光伏發(fā)電關(guān)鍵部件戶外檢測(cè)技術(shù)初探

趙晨+張延遲+馮琳清+王袤野

摘 要：作為一種清潔可再生能源，太陽(yáng)能在各類能源領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。介紹了光伏發(fā)電戶外檢測(cè)的主要方面，通過對(duì)光伏組件和逆變器性能的分析，驗(yàn)證了對(duì)光伏發(fā)電關(guān)鍵部件進(jìn)行戶外檢測(cè)的必要性。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；關(guān)鍵部件；戶外檢測(cè)；逆變器

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.032

隨著人們對(duì)能源、環(huán)境問題的關(guān)注，作為一種清潔可再生能源，太陽(yáng)能在各類能源領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）發(fā)布的《世界能源展望2014》預(yù)測(cè)，2040年全球主要能源需求預(yù)計(jì)增加37%.我國(guó)太陽(yáng)能資源非常豐富，每年照射在陸地表面的太陽(yáng)能有5.0×1019 kJ。從太陽(yáng)能資源的分布上來看，我國(guó)北部吉林、山東、內(nèi)蒙古、陜西等地的太陽(yáng)輻射總量是很可觀的。國(guó)內(nèi)外光伏的發(fā)展情況如圖1所示。

光伏發(fā)電事業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)光伏電站的建設(shè)提出了更高的要求。通過獲取太陽(yáng)能電池組件在各種工作環(huán)境下的電氣性能參數(shù)，分析各種環(huán)境因素包括太陽(yáng)輻照度、太陽(yáng)光譜、溫度、風(fēng)速風(fēng)向等對(duì)組件性能的影響，創(chuàng)造更好、更適宜光伏組件工作的環(huán)境，可以提高光伏發(fā)電的效率，并延長(zhǎng)設(shè)備的工作時(shí)間。

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)結(jié)合配電網(wǎng)的特點(diǎn)、光伏發(fā)電特性及接入配電網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響分析，檢測(cè)內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：①電能質(zhì)量檢測(cè)，主要包括諧波、電壓和頻率偏差、電壓波動(dòng)和閃變、三相電壓不平衡度、直流分量等檢測(cè)，主要檢測(cè)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)下的系統(tǒng)性能；②功率特性檢測(cè)，主要包括輻照度、溫度、光伏電站輸出功率等測(cè)試，檢測(cè)發(fā)電系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換性能和輸出功率特性等，主要考量光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率隨輻照度和溫度變化的特性；③電壓、頻率異常響應(yīng)檢測(cè)，主要包括欠壓/頻、過壓/頻分閘時(shí)間檢測(cè)，檢測(cè)發(fā)電系統(tǒng)暫態(tài)下的系統(tǒng)性能；④防孤島保護(hù)檢測(cè)，主要包括主動(dòng)防孤島和被動(dòng)防孤島保護(hù)性能測(cè)試，檢測(cè)出現(xiàn)孤島時(shí)發(fā)電系統(tǒng)的保護(hù)性能。

2 光伏組件及光伏逆變器性能戶外測(cè)試

為了優(yōu)化光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)電池在安裝環(huán)境下進(jìn)行長(zhǎng)期的性能測(cè)試是很有必要的。建立戶外測(cè)試系統(tǒng)，更加準(zhǔn)確地分析太陽(yáng)電池組件在真實(shí)太陽(yáng)條件照射下的特性，從而能夠?qū)ζ湓趯?shí)際應(yīng)用中的發(fā)電狀況有一個(gè)更真實(shí)的評(píng)估。精確測(cè)試太陽(yáng)電池單片的參數(shù)，合理組裝光伏方陣，可以提高組合效率，降低組合損失。

光伏并網(wǎng)逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)電站的發(fā)電效率。目前，逆變器的性能檢測(cè)基本上都是在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行的，缺乏實(shí)際發(fā)電運(yùn)行環(huán)境下的性能檢測(cè)。而逆變器實(shí)際運(yùn)行環(huán)境非常復(fù)雜，它的性能經(jīng)常會(huì)受到陽(yáng)光強(qiáng)度、溫度、電網(wǎng)質(zhì)量、調(diào)度控制、電磁兼容等綜合因素的影響，這些都是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下無法模擬出來的。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，即使是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證的產(chǎn)品，在實(shí)際使用過程中還會(huì)出現(xiàn)各種問題。因此，有必要在逆變器實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下，研究、測(cè)試光伏逆變器的真實(shí)性能，保證測(cè)試結(jié)果接近真實(shí)情況。

光伏組件及光伏逆變器性能戶外在線測(cè)量系統(tǒng)是由傳感器裝置感應(yīng)環(huán)境狀況生成電信號(hào)，經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)DDC裝置轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過有線信號(hào)傳輸技術(shù)將信號(hào)傳輸至控制室。整個(gè)戶外測(cè)試的過程將采集并儲(chǔ)存大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)，應(yīng)用于事后基于大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。圖2為采用戶外現(xiàn)場(chǎng)DDC分別進(jìn)行光伏組件和逆變器測(cè)試的原理圖。

光伏電站關(guān)鍵部件發(fā)電性能的戶外測(cè)試技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中具有很廣的應(yīng)用前景。通過科學(xué)的測(cè)試方法和數(shù)據(jù)整理分析，找出影響發(fā)電量的因素和解決辦法，并對(duì)影響發(fā)電量的因素逐一進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，比如光伏組件、逆變器、系統(tǒng)損耗太陽(yáng)輻射量、組合損失以及系統(tǒng)效率等因素，可以顯著提高光伏發(fā)電的效率，結(jié)合測(cè)試的數(shù)據(jù)，使得在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)光伏系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)和故障分析的效率和準(zhǔn)確性都大大提高。

參考文獻(xiàn)

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2014-12-03/130759.html.

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〔編輯：劉曉芳〕