变器的一半。总之，单台8kW逆变器的建造成本至少节省750元，25年总监控成本要节省1650元。

优势三  单台8kW的系统发电效益更高

01发电量估算

图6  浙江地区日照时数表

装机容量9kW，PR＝80％，浙江地区的光照按照全年每天3．6小时计算，（参照——全国各省峰值日照时数），全年发电估计时间为1326小时，预估该项目首年发电量10512度。首年衰减为2．5％，25年末最低功率为80％。

表4 系统发电评估表

注：10年累计发电量9．9万度电，25年累计发电量超过23万度电。

02系统损耗对比

图6 系统结构对比图

如上图两种配置系统结构，两者直流端接线相同，交流侧3kW＋5kW逆变器比单台8kW逆变器多一路交流配线。若交流侧按照1％的损耗来计算，则系统损耗情况如下表所示

表5  不同逆变器光伏系统的配置表比较

由上述配置知：采用3kW＋5kW逆变器所配置的光伏系统，系统损耗为2％，采用一台8kW逆变器所配置的光伏系统，其系统损耗为1％。25年发电量损失为237639．3 X 1％ ＝2376．393度电（表4，发电量估计），若考虑到不同逆变器的转换效率和系统故障率，采用单台8kW逆变器配置的系统25年可多发近2800度电，因此采用一台8kW逆变器所配置的光伏系统发电效率更高。

结合优势二、优势三：  8kW光伏系统采用单台8kW逆变器设计，25年额外收益为：

W ＝ 建造成本收益＋监控成本收益＋额外发电收益＝ 750  ＋  1650  ＋  2800＊0．8（每度电按0．8元计算）＝ 4640元

对于投资商和安装商来说，这样的户用型电站无论是容量上还是数量上都更大，因此对比收益也就更大。假设是100户单台8kW逆变器设计的系统，25年额外收益至少46万元。

优势四  单台8kW监控运维更方便

使用2台逆变器，很多非专业用户不了解发电数据如何相加，也就不知道具体的发电量到底是多少，当然监控商可以将两台逆变器发电上报数据整合到一个页面上，但对于各逆变器的直流输入电压、电流；交流输出电压、电流；系统故障预警等信息则需要分别在两个不同的页面上进行观看，这样在后期难以进行系统维护、信息统计和故障分析。

使用一台GCI－1P8K－4G逆变器的话，各个数据都能在一个页面上显示，清晰易懂。

图7 监控优势比较图

优势五  单台8kW的系统可靠性更高

8kW的光伏系统若采用两台逆变器，则组件、直流线缆、逆变器、交流线缆组成两个独立的系统，并通过后面配电箱汇总并入电网。因此在系统故障分析时要看成两个独立的系统。

图8  采用3kW＋5kW逆变器所配置的光伏系统图

图9  采用一台8kW逆变器所配置的光伏系统图

由上图可知，采用3kW＋5kW逆变器的光伏系统，当某一个分支光伏系统发生故障时，会影响到整个光伏系统的稳定性。例如，如果其中一个系统产生漏电流故障，则系统漏电流保护器动作，会使两个分支光伏系统均断开电网；或者某一个系统产生输入过压故障，则系统微型断路器动作，也会使整个光伏系统断开电网。从而影响正常系统的可靠运行。

因此，采用单台8kW逆变器设计的光伏系统的可靠性比采用3kW＋5kW逆变器设计的光伏系统高1倍。

结论

在安装8kW系统时，使用一台8kW单相逆变器相比传统方法的 5kW＋3kW 或 4kW＋4kW模式，在前期建造成本，后期收益、监控运维，以及发电量收益上，有着很大的优势。