基于匯流箱布置對光伏區電纜敷設成本的研究

摘 要：隨著光伏行業發展日趨成熟，各種新型技術在光伏電站上面的應用，已經使光伏電站的建設成本比前幾年大大降低，但是光伏電站目前的建設成本仍然非常高，人們仍然在不斷的研究如何最大化的降低光伏電站的建設成本。文章基于對一個典型光伏方陣內匯流箱布置的變化，研究其對電纜敷設成本的影響。

關鍵詞：光伏方陣；匯流箱；電纜；成本

引言

隨著全球經濟的發展，資源和環境問題越來越突出。而太陽能資源豐富，分布廣泛，是最具有發展潛力的可再生綠色新能源的特點，已經得到世界各國政府及研究人員的接受。但是光伏電站本身的建設成本居高不下，目前全世界范圍內都對光伏發電行業進行不同程度的政府補貼。所以，從各個角度研究如何降低光伏電站建設成本，具有重大意義。文章選取青海地區實施的一個20MW光伏電站中的一個典型光伏方陣，從匯流箱布置方式的不同，研究其對光伏方陣電纜敷設成本的影響。

1 匯流箱分布方式

文章選取青海地區一個20MW項目中的一個1MW光伏方陣，該項目采用250Wp組件，一個光伏方陣安裝約4000塊組件，使用16匯1的匯流箱14臺。對于光伏方陣的匯流箱布置，文章提出兩種布置方式，一種為A方式：匯流箱平均分散布置于整個光伏方陣（如圖1）；一種為B方式：匯流箱集中布置于光伏方陣的中間區域（如圖2）。

2 電纜及電纜溝長度計算

2.1 光伏專用直流電纜長度計算

對于A類布置（如圖1）：每個組串從支架到地下直埋深度約4米，然后以直埋方式敷設到匯流箱，從地下到匯流箱接口處約4米，以A02匯流單元為例，匯流箱共16路輸入，每路輸入為正負極共兩根線，需要PFG1169-1x4型光伏專用直流電纜約：32+32+32+32+20+20+4+4+32+32+32+32+48+48+48+48=496米。

14個方陣共計6944米。考慮到A09及A10等方陣不是像A02這樣的典型方陣，總量放大約5%，而且本項目場地欺負較大，且匯流箱未到場時已開始直流電纜施工，接線位置預留長度需增加，在前面的電纜總長度上面再放大30%，這樣一個1MW方陣的用量約9374米。

對于B類布置（如圖2）：以B05這樣的一排16個組串為例，每個組串從支架到地下直埋深度約4米，然后以直埋方式敷設到匯流箱，從地下到匯流箱接口處約4米，匯流箱共16路輸入，每路輸入為正負極共兩根線，需要PFG1169-1x4型光伏專用直流電纜約：72+72+51+51+30+30+10+10+4+4+30+30+51+51+72+72=640米。

14個方陣共計8960米。考慮到B01及B02等方陣不是像B05這樣的典型方陣用量這樣多，總量減小約5%，再加上施工工藝及地形的影響，總量需放大30%，這樣一個1MW方陣的用量約11200米。

2.2 匯流箱出線電纜及電纜溝長度計算

匯流箱出線的直流電纜在實際應用中根據匯流箱距逆變器室的距離，多采用ZRC-YJV22-0.6/1kv-2×35mm2，ZRC-YJV22-0.6/1kv-2×50mm2和ZRC-YJV22-0.6/1kv-2×70mm2，為計算和敘述方便，文章僅選取2×50mm2截面的電纜進行比較。

對A、B兩種方案，采用同一種計算規則，根據圖紙長度，加上匯流箱出線位置至直埋深度位置約4米，再加上逆變器室電纜進口至直流柜接口位置約20米。

按此原則計算，采用A方案（如圖3），共需要ZRC-YJV22-0.6/1kv-2×50mm2電纜數量為：240+217+186+163+199+176+153+122+158+112+82+115+92+62=2077米。

根據現場地形及接頭需要，放大10%后為2285米。需要開挖的電纜溝長度為：218+83+83+83=467米，根據地形起伏放大10%后為514米。

采用B方案（如圖4），共需要的ZRC-YJV22-0.6/1kv-2×50mm2電纜數量為：195+187+179+171+163+155+147+139+131+123+115+107+99+99=1982米。

根據現場地形及接頭需要，放大10%后為2180米。需要開挖的電纜溝長度為170+5=175米，根據地形起伏放大10%后為193米。

3 施工成本對比

根據2013年青海地區的施工價格情況，PFG1169-1x4型光伏專用直流電纜采購及施工價格共計6.5元/米，ZRC-YJV22-0.6/1kv-2×50mm2型電纜采購及施工價格共計63元/米，光伏區電纜溝的施工價格約為：100元/米。

則A方案光伏區此三項施工成本共計

9374×6.5+2254×63+514×100=60931+142002+51400=254333元

B方案光伏區此三項施工成本共計

11200×6.5+2180×63+193×100=72800+137340+19300=229400元

由以上數據可以看出，光伏區內匯流箱的布置方式會對光伏區內電纜長度及電纜溝長度產生影響，進而影響光伏區的電纜施工成本。通過對比，每個1MW單元方陣采用B方案比A方案節約電纜施工成本約25000元，一個20MW電站可節約電纜敷設成本約50萬元。

4 結束語

根據國家能源局發布的《國家能源局關于下達2014年光伏發電年度新增建設規模的通知》中提到的2014年國內光伏裝機規劃，2014年國內新增總規模1400MW，其中分布式800MW，荒漠電站600MW，假設所有的荒漠電站都根據以上方案進行優化，則累計可節約建設資金1500萬元。采用B方案，施工周期及施工難度都明顯優于A方案，所以，采用B方案必然帶來非常可觀的經濟效益和社會效益。同時，隨著科學技術的進步，電纜的生產成本有可能走低，而我國目前的人力成本呈逐年上升的趨勢，所以，從長遠來看，采用B方案可能產生更大的經濟效益和社會效益。

參考文獻

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[2]沈彬.光伏發電場內電纜敷設技術[J].上海：電力與能源，2013（03）.

[3]賈懷峰.電力電纜敷設方法[J].北京：中國科技博覽，2011（20）.

作者簡介：王超（1987-），男（漢族），陜西西安，本科，電氣工程及其自動化，主要從事光伏系統集成的電氣系統的設計和研究。