如何选择最优线缆选型探讨

前言

光伏系统中，除组件，逆变器等关键部件是影响发电的主要因素以外，交流线缆也是对光伏电站的整体盈利、安全、高效同样起着重要的作用，本文将针对不同场景下的交流线缆选型进行技经分析。

案 例

光伏容量1．0368MW，使用450W组件，18块／串，共128串，使用8台100K逆变器，组件逆变器的容配比为1．3，光伏组串距离并网点平均距离为250米，假设工厂综合电价在0．8元。

选择导线截面积必须同时考虑四个条件：经济电流密度、安全载流量、电压损失和机械强度。本文将重点分析组串与并网点在固定距离情况下，不同的线缆选型（不同材料、不同规格）结合逆变器的不同距离影响的最终测算收益。

一、交流侧采用铜芯电缆

1．1 逆变器安装位置差异

注：A表示：光伏组串距离逆变器的距离，B表示：逆变器距离并网点的距离

所有方案总线损按照如下计算得出

直流侧线缆损失（方案1）

交流侧线缆损失（方案1）

备注：70平方交流铜线缆价格144元／米，4平方直流铜线缆价格3．2元／米

小结：

1． 根据测算，逆变器反而是安装在靠近并网点的位置，线缆及成本较低。

2． 主要的原因在于高功率组件的应用导致组串数量减少，而交流侧铜电缆的价格上涨得厉害。

1．2 使用更高规格的铜电缆逆变器出线将原先70平方更换为95平方铜线缆

A表示：光伏组串距离逆变器的距离

B表示：逆变器距离并网点的距离

备注：95平方铜线缆价格196元／米，4平方直流铜线缆价格3．2元／米

方案1和方案3，线损差异0．3％，成本差异较大。

小结：

1． 当线缆规格提升一档后，案例中随着距离A的变大，总线损逐渐表大，总线缆成本逐渐变低。

2． 线损变大的原因是因为直流侧线损不变的情况下，不同方案的交流侧线损差异缩至很小最终趋势按照直流侧趋势。

1．3 横向对比差异（逆变器安装位置固定，线缆规格不同）

选取线损差异最大的固定距离

线损差异0．5％，成本差异83200元

年有效利用小时数1000h地区

1）差值发电量

2）差值收益

小结：

年均差值收益3832元，初始成本差异83200元。收益率太低，使用更高规格的线缆有助于发电量提升有限，初始成本增加较大，因此不推荐将70平方铜线缆更换为95平方的方案。

二、 交流侧采用铝合金电缆

2．1 逆变器安装位置差异

注：A表示：光伏组串距离逆变器的距离，B表示：逆变器距离并网点的距离

备注：95平方铝合金线缆价格26．88元／米，4平方直流铜线缆价格3．2元／米

小结：

案例中随着距离A的变大，总线损逐渐表小，总线缆成本逐渐变高。

方案1和方案3线损差异0．4％，成本差异90624元。我们来计算一下增加的投入／产出的情况

年有效利用小时数1000h地区

1）差值发电量

备注：组件首年按照2．5％衰减，其余按照0．5％。

2）差值收益

年均差值收益3066元，初始成本差异90624元，收益较差。

小结：

使用铝合金线缆时，推荐逆变器就近安装在靠近组件的位置。

2．2 使用更高规格的铝合金电缆

逆变器出线将原先95平方更换为120平方铝合金线缆

A表示：光伏组串距离逆变器的距离

B表示：逆变器距离并网点的距离

备注：120平方铝合金线缆价格33．88元／米，4平方直流铜线缆价格3．2元／米

方案1和方案3，线损差异0．2％，成本差异82224元。

小结：

当线缆规格提升一档后，案例中随着距离A的变大，总线损逐渐表小，总线缆成本逐渐变高。（线损和成本趋势与铜电缆上升一个规格后的趋势正好相反）。

2．3 横向对比差异（逆变器安装位置固定，线缆规格不同）

选取线损差异最大的固定距离

95平方和120平方，线损差异0．3％，成本差异11200元。按照不同地区进行技经测算

年有效利用小时数1000h地区

1）差值发电量

2）差值收益

年均差值收益2299元，初始成本差异11200元。约4．8年回收周期。

小结：

在成本可控的前提下，可以考虑将95平方铝合金线缆更换为120平方的方案。

电缆的选型要在实际工程约束条件下（敷设条件及安全性等）选择满足要求的电缆，通过精密的计算选定最合适的电缆方案。