兆瓦級荒漠光伏電站運行特性分析

祁正榮

【摘要】 通過分析酒泉職業技術學院2.1MW并網光伏電站運行數據，簡要分析了影響兆瓦級荒漠光伏電站發電量的因素，主要為輻照度、溫度、逆變效率、灰塵等。

【關鍵詞】 太陽能 光伏電站 運行特性 發電量

一、引言

隨著可再生能源的發展，大型并網型光伏電站的多種技術方案得到了應用。在寧夏、甘肅、云南等地相繼建成了大容量并網光伏電站，這些并網型光伏電站的建設、投入使用對太陽能光伏發電應用的快速發展起到了極大的推動作用。本文將通過分析酒泉職業技術學院所建2.1兆瓦示范型并網光伏電站的數據，對并網光伏電站運行特性進行分析研究。

二、酒泉職業技術學院2.1兆瓦光伏電站簡介

酒泉職業技術學院2.1MW并網光伏電站建設有七種形式的光伏發電系統，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、并網示范電站關鍵部分運行性能分析

1、影響光伏組件輸出功率的因素。太陽輻射強度是影響太陽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電池板的輸出性能。分析該電站運行數據可以發現，影響光伏電池效率的因素還有：1）光伏電池存在±5%的誤差，計算電池板效率時候要考慮0.95的影響因數；2）電池板的輸出功率會隨著自身溫度的升高而降低，當溫度達到50～75度時候，它的輸出功率降為額定時的89%，在分析太陽電池板輸出功率時要考慮到0.89的影響系數；3）光伏組件表面灰塵的積累，會影響到電池板表面的太陽輻射強度，同樣會影響電池板輸出功率，在分析電池板效率時候要考慮到0.93的影響因素；4）由于太陽輻射的不均勻性，光伏組件的輸出幾乎不可能同時達到最大功率輸出，因此光伏陣列的輸出功率要低于各個組件的標稱功率之和。另外，還有光伏組件的不匹配性和板間連線損失等，這些因素影響太陽電池板輸出功率的系數按0.95計算；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低于3%，因此分析組件輸出功率的時候，該部分損失的系數按0.97計算。通過以上分析，對于一組1000W的發電模塊進行理論計算，則其實際輸出功率為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，則其實際效率更低。

2、逆變器運行效率。不同廠家生產的逆變器其工作穩定性和轉換效率都不一定，該2.1MW電站，選用了南瑞繼電的逆變器，其最高輸出效率達到95.72。

3、不同組件、不同安裝方式對系統功率輸出的影響。因該電站裝設組件類型較多，組件跟蹤方式也不一樣，通過比較分析得知，對于同類型、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。光伏發電系統經逆變后交流輸出功率主要取決于太陽總輻射強度及逆變器效率，同時又與組件工作溫度、組件安裝方位角及傾角、線路損失等多種因素的影響。可以表示成：

Q=ηqηTηiηnηl PAS=ηZ PAS

ηZ，光伏發電系統逆變器后交流輸出功率綜合修正系數，ηZ=ηqηTηiηnηl PAS；ηq，光強系數，一般按照當地輻照度取最大值；ηT，組件轉換效率溫度修正系數；ηi，組件安裝方位角、傾角修正系數；ηn，組件轉換效率溫度修正系數；ηl，線路損失修正系數；Q，逆變器后交流輸出功率，kW；PAS，組件安裝容量，kWp。

通過一年來發電數據的采集計量，得到非晶薄膜光伏組件一年累積發電量447500kWh，單晶硅光伏組件累積發電量83600 kWh，多晶硅光伏組件累積發電量1484300 kWh，高倍聚光砷化鎵光伏組件累積發電量288800kWh；其中非晶薄膜光伏組件日均發電量1226 kWh，單晶硅光伏組件日均發電量229kWh，多晶硅光伏組件日均發電量4066kWh，高倍聚光砷化鎵光伏組件日均發電量 791kWh。

結語：通過分析可知，對于并網光伏電站，影響其發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影響組件效率，只有綜合考慮這些因素，方可提高整個系統效率。

參 考 文 獻

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