光伏電站系統(tǒng)效率PR分析

光伏電站系統(tǒng)效率PR分析第一頁，共42頁。1. PR的定義和測(cè)量2. PR的歷史和現(xiàn)狀3. 影響PR的因素分析4.

如何提高PR5. PR的展望主要內(nèi)容提綱第二頁，共42頁。1. PR的定義和測(cè)量2. PR的歷史和現(xiàn)狀3. 影響PR的因素分析4. 如何提高PR5. PR的展望

第三頁，共42頁。PR的定義PerformanceRatio：簡(jiǎn)稱PR。IEC61724(1)給出的定義如下：PT：在T時(shí)間段內(nèi)電站的平均系統(tǒng)效率ET：在T時(shí)間段內(nèi)電站輸入電網(wǎng)的電量Pe：電站組件裝機(jī)的標(biāo)稱容量hT:是T時(shí)間段內(nèi)方陣面上的峰值日照時(shí)數(shù)第四頁，共42頁。PR的幾點(diǎn)說明（1）默認(rèn)，PR一般指的年平均效率。（2）PR每時(shí)每刻都在變化。第五頁，共42頁。PR的幾點(diǎn)說明（3）峰值日照時(shí)數(shù)，是指不考慮任何遮擋下的1㎡方陣面上接收到的總輻射量（kWh/㎡）與STC對(duì)應(yīng)的1000W/㎡的比值，單位：h。第六頁，共42頁。PR的計(jì)算和測(cè)量需要的兩個(gè)量：（1）某一時(shí)間段的發(fā)電量；（2）某一時(shí)間段方陣面上的總輻射量。前者是電費(fèi)結(jié)算的依據(jù)；后者通常有2種測(cè)量方式。第七頁，共42頁?？傒椛淞康臏y(cè)量?jī)煞N方法：（1）利用方陣面上的總輻射表測(cè)量。（2）利用標(biāo)定的太陽能電池板測(cè)量。前者：不能采用普通的總輻射儀器，要用達(dá)到3%的準(zhǔn)確度，需要采用[二等標(biāo)準(zhǔn)]等級(jí)。后者：要注意硅電池對(duì)光譜吸收的選擇性以及相對(duì)透射率的影響。第八頁，共42頁。1. PR的定義2. PR的歷史和現(xiàn)狀3. 影響PR的因素分析4. 如何提高PR5. PR的展望

第九頁，共42頁。PR回顧在80年代末期，PR一般在50%～75%之間；在90年代，PR一般在70%～80%之間；2000年以后到現(xiàn)在，PR一般都大于80%。第十頁，共42頁。國(guó)外PR統(tǒng)計(jì)。第十一頁，共42頁。PR回顧從圖中可以看出：即使是同一年安裝的電站，PR的差異也很大；如統(tǒng)計(jì)的1994年安裝的電站，其PR最低小于50%，最高大于80%；統(tǒng)計(jì)的2010年安裝的電站，其PR最低小于70%，最高則接近90%，第十二頁，共42頁。1. PR的定義2. PR的歷史和現(xiàn)狀3. 影響PR的因素分析4. 如何提高PR5.PR的展望

