兆瓦級(jí)荒漠光伏電站運(yùn)行特性分析

祁正榮

【摘要】 通過(guò)分析酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.1MW并網(wǎng)光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)要分析了影響兆瓦級(jí)荒漠光伏電站發(fā)電量的因素，主要為輻照度、溫度、逆變效率、灰塵等。

【關(guān)鍵詞】 太陽(yáng)能 光伏電站 運(yùn)行特性 發(fā)電量

一、引言

隨著可再生能源的發(fā)展，大型并網(wǎng)型光伏電站的多種技術(shù)方案得到了應(yīng)用。在寧夏、甘肅、云南等地相繼建成了大容量并網(wǎng)光伏電站，這些并網(wǎng)型光伏電站的建設(shè)、投入使用對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用的快速發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。本文將通過(guò)分析酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院所建2.1兆瓦示范型并網(wǎng)光伏電站的數(shù)據(jù)，對(duì)并網(wǎng)光伏電站運(yùn)行特性進(jìn)行分析研究。

二、酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.1兆瓦光伏電站簡(jiǎn)介

酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.1MW并網(wǎng)光伏電站建設(shè)有七種形式的光伏發(fā)電系統(tǒng)，所用組件分別為固定式多晶硅組件（1.5MW）、固定式單晶硅組件（0.1MW）、固定式非晶薄膜組件（0.1MW）、雙軸跟蹤多晶硅組件（0.1MW）、平單軸跟蹤多晶硅組件（0.1MW）、斜單軸跟蹤多晶硅組件（0.1MW）、高倍聚光砷化鎵組件（0.1MW）等。

三、并網(wǎng)示范電站關(guān)鍵部分運(yùn)行性能分析

1、影響光伏組件輸出功率的因素。太陽(yáng)輻射強(qiáng)度是影響太陽(yáng)電池板輸出功率最主要的因素，此外光伏組件溫度、光伏組件表面積塵、不同組件間的不匹配性、板間連線損耗和傳輸線損耗等因素也直接影響太陽(yáng)電池板的輸出性能。分析該電站運(yùn)行數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，影響光伏電池效率的因素還有：1）光伏電池存在±5%的誤差，計(jì)算電池板效率時(shí)候要考慮0.95的影響因數(shù)；2）電池板的輸出功率會(huì)隨著自身溫度的升高而降低，當(dāng)溫度達(dá)到50～75度時(shí)候，它的輸出功率降為額定時(shí)的89%，在分析太陽(yáng)電池板輸出功率時(shí)要考慮到0.89的影響系數(shù)；3）光伏組件表面灰塵的積累，會(huì)影響到電池板表面的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，同樣會(huì)影響電池板輸出功率，在分析電池板效率時(shí)候要考慮到0.93的影響因素；4）由于太陽(yáng)輻射的不均勻性，光伏組件的輸出幾乎不可能同時(shí)達(dá)到最大功率輸出，因此光伏陣列的輸出功率要低于各個(gè)組件的標(biāo)稱功率之和。另外，還有光伏組件的不匹配性和板間連線損失等，這些因素影響太陽(yáng)電池板輸出功率的系數(shù)按0.95計(jì)算；5）在該光伏電站中，由于電池組件的安裝比較分散，因此從光伏電池的安裝位置到配電室傳輸線的壓降損失也不會(huì)低于3%，因此分析組件輸出功率的時(shí)候，該部分損失的系數(shù)按0.97計(jì)算。通過(guò)以上分析，對(duì)于一組1000W的發(fā)電模塊進(jìn)行理論計(jì)算，則其實(shí)際輸出功率為1000×0.95×0.89×0.93×0.95×0.97=724.6W。如果考慮到安裝角度等折算因素，則其實(shí)際效率更低。

2、逆變器運(yùn)行效率。不同廠家生產(chǎn)的逆變器其工作穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)換效率都不一定，該2.1MW電站，選用了南瑞繼電的逆變器，其最高輸出效率達(dá)到95.72。

3、不同組件、不同安裝方式對(duì)系統(tǒng)功率輸出的影響。因該電站裝設(shè)組件類型較多，組件跟蹤方式也不一樣，通過(guò)比較分析得知，對(duì)于同類型、同容量的組件，雙軸跟蹤效率最高，斜單軸、平單軸次之，固定軸最小。

4、逆變后最大交流輸出功率。光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)逆變后交流輸出功率主要取決于太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度及逆變器效率，同時(shí)又與組件工作溫度、組件安裝方位角及傾角、線路損失等多種因素的影響?？梢员硎境桑?/p>

Q=ηqηTηiηnηl PAS=ηZ PAS

ηZ，光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器后交流輸出功率綜合修正系數(shù)，ηZ=ηqηTηiηnηl PAS；ηq，光強(qiáng)系數(shù)，一般按照當(dāng)?shù)剌椪斩热∽畲笾?；ηT，組件轉(zhuǎn)換效率溫度修正系數(shù)；ηi，組件安裝方位角、傾角修正系數(shù)；ηn，組件轉(zhuǎn)換效率溫度修正系數(shù)；ηl，線路損失修正系數(shù)；Q，逆變器后交流輸出功率，kW；PAS，組件安裝容量，kWp。

通過(guò)一年來(lái)發(fā)電數(shù)據(jù)的采集計(jì)量，得到非晶薄膜光伏組件一年累積發(fā)電量447500kWh，單晶硅光伏組件累積發(fā)電量83600 kWh，多晶硅光伏組件累積發(fā)電量1484300 kWh，高倍聚光砷化鎵光伏組件累積發(fā)電量288800kWh；其中非晶薄膜光伏組件日均發(fā)電量1226 kWh，單晶硅光伏組件日均發(fā)電量229kWh，多晶硅光伏組件日均發(fā)電量4066kWh，高倍聚光砷化鎵光伏組件日均發(fā)電量 791kWh。

結(jié)語(yǔ)：通過(guò)分析可知，對(duì)于并網(wǎng)光伏電站，影響其發(fā)電效率的因素有很多，其中以輻照度、天氣溫度為最，此外，支架跟蹤類型、組件匹配度、逆變器效率、組件表面潔凈程度等都會(huì)影響組件效率，只有綜合考慮這些因素，方可提高整個(gè)系統(tǒng)效率。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李世民，葉東嶸.兆瓦級(jí)荒漠光伏并網(wǎng)電站分析[J].發(fā)電設(shè)備，2011，25（2）：134-136

[2]張?chǎng)? 光伏并網(wǎng)電站損耗探討[J].科技信息，2010，15：338

[3]王東棟，孟慶昌，張磊. 光伏電站并網(wǎng)特性研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011，31：52-53

[4]柴亞盼. 光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率研究[D].北京交通大學(xué)，2014

[5]熊靜. 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究[D].南京理工大學(xué)，2014