光伏电站系统效率PR分析..

光伏电站系统效率PR分析作者：坎德拉学院微信：candela1948时间：2013年7月1.PR的定义和测量2.PR的历史和现状3.影响PR的因素分析4.如何提高PR5.PR的展望主要内容提纲1.PR的定义和测量2.PR的历史和现状3.影响PR的因素分析4.如何提高PR5.PR的展望PR的定义PerformanceRatio：简称PR。IEC61724(1)给出的定义如下：PT：在T时间段内电站的平均系统效率ET：在T时间段内电站输入电网的电量Pe：电站组件装机的标称容量hT:是T时间段内方阵面上的峰值日照时数TeTThPEPRPR的几点说明（1）默认，PR一般指的年平均效率。（2）PR每时每刻都在变化。PR的几点说明（3）峰值日照时数，是指不考虑任何遮挡下的1㎡方阵面上接收到的总辐射量（kWh/㎡）与STC对应的1000W/㎡的比值，单位：h。PR的计算和测量需要的两个量：（1）某一时间段的发电量；（2）某一时间段方阵面上的总辐射量。前者是电费结算的依据；后者通常有2种测量方式。总辐射量的测量两种方法：（1）利用方阵面上的总辐射表测量。（2）利用标定的太阳能电池板测量。前者：不能采用普通的总辐射仪器，要用达到3%的准确度，需要采用[二等标准]等级。后者：要注意硅电池对光谱吸收的选择性以及相对透射率的影响。1.PR的定义2.PR的历史和现状3.影响PR的因素分析4.如何提高PR5.PR的展望PR回顾在80年代末期，PR一般在50%～75%之间；在90年代，PR一般在70%～80%之间；2000年以后到现在，PR一般都大于80%。国外PR统计。PR回顾从图中可以看出：即使是同一年安装的电站，PR的差异也很大；如统计的1994年安装的电站，其PR最低小于50%，最高大于80%；统计的2010年安装的电站，其PR最低小于70%，最高则接近90%，1.PR的定义2.PR的历史和现状3.影响PR的因素分析4.如何提高PR5.PR的展望阴影遮挡损失（1）远方遮挡（2）近处遮挡遮挡的影响：不是与遮挡的辐射比例呈正比的，与组件布置、组串接线有关系。可采用PVSYST6模拟分析。阴影遮挡损失。包头达茂旗某项目：相对透射率损失相对透射率损失包头达茂旗某项目：◆固定式相对透射率损失——约2.6%◆斜单轴相对透射率损失——约1.3%◆双轴相对透射率损失——约1.0%弱光损失弱光损失包头达茂旗某项目：在内蒙古达茂旗地区，采用固定式支架（37°）安装方式。利用PVSYST软件计算得到：采用天合光能TSM-250-P05A多晶硅组件时，全年由于弱光性造成的发电量损失约为0.5%；采用强生光电QS90DU非晶硅组件时，全年由于弱光性造成的发电量损失约为1.5%。温度损失非晶硅组件的峰值功率温度系数通常在-0.2%/℃左右，而多晶硅组件通常在-0.4%/℃左右。温度损失（1）内蒙古包头达茂旗地区，当地年平均温度3.6℃，采用固定式支架，倾角37°。分别采用多晶硅组件TMS230-P05和非晶硅组件QS90U，利用PVSYST软件计算得到年温度损失分别为1.0%和1.3%。（2）广州地区，当地年平均温度22.7℃，采用固定式支架，倾角12°。分别采用多晶硅组件TMS230-P05和非晶硅组件QS90U，利用PVSYST软件计算得到年温度损失分别为8.9%和5.9%。组件实际功率与标称功率偏差组件有正偏差，提升PR；组件有负偏差，降低PR。组件不匹配损失两种：（1）电压偏差引起的平均值起作用；（2）电流偏差引起的短板效应；所以：组件都是按照电流分档的。组件不匹配损失若：组件的电压偏差在±3%内，组件的短路电流为8.79A，组件按电流精度0.2A分档（即电流偏差在±1.1%内），接入某500kW逆变器的组件均符合以上要求，采用PVSYST可以计算得到，不匹配损失约0.1%。考虑到杂散因素，不超过0.5%。汇集电缆损失包括：（1）直流线损：一般在1%左右；（2）交流线损：采用35kV汇集，在0.3%左右；采用10kV汇集，在0.8%左右。污秽损失跟（1）当地的气候条件；（2）运营期的清洗方式和频率有关系。光伏电站组件冲洗时刻可以通过光伏组件清洗试验来确定，通常在试验清洗光伏组件前后，电流增加5%即需要清洗。如果按这样的冲洗频次，灰尘累计按线性考虑，全年由于污秽损失的发电量约3%。光谱响应损失光谱响应损失（1）对于内蒙古包头达茂旗地区，采用固定式支架、37°倾角，利用PVSYST软件计算，当采用非晶硅组件时，光谱响应损失为0.5%；（2）对于广州地区，采用固定式支架、12°倾角，利用PVSYST软件计算，当采用非晶硅组件时，光伏响应损失为-1.4%，即非晶硅的光谱响应特性在该地区使得发电量提升1.4%。逆变器损失（1）逆变器自身的损耗；（2）对于超出逆变器额定功率或由于超出工作电压范围造成的损失。约2%左右。逆变器至并网点的其他损失（1）单元升压变压器损失；约2%左右；（由于夜间空载损耗）（2）主变压器损失；约1%左右；（由于夜间空载损耗）系统可利用率系统可利用率主要受设备的可靠性和系统设计的影响。逆变器、汇流箱、电缆接头和跟踪支架等设备的可靠性都是影响系统可利用率的重要因素。该系数的取值要根据实际运行经验取值，一般可选为98%~99%。多晶硅阴影遮挡损失3.70%相对透射率损失2.60%弱光损失0.50%温度损失1.00%污秽损失2.00%组件实际功率与标称之差损失-0.80%组件不匹配损失0.50%汇集电缆损失-1.00%逆变器损失2.00%逆变器出口至并网点3.30%系统可利用率99%系统效率84.3%1.PR的定义2.PR的历史和现状3.影响PR的因素分析4.如何提高PR5.PR的展望如何提高PR如何提高PRPR是不是越高越好系统效率PR在一定程度上反应了设备和系统的性能，但不是越高越好。举例说明：（a）包头达茂旗地区某项目采用固定式支架、倾角37°，间距按冬至日上午九点至下午三点前排对后排不遮挡确定，经计算这种情况下阴影遮挡损失约3.7%，直流汇集电缆损失约1.1%。PR是不是越高越好若将倾角变为0°，同时前后排间距缩小至0，则阴影遮挡损失为0，直流汇集电缆损失也大幅降低，预计PR将提高4%左右。虽然PR提高了，但是系统的发电量却大幅降低，经济效益下降。（b）增大电缆截面、采用非晶合金变压器等均可以提高系统PR，但是同时也增加了系统造价，要综合考虑后才能确定。1.PR的定义2.PR的历史和现状3.影响PR的因素分析4.如何提高PR5.PR的展望PR能否超过90%前述图中所列的部分光伏电站的系统效率PR已经非常接近90%。考虑到技术进步，PR超过90%是可能的。举例针对前述例子，在保持间距不变的前提下，通过适当降低倾角至32°，可使得阴影遮挡损失降低到2.9%左右；如果系统的可利用率达到接近100%，并且将污秽损失降低到1%、将逆变器的效率提高0.5%、将组件的不匹配损失控制在0.2%，并且该系统直接380V并网（少了两级变压器损失3%）则该项目的系统效率PR可以超过90%。更多光伏设计技术敬请参考