光伏電站首年滿負荷利用小時偏低分析及舉措

程增標，邵俊華

（華潤電力（宿遷）有限公司，江蘇 宿遷 223600）

隨著國家新能源項目的不斷發展，光伏發電項目裝機容量日益擴大，特別是屋頂分布式光伏如雨后春筍般出現在各個工業園區的廠房屋頂。工程經過設計、建設，最終轉入運營，那么如何判斷光伏電站的發電能力達到設計水平和預期效果呢？不同電站之間如何比較發電能力高低呢？

滿負荷利用小時數，是指發電設備在滿負荷運行條件下的運行小時數，即發電量與裝機容量之比，反映了電站發電設備利用率，是電站運營的主要指標之一[1]。本文主要通過光伏電站滿負荷利用小時數偏低的分析、核算等，讓人們了解滿負荷利用小時數異常的真正原因——是真的偏低還是計算方法等方面問題，最終得出真實利用小時數值[2]。

1 基本情況

華潤電力（宿遷）有限公司開發了屋頂分布式光伏發電項目，總裝機容量共計20.33856 MW，全站共分布在8個工業園區，其中7個園區為全額上網模式，1個園區“自發自用，余電上網”模式。全額上網園區于2017年6月28日14:50一次并網成功，自發自用園區于7月12日9:50并網。

本光伏電站分為彩鋼瓦屋頂與水泥屋頂兩種類型。其中，安陽、昆沭、大家、湯澗、中科為水泥屋頂，安裝角為+10°；群星、欣一、欣二為彩鋼瓦屋頂，群星園區為東西方向安裝，組件安裝角度為3°～5°（各占比50%），欣一、欣二安裝角度為±3°～5°（各占比50%）。

本光伏電站自并網至2017年年底，經過半年的運營，其間不斷整改及消缺，電站的各項工作已經逐漸步入正軌。7-12月完成上網電量992萬kW·h。

2 滿負荷利用小時數

為了驗證該項目實際運行情況是否能夠達到預期設計效果，也為了分析各園區發電情況是否正常，找出缺陷并解決，根據生產報表數據計算出2017年下半年滿負荷利用小時數。各園區滿負荷利用小時數如表1所示。

表1 2017年滿負荷利用小時數

由表1可以看出，全站年累總利用小時偏低；昆沭園區年累7-10月利用小時數與其附近中科和安陽園區相比明顯偏低太多；中科園區7月利用小時數異常偏低。

3 原因分析

昆沭園區因園區原因未能按照實際容量安裝，雖已修改備案并上報電力部門，但是在11月之前運營人員仍按照實際容量計算利用小時，導致數值偏低；中科園區7月12日并網，導致7月利用小時偏低；2017年滿負荷利用小時為上網電量計算所得（監控系統調試進度等原因造成發電量數據不準確）。經測算，調整發電量計算方式（根據2018年1月場用電率7.2%，2月場用電率6.1%，2017年年場用電率按6.0%計算），年累利用小時數升高13.82 h，全站利用小時數為558.64 h。

其他原因：光伏組件清潔度及氣象原因造成電量損失較多，組件于2017年5月開始安裝鋪設，于2017年12月完成第一次清洗工作，清洗間隔較長，灰塵遮擋影響效率；2017年下半年入冬以后，天氣狀況不佳，霧霾天氣較多，影響光照強度；昆沭、中科、群星園區女兒墻太高，夏季過后遮擋光伏組件的時間變長。

根據以上原因，對利用小時重新計算調整，調整后全站利用小時情況如表2所示。

表2 2017年滿負荷利用小時數（發電量計算）

4 設計值

根據初步設計報告，彩鋼瓦屋面（44%）設計首年等效滿負荷運行小時數約為1020.59 h，在運行期25年內的年等效滿負荷運行小時數約為939.29 h。水泥屋面（56%）年等效滿負荷運行小時數約為1128.21 h，在運行期25年內的年等效滿負荷運行小時數約為1038.34 h。由此計算出本站首年綜合設計等效滿負荷運行小時數=（彩鋼瓦容量×設計小時+水泥屋面容量×設計小時）/總容量=1081.47 h。

根據設計報告中各月份輻射水平情況，當設計系統效率PR值為78%時，測算出各個月度利用小時分布情況，如表3所示。實際與設計值對比：根據設計中水平面與10°傾角各自光照輻射量，并根據各自裝機容量，整體測算2017年7-12月設計利用小時為520 h。沭陽光伏實際7-12月利用小時數為558.64 h。

表3 月輻射水平情況及利用小時數

5 結論

通過以上分析，根據電站所在地區光照情況和投運以來的滿負荷利用小時數，對比發現，首年綜合滿負荷利用小時數應為1174.65 h，高出首年設計綜合滿負荷利用小時數1081.47 h，電站利用小時數滿足設計要求。為進一步提高電站滿負荷利用小時數，除正常維護外，本站還采取以下舉措。

一是優化屋頂環境，協商園區對廣告牌、屋頂排污口及臨時裝置進行調整，減少遮擋損失；按月度定期開展組件巡視工作，對彩鋼瓦屋頂組件底角積灰處、臨時電纜、鳥糞、澗園區排污口等較易污染地區進行清掃[3]。

二是加大清洗力度。簽訂年度組件清洗單位，組件積灰后能及時進行清理。在簽訂清洗單位時要求一個月內需要對所有園區組件鳥糞進行清掃，防止鳥糞影響發電量，以及長時間不清洗可能導致組件出現隱裂損壞。建立長效維護機制，有效降低清掃費用，提高大雪等極端環境的應對能力，減少損失電量。

三是對受遮擋組件容量進行統計，根據日照情況，統計受遮擋日照時間段，分析其與未受遮擋組串電量差異情況，逐步摸清因遮擋造成的損失電量情況，為后續整改積累數據經驗；做好備品備件儲備，建立高效穩定的維護隊伍，對全站人員進行技能培訓，提高技能水平，提高設備穩定性。加強運維管理，及時發現故障；加強與調度聯系，及時掌握電網檢修計劃時間，并做好消缺計劃，合理安排設備檢測計劃。

參考文獻

1 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 20513-2006/IEC 61724：1998 光伏系統性能監測 測量、數據交換和分析導則[S].北京：中國標準出版社，2007.

2 黃漢云.太陽能光伏發電應用原理[M].北京：化學工業出版社，2016.

3 李鐘實.太陽能光伏發電系統設計施工與維護[M].北京：人民郵電出版社，2010.