在光伏系統(tǒng)建設(shè)中，超配設(shè)計(jì)能夠提升系統(tǒng)利用率，降低平均能源成本，創(chuàng)造更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，因此，超配設(shè)計(jì)受到了行業(yè)內(nèi)的高度重視，并逐漸形成剛性需求。但是，高超配比對(duì)逆變器的質(zhì)量與設(shè)計(jì)有更高的要求，甚至是將該指標(biāo)視作衡量逆變器優(yōu)劣的重要參考。本期，小編帶大家一起探索“超配的秘密”。

超配比通常指逆變器在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境下，光伏組件裝機(jī)功率與逆變器額定交流輸出功率的比值，也稱直流交流比（DC/AC ratio）。例如，對(duì)于一個(gè)額定交流功率為5kW的逆變器，當(dāng)光伏組件裝機(jī)功率為6KWp STC時(shí)，超配比為6/5=1.2。當(dāng)光伏組件裝機(jī)功率為7KWp STC時(shí)，超配比為7/5=1.4。（STC：Standard Test Condition，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境）。超配比是衡量逆變器性能的重要指標(biāo)，也是安裝商在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)的主要考量點(diǎn)。

如上圖所示，在超配的系統(tǒng)中，當(dāng)光照在最充足的情況下，光伏組件所產(chǎn)生的功率將大于逆變器額定最大輸出功率。此時(shí)，逆變器會(huì)將系統(tǒng)內(nèi)電流限制在最大額定值，同時(shí)直流側(cè)電壓會(huì)因此而升高。過(guò)程中，系統(tǒng)輸出限定在額定最大輸出，超配部分的潛在產(chǎn)能能力將被損失掉。系統(tǒng)的實(shí)際功率曲線的頂部將由原來(lái)的類正態(tài)分布曲線變?yōu)槠街本€，橙色部分即為損失，該過(guò)程被稱為“削峰”或“削頂”。

但是，如果系統(tǒng)未超配時(shí)，如圖中曲線（low dc-to-ac ratio ）所示，系統(tǒng)產(chǎn)能大部分時(shí)間低于超配系統(tǒng)。盡管在超配系統(tǒng)中，光照充足時(shí)會(huì)受到“削峰”效應(yīng)的影響，損失部分潛在產(chǎn)能能力，但在合理超配比范圍內(nèi)，該損失卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于非高峰光照時(shí)間的超出產(chǎn)能（即白色和黃色點(diǎn)狀區(qū)域），因此適當(dāng)?shù)某鋾?huì)明顯增加系統(tǒng)的發(fā)電能力。

從投資的角度上看，如果6kWp的直流光伏系統(tǒng)采用6kW逆變器，系統(tǒng)只有在最優(yōu)光照時(shí)間才能滿載運(yùn)行，其他大部分的光照條件下產(chǎn)生的潛在產(chǎn)能都被“浪費(fèi)”掉。但是，如果采用5kW逆變器，則系統(tǒng)有更多的時(shí)間處在滿載運(yùn)行階段，設(shè)備的產(chǎn)能能力被更有效地使用了。

盡管5kW系統(tǒng)較之6kW系統(tǒng)會(huì)損失“削峰”部分功率的可能，但整體的運(yùn)行效率得到了很大的提高，況且在設(shè)計(jì)合理的情況下，“削峰”出現(xiàn)的概率處于較低水平，對(duì)系統(tǒng)影響很小。

此外，考慮到逆變器成本對(duì)整體系統(tǒng)成本的影響，5kW逆變器較之6kW的價(jià)格更低，超配將優(yōu)化整體項(xiàng)目的NPV（凈現(xiàn)值）、IRR（內(nèi)部收益率）與LCOE（平準(zhǔn)化度電成本）。另外，很多市場(chǎng)采用分時(shí)電價(jià)的模式，即早晚期間的電價(jià)高于中午時(shí)間的電價(jià)，而超配恰好使系統(tǒng)在早晚時(shí)段表現(xiàn)出更好的產(chǎn)能能力，從而節(jié)省了高電價(jià)時(shí)的電網(wǎng)側(cè)用能，帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

“削峰”過(guò)程中，功率曲線處于穩(wěn)定狀態(tài)，相比較于常規(guī)曲線，電網(wǎng)公司的電力調(diào)度工作會(huì)變得更加容易，尤其對(duì)于光伏發(fā)展較快或電網(wǎng)運(yùn)載能力較弱的地區(qū)，統(tǒng)一的、平穩(wěn)的產(chǎn)能會(huì)造成更小的電網(wǎng)波動(dòng)。

