引言：太阳能光伏电站投入使用时，为了获取稳定的经济效益，必须提高发电效率、降低发电成本。然而，目前发电效率受到诸多因素影响，其中组件及其运行方式作为关键因素，直接影响着发电效率和性能。这就需要合理选择有效的组件及其运行方式，提高光伏电站的发电效率和经济性，同时还需要考虑二者组合容量配置，尽可能降低光伏电站的出力波动和发电成本。
1. 光伏电站组件及运行方式
1.1 光伏电站组件
光伏电站是采用特殊材料组成的发电体系，包括了晶硅板、逆变器等，与电网连接并向电网输送电力的发电系统。光伏发电系统是由太阳能电池、蓄电池、充放电控制器、逆变器、配电柜、跟踪系统等设备组成，其中太阳能电池主要是吸收光能，将光能转换成电能；蓄电池是贮存电池方阵受光照产生的电能，并且可以随时向负载供电；控制设备放置蓄电池过渡充电和放电[1]；逆变器是将直流电转换成交流电；跟踪系统确保发电效率处于最佳状态，保证设备跟踪正对太阳光照。
光伏电站组件主要有：（1）非晶硅光伏组件，一般1平方米最大只有78W，最小只有50W左右，占地面积大，容易破碎，转换效率相对比较低，运输存在安全隐患。（2）多晶硅组件，每平方米的功率在250W以上，使用寿命长，成本相对其他组件要低一些，是目前市场上常用的一种电站组件。（3）单晶硅组件，其功率达到260W以上，单板面积为1.63平方米，面积转换效率高，成本也就随之增加，其使用寿命等同于多晶硅组件。
1.2 光伏电站组件运行方式
随着光伏发电的大规模使用，不少学者开始研究光伏电站组件运行方式，不同的运行方式其发电量存在差异，初始投资和运行维护成本也有所差别。光伏电站运行方式可以分为最佳倾角固定式、平单轴跟踪式、斜单轴跟踪式、双轴跟踪式、固定可调式等，目前对于上述几种方式的研究和实践得出如下结论：最佳倾角固定式在高纬度地区倾角大，发电量明显提高；平单轴跟踪式在低纬度地区发电量明显提高；斜单轴跟踪式，整合最佳倾角固定式与平单轴跟踪式优势，更适合高纬度地区；双轴跟踪式跟踪太阳入射角，相比较之下，是发电量提高最明显的；最后的固定可调式，通过调整支架倾角提高发电能量，是相对比较新型的一种运行方式[2]。
光伏电站组件在不同运行方式下，其性能也是有所差别的。在相关领域的研究中，主要通过优化安装和改进组件运行方式来获得更好的太阳能辐照量，提高系统发电量。然而，对光伏电站组件运行模式的研究并不是简单地从理论或实验上获得，是需要大量项目实践的，通过实际光伏发电项目或是大型试验研究场地才能实证，为此也在一定基础上增加了研究的难度。本次所提出的研究也是综合实践经验所得。不同组件运行方式组合，也会影响其发电量，同时还受到外界因素（天气、温度等）影响。当前组件运行方式有微逆变器、电源优化器、组串式逆变器三种，对于发电量来讲，在相同环境下，发电量都差不多。但是在阴天，微逆变器组件和电源优化器组件发电量要优于组串组件。对于衰减情况，在不同运行模式下，光伏组件功率的衰减也会存在差异，其中组串式逆变器组件衰减率最高，微逆变器组件平均衰减率最低。整体来讲，对于太阳能光伏电站，长期保持室外运行，其中组串逆变器组件发电量最高，微逆变器组件和电源优化器组件发电量相当，此外在研究组件衰减的时候还需考虑安装方式的影响。
2. 光伏电站组件和运行方式组合及其容量优化配置方法
2.1 组件和运行方式组合选择
光伏电站可以采取多类型组件和多种运行方式组合的方案，以此来提高发电能量，实现技术提升。光伏组件包括单晶硅、非晶硅、多晶硅、碲化镉等类型，运行方式包括最佳倾角固定式、平单轴跟踪式、斜单轴跟踪式、双轴跟踪式、固定可调式。因为光伏电站发电特性受到光伏资源属性、组件特性、运行方式等共同影响，所以要想提高运行效率，降低成本增加经济效益，就需要实现组件和运行方式组合、容量的最优化配置。