第十三頁，共42頁。第十四頁，共42頁。陰影遮擋損失（1）遠(yuǎn)方遮擋（2）近處遮擋遮擋的影響：不是與遮擋的輻射比例呈正比的，與組件布置、組串接線有關(guān)系?？刹捎肞VSYST6模擬分析。第十五頁，共42頁。陰影遮擋損失。包頭達(dá)茂旗某項(xiàng)目：第十六頁，共42頁。相對(duì)透射率損失第十七頁，共42頁。相對(duì)透射率損失包頭達(dá)茂旗某項(xiàng)目：◆固定式相對(duì)透射率損失——約2.6%◆斜單軸相對(duì)透射率損失——約1.3%◆雙軸相對(duì)透射率損失——約1.0%第十八頁，共42頁。弱光損失第十九頁，共42頁。弱光損失包頭達(dá)茂旗某項(xiàng)目：在內(nèi)蒙古達(dá)茂旗地區(qū)，采用固定式支架（37°）安裝方式。利用PVSYST軟件計(jì)算得到：采用天合光能TSM-250-P05A多晶硅組件時(shí)，全年由于弱光性造成的發(fā)電量損失約為0.5%；采用強(qiáng)生光電QS90DU非晶硅組件時(shí)，全年由于弱光性造成的發(fā)電量損失約為1.5%。第二十頁，共42頁。溫度損失非晶硅組件的峰值功率溫度系數(shù)通常在-0.2%/℃左右，而多晶硅組件通常在-0.4%/℃左右。第二十一頁，共42頁。溫度損失（1）內(nèi)蒙古包頭達(dá)茂旗地區(qū)，當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟?.6℃，采用固定式支架，傾角37°。分別采用多晶硅組件TMS230-P05和非晶硅組件QS90U，利用PVSYST軟件計(jì)算得到年溫度損失分別為1.0%和1.3%。（2）廣州地區(qū)，當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟?2.7℃，采用固定式支架，傾角12°。分別采用多晶硅組件TMS230-P05和非晶硅組件QS90U，利用PVSYST軟件計(jì)算得到年溫度損失分別為8.9%和5.9%。第二十二頁，共42頁。組件實(shí)際功率與標(biāo)稱功率偏差組件有正偏差，提升PR；組件有負(fù)偏差，降低PR。第二十三頁，共42頁。組件不匹配損失兩種：（1）電壓偏差引起的平均值起作用；（2）電流偏差引起的短板效應(yīng)；所以：組件都是按照電流分檔的。第二十四頁，共42頁。組件不匹配損失若：組件的電壓偏差在±3%內(nèi)，組件的短路電流為8.79A，組件按電流精度0.2A分檔（即電流偏差在±1.1%內(nèi)），接入某500kW逆變器的組件均符合以上要求，采用PVSYST可以計(jì)算得到，不匹配損失約0.1%?？紤]到雜散因素，不超過0.5%。第二十五頁，共42頁。匯集電纜損失包括：（1）直流線損：一般在1%左右；（2）交流線損：采用35kV匯集，在0.3%左右；采用10kV匯集，在0.8%左右。第二十六頁，共42頁。污穢損失跟（1）當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件；（2）運(yùn)營(yíng)期的清洗方式和頻率有關(guān)系。光伏電站組件沖洗時(shí)刻可以通過光伏組件清洗試驗(yàn)來確定，通常在試驗(yàn)清洗光伏組件前后，電流增加5%即需要清洗。如果按這樣的沖洗頻次，灰塵累計(jì)按線性考慮，全年由于污穢損失的發(fā)電量約3%。第二十七頁，共42頁。光譜響應(yīng)損失第二十八頁，共42頁。光譜響應(yīng)損失（1）對(duì)于內(nèi)蒙古包頭達(dá)茂旗地區(qū)，采用固定式支架、37°傾角，利用PVSYST軟件計(jì)算，當(dāng)采用非晶硅組件時(shí)，光譜響應(yīng)損失為0.5%；（2）對(duì)于廣州地區(qū)，采用固定式支架、12°傾角，利用PVSYST軟件計(jì)算，當(dāng)采用非晶硅組件時(shí)，光伏響應(yīng)損失為-1.4%，即非晶硅的光譜響應(yīng)特性在該地區(qū)使得發(fā)電量提升1.4%。第二十九頁，共42頁。逆變器損失（1）逆變器自身的損耗；（2）對(duì)于超出逆變器額定功率或由于超出工作電壓范圍造成的損失。約2%左右。第三十頁，共42頁。逆變器至并網(wǎng)點(diǎn)的其他損失（1）單元升壓變壓器損失；約2%左右；（由于夜間空載損耗）（2）主變壓器損失；約1%左右；（由于夜間空載損耗）第三十一頁，共42頁。系統(tǒng)可利用率系統(tǒng)可利用率主要受設(shè)備的可靠性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響。逆變器、匯流箱、電纜接頭和跟蹤支架等設(shè)備的可靠性都是影響系統(tǒng)可利用率的重要因素。該系數(shù)的取值要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)取值，一般可選為98%~99%。第三十二頁，共42頁。多晶硅陰影遮擋損失3.70%相對(duì)透射率損失2.60%弱光損失0.50%溫度損失1.00%污穢損失2.00%組件實(shí)際功率與標(biāo)稱之差損失-0.80%組件不匹配損失0.50%匯集電纜損失-1.00%逆變器損失2.00%逆變器出口至并網(wǎng)點(diǎn)3.30%系統(tǒng)可利用率99%系統(tǒng)效率84.3%第三十三頁，共42頁。1. PR的定義2. PR的歷史和現(xiàn)狀3. 影響PR的因素分析4. 如何提高PR5.PR的展望

第三十四頁，共42頁。如何提高PR第三十五頁，共42頁。如何提高PR第三十六頁，共42頁。PR是不是越高越好系統(tǒng)效率PR在一定程度上反應(yīng)了設(shè)備和系統(tǒng)的性能，但不是越高越好。舉例說明：（a）包頭達(dá)茂旗地區(qū)某項(xiàng)目采用固定式支架、傾角37°，間距按冬至日上午九點(diǎn)至下午三點(diǎn)前排對(duì)后排不遮擋確定，經(jīng)計(jì)算這種情況下陰影遮擋損失約3.7%，直流匯集電纜損失約1.1%。第三十七頁，共42頁。PR是不是越高越好若將傾角變?yōu)?°，同時(shí)前后排間距縮小至0，則陰影遮擋損失為0，直流匯集電纜損失也大幅降低，預(yù)計(jì)PR將提高4%左右。雖然PR提高了，但是系統(tǒng)的發(fā)電量卻大幅降低，經(jīng)濟(jì)效益下降。（b）增大電纜截面、采用非晶合金變壓器等均可以提高系統(tǒng)PR，但是同時(shí)也增加了系統(tǒng)造價(jià)，要綜合考慮后才能確定。第三十八頁，共42頁。1. PR的定義2. PR的歷史和現(xiàn)狀3. 影響PR的因素分析4. 如何提高PR5.PR的展望

第三十九頁，共42頁。PR能否超過90%前述圖中所列的部分光伏電站的系統(tǒng)效率PR已經(jīng)非常接近90%。考慮到技術(shù)進(jìn)步，PR超過90%是可能的。第四十頁，共42頁。舉例針對(duì)前述例子，在保持間距不變的前提