系統(tǒng)處在“削峰”狀態(tài)時(shí)，逆變器會(huì)自動(dòng)將系統(tǒng)電流限制在額定范圍內(nèi)，同時(shí)，設(shè)備將在該狀態(tài)時(shí)間范圍內(nèi)處于最大功率點(diǎn)電壓以上。這對(duì)逆變器元件的質(zhì)量、內(nèi)部電路的優(yōu)化程度，尤其是散熱能力有著較高要求，且隨著超配比的增加而提高。

一般來(lái)說(shuō)，“削峰”出現(xiàn)在陽(yáng)光最充足的時(shí)刻，通常也是一天內(nèi)溫度最高的時(shí)間，這一點(diǎn)增加了對(duì)設(shè)備散熱能力的考驗(yàn)?？紤]到失效率與噪音等問(wèn)題，很多逆變器制造商將自然冷卻的技術(shù)運(yùn)用到戶用設(shè)備中，為保證更好的散熱能力以提高超配能力，設(shè)備內(nèi)部電路的優(yōu)化及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。否則設(shè)備將受內(nèi)部過(guò)熱影響而頻繁關(guān)機(jī)或降低設(shè)備使用壽命。

鑒于上述超配比對(duì)逆變器的影響，超配比被視為衡量逆變器質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平的重要參考指標(biāo)。

高超配比在光伏系統(tǒng)應(yīng)用中有非常多的優(yōu)點(diǎn)，但過(guò)高超配也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降甚至安全隱患，因此安裝商應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況估算出系統(tǒng)的最佳超配比。以下幾點(diǎn)為影響系統(tǒng)超配比計(jì)算的可能因素：

氣候和天氣：氣候與天氣對(duì)溫度和光照產(chǎn)生明顯影響，從而影響超配比的設(shè)計(jì)。熱帶地區(qū)普遍高溫高濕，逆變器降溫功能將被減弱，超配比不應(yīng)設(shè)置過(guò)高。同時(shí)，熱帶地區(qū)光照充足，設(shè)備運(yùn)行在“削峰”階段時(shí)間偏長(zhǎng)，需適當(dāng)降低超配比。氣候多變，如多陰雨地區(qū)需考慮光照高峰時(shí)刻頻繁變換天氣的情況，該現(xiàn)象會(huì)在逆變器高能運(yùn)行時(shí)多次大范圍降載從而產(chǎn)生電壓波動(dòng)，因此超配比也應(yīng)適當(dāng)降低。風(fēng)沙地區(qū)與此類似，沙塵會(huì)降低光照強(qiáng)度但受風(fēng)的影響變化很快。氣溫與光照相對(duì)穩(wěn)定且均勻的地區(qū)可略提高超配比。

光伏電池材質(zhì)與結(jié)構(gòu)：不同材質(zhì)的光伏電池有不同的功率曲線特征，例如薄膜電池在弱光情況下表現(xiàn)更好，因此對(duì)超配比的敏感度降低，相較于晶硅電池，薄膜電池的超配范圍更窄。此外，光伏組件的角度與朝向也會(huì)影響每日接受光照的曲線，在設(shè)計(jì)超配比時(shí)需考慮。

設(shè)備生命周期：光伏電池功率輸出能力會(huì)隨使用時(shí)間而下降，因此后期的實(shí)際超配比也會(huì)隨之降低。在最優(yōu)光伏比設(shè)計(jì)時(shí)可以略提高比值已抵消后期的衰減。衰減的模型一般分為線性與指數(shù)兩種。設(shè)計(jì)者可根據(jù)不同情況進(jìn)行估值。

當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)要求：有些電網(wǎng)公司會(huì)對(duì)所轄范圍內(nèi)的光伏系統(tǒng)進(jìn)行功率或超配比的限制，比如會(huì)要求光伏系統(tǒng)直流側(cè)最大功率不能超過(guò)交流額定輸出功率的20%，即認(rèn)為限定超配比的最大值。或按照交流側(cè)輸出功率收取年費(fèi)，則安裝商更傾向高超配比。

除上述因素外，其他影響因素也應(yīng)受到設(shè)計(jì)者的關(guān)注，如溫度光照外的氣象條件，設(shè)備運(yùn)行的海拔、濕度、電磁環(huán)境等。