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光伏系統(tǒng)優(yōu)化的目標在合理控制成本的情況下，提高系統(tǒng)的發(fā)電效率，但往往有一些細節(jié)部分是不被重視的，比如匯流箱的布置，它屬于設(shè)施的選址優(yōu)化范疇，在屋頂分布式或地面光伏電站的設(shè)計和施工環(huán)節(jié)容易被人們所忽視。本文在基于曼哈頓距離算法的匯流箱最佳經(jīng)濟點選址模型和相關(guān)理論公式的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合實際屋頂光伏項目，針對簡單的和復(fù)雜的方陣，對匯流箱的選址問題從經(jīng)濟合理性角度作進一步的分析和探討。

1、匯流箱選址曼哈頓距離算法

假設(shè)光伏發(fā)電單元由若干光伏方陣組成，其中有n個組串匯入某一匯流箱，在方陣所在平面建立直角坐標系，并使得各組串正負輸出端點的位置在第一象限，坐標系原點是某一參考點，可根據(jù)實際情況選擇，那么各組串正負輸出端到匯流箱的直角距離之和可用理論公式表示：


2、匯流箱的初步選址

通過上述算法，可初步確定匯流箱的位置，如某混凝土屋頂發(fā)電單元方陣布置如圖3所示，其中一個匯流箱共匯入10串電池組件，方陣的布置是非常規(guī)則有序的，每個組串的正負輸出端子可看成一個坐標，將橫縱坐標值分別從小到大順序排列，根據(jù)上述結(jié)論，匯流箱初選最佳位置是在方陣中間，也就是說這個位置的橫坐標處于[X10，X11]閉區(qū)間，縱坐標處于[Y10，Y11]閉區(qū)間，它屬于一個面域的集合。一般對于簡單的方陣，判斷時無需CAD測量各個坐標點的位置，對組串輸出端點的X和Y值分別從大到小排序就可以快速確定，若在維修通道上不適合安裝匯流箱，可靠近這個位置的區(qū)域進行選擇。


而實際項目中也存在兩種特殊情況，一是匯流箱仍選擇在方陣內(nèi)部，但離最優(yōu)點較遠。第二，在方陣區(qū)域之外，如女兒墻上?；氐綀D3所示方陣布置圖，如果是第一種情況，那么可以過初選最優(yōu)點位置的橫坐標和縱坐標分別作Y軸和X軸的垂線，在這兩條垂線上我們可找到若干初選位置，然后比較1*4mm2光伏電纜的使用量。

第二種情況，匯流箱需要安裝在方陣區(qū)域之外，比如說固定在女兒墻上，如圖4所示，以女兒墻的西南墻角為坐標原點建立坐標系，假設(shè)該方陣內(nèi)匯流箱的最優(yōu)解位置的坐標為（Xn，Yn），在X軸上的垂足為A點，其坐標為（Xn，0），在Y軸上的垂足為B點，坐標為（0，Yn），由于是規(guī)則方陣，另外兩個點C和D是B和A的對稱點，如果不對稱，只需保證點在兩條垂線上即可。這幾個點是我們需要特別關(guān)注的，因在X和Y軸上，匯流箱若選在A點和B點外的其他任意點，各組串到匯流箱的線纜總距離都要增加。


A點、D點、B點或C點各位置需要進行計算比選，例如A點和B點：

根據(jù)公式（1）我們得到各個組串輸出端到A點和B點的距離之和LA和LB：

LA（X=Xn，Y=0）=（Xn+1+……+X2n）-（X1+……+Xn）+（Y1+……+Y2n）（2）

LB（X=0，Y=Yn）=（Yn+1+……+Y2n）-（Y1+……+Yn）+（X1+……+X2n）（3）

LA-LB=2（Y1+……+Yn）-2（X1+……+Xn）（4）

從（4）式可知，需要確定各輸出端點的Y坐標和與X坐標和的大小關(guān)系，對于該實例，很明顯，各點X坐標之和要大于Y坐標之和，因此LA＜LB，也就是說匯流箱選擇在A點比B點更省1*4mm2電纜，由于是規(guī)則方陣，和A點對稱的位置位于D點，只要這個位置適合安裝也是可行的，如遇不規(guī)則方陣或不確定的情況下，還需量測各輸出端點的X坐標和Y坐標值，得到和待定匯流箱位置的距離之和再進行一一比較。