组件和运行方式组合需要确定类型组合的最佳选择，比如固定式的最佳倾角，是属于同类型组合。同类型组合初始投资相同，安装倾角和跟踪范围存在差别，那么就可以根据发电量、占地面积、土地价格等信息，计算出同类型组合系统的发电收益和土地成本差值，其中差值最大的组合就是最佳组合选择[3]。其计算方式为：
（公式1）
Si为第i种组合单位容量的光伏系统发电收益和土地成本支出差值，Qi第i种组合单位容量的光伏系统年发电量，J为光伏电站所属资源区的上网电价，Ai 为第i种组合单位容量的光伏系统占地面积，L为单位面积土地的成本。
2.2 容量优化配置
确定出最佳组合之后，要综合考虑组件和运行方式组合的光伏系统出力特性、电站衰减、区域典型天气特征、电站开发的土地成本和建设运维成本等，建立融合优选方案容量优化配置模型，以此来确定优化配置方法。
在探究容量优化配置方法过程中，需要建立数学模型：
目标函数为：
（公式2）
其中F为目标函数，为处理波动最小目标，为平准化度电成本最小目标，Pi是第i种组件和运行方式组合在光伏系统中的容量配置比例。
容量平衡约束：
，其中Pi≧0,i=1,2,…,I。其中Pi为第i种组件和运行方式组合在光伏系统中的容量配置比例。
3. 光伏电站组件和运行方式组合及其容量优化配置方案选择
对于光伏电站组件和运行方式组合及其容量优化配置方案的选择，还需要在实践中根据实际情况做好相关计算得到最佳结果。对于光伏电站企业或者研究人员来讲，需要根据具体的数据和运行方式来展开分析计算：首先，对于组件运行方式组合，比如采用固定倾角方式，那么其倾角到底为多少度，这些都需要结合实际数据说明。其次，需要明确地区天气状况，不同区域的气候不同，需要明确光伏电站所在区域的气象状态：晴天、多云、雨雪典型天气各季度实践占比。然后，获取各组合单位的光伏系统年发电量以及光伏电站占地面积。根据《光伏制造行业规范条件》中的相关规定，确定每年衰减率，引入计算。同时，实地考察光伏电站所处区域与土地类型，确定租赁费用。
在明确其基本状况之后，开始引入相关数据进行计算，确定光伏电站组件和运行方式组合优选方案。在选择过程中，需要注意初始投资和运维成本，如果两者都比较高的情况下，则需要放弃组合，避免影响发电收益。最后，通过科学计算，确定出详细的容量优化配置方案，
3.结束语
本文研究是借助各组合光伏系统间的出力互补系数确定最优组合进行容量的优化配置，以此来降低出力波动。同时，实际工作中还需要注意占地面积、发电量以及土地成本对容量优化配置方案的影响，确保经济效益稳定。
参考文献
[1]李富彪,庞秀岚,马超.光伏电站组件和运行方式组合及其容量优化配置研究[J].可再生能源,2021,40(01):34-40.DOI:10.
13941/j.cnki.21-1469/tk.2021.01.010.
[2]陆炜,田介花,潘少峰.双面组件光伏电站最优容配比的研究[J].太阳能,2021(02):44-52.DOI:10.19911/j.1003-0417.
tyn20200327.01.
[3]马超,董森,华正操.多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置研究[J].天津大学学报(自然科学与工程技术版),2020,53(11):1128-1135.
