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光伏電站設(shè)備損耗解讀
返回列表 來(lái)源: 光伏測(cè)試網(wǎng) 發(fā)布日期: 2020.11.14 瀏覽次數(shù):

光伏電站設(shè)備損耗解讀

目前,我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段,越來(lái)越多的光伏電站進(jìn)入長(zhǎng)達(dá)25年的運(yùn)營(yíng)期。運(yùn)營(yíng)期間發(fā)電水平是影響電站經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素,因此如何保障光伏電站高效發(fā)電成為運(yùn)營(yíng)商面臨的首要問題。而解決該問題前,首先需進(jìn)行光伏電站設(shè)備損耗分析,明白電站損耗發(fā)生在哪里。


以光伏方陣吸收損耗和逆變器損耗為主的電站損耗


光伏電站出力除受資源因素影響外,還受電站生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備損耗的影響,電站設(shè)備損耗越大,發(fā)電量越小。光伏電站設(shè)備損耗主要包括四類:光伏方陣吸收損耗、逆變器損耗、集電線路及箱變損耗、升壓站損耗等。


(1)光伏方陣吸收損耗是從光伏方陣經(jīng)過匯流箱到逆變器直流輸入端之間的電量損耗,包括光伏組件設(shè)備故障損耗、遮擋損耗、角度損耗、直流電纜損耗以及匯流箱支路損耗;


(2)逆變器損耗是指逆變器直流轉(zhuǎn)交流所引起的電量損耗,包括逆變器轉(zhuǎn)換效率損耗和MPPT最大功率跟蹤能力損耗;


(3)集電線路及箱變損耗是從逆變器交流輸入端經(jīng)過箱變到各支路電表之間的電量損耗,包括逆變器出線損耗、箱變變換損耗和廠內(nèi)線路損耗;


(4)升壓站損耗是從各支路電表經(jīng)過升壓站到關(guān)口表之間的損耗,包括主變損耗、站用變損耗、母線損耗及其他站內(nèi)線路損耗。


經(jīng)過對(duì)綜合效率在65%~75%、裝機(jī)容量分別為20MW、30MW和50MW的三個(gè)光伏電站10月份數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)果顯示光伏方陣吸收損耗和逆變器損耗是影響電站出力的主要因素,其中光伏方陣吸收損耗最大,占比約20~30%,逆變器損耗次之,約占2~4%,而集電線路及箱變損耗和升壓站損耗相對(duì)較小,總共約占2%左右。


進(jìn)一步分析上述30MW的光伏電站,其建設(shè)投資約4億元左右,該電站在10月份損耗電量為274.66萬(wàn)kW?h,占理論發(fā)電量的34.8%,如果按一度電1.0元計(jì)算,10月份共損失411.99萬(wàn)元,對(duì)電站經(jīng)濟(jì)效益影響巨大。


如何降低光伏電站損耗,提高發(fā)電量


光伏電站設(shè)備的四類損耗中,集電線路及箱變損耗和升壓站損耗通常與設(shè)備自身性能關(guān)系密切,損耗比較穩(wěn)定。但如果設(shè)備發(fā)生故障,將會(huì)引起較大的電量損失,因此要保證其正常穩(wěn)定運(yùn)行。而對(duì)于光伏方陣和逆變器,可以通過前期施工和后期運(yùn)維盡量減少損耗,具體分析如下。


(1)光伏組件和匯流箱設(shè)備故障損耗


光伏電站設(shè)備很多,上述示例中的30MW光伏電站有420臺(tái)匯流箱,每個(gè)匯流箱下有16條支路(共6720條支路),每條支路有20塊電池板(共134400塊電池板),設(shè)備總量巨大。而數(shù)量越多,設(shè)備發(fā)生故障的頻率就越高,產(chǎn)生的電量損失也越大。常見的問題主要有光伏組件燒毀、接線盒起火、電池板碎裂、引線虛焊,匯流箱支路故障等,為了降低這部分的損耗,一方面要加強(qiáng)竣工驗(yàn)收力度,通過有效的驗(yàn)收手段保障電站設(shè)備與是從質(zhì)量,包括出廠設(shè)備質(zhì)量、設(shè)備安裝、排布達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),電站施工質(zhì)量等;另一方面要提升電站智能化運(yùn)行水平,通過智能化輔助手段進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)分析,及時(shí)找出故障源,進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的故障排查,提升運(yùn)維人員的工作效率,降低電站損耗。


(2)遮擋損耗


由于光伏組件安裝角度、排布方式等因素影響,導(dǎo)致部分光伏組件被遮擋,影響光伏陣列的功率輸出,導(dǎo)致電量損失。因此,在電站設(shè)計(jì)施工過程中,要避免光伏組件處于陰影中,同時(shí)為了降低熱斑現(xiàn)象對(duì)光伏組件的損壞,應(yīng)加裝適量旁路二極管將電池組串分為若干部分,使得電池串電壓和電流按比例損失,減少損失電量。(組件邊框泥帶也會(huì)造成嚴(yán)重遮擋,?? 排水除泥 小創(chuàng)意可解決邊框積灰大問題。)


(3)角度損耗


光伏陣列的傾角根據(jù)目的不同在10°~90°范圍內(nèi)變化,通常選擇所處的緯度。角度選擇一方面影響太陽(yáng)輻射強(qiáng)度,另一方面由于塵埃、積雪等因素影響光伏組件發(fā)電量,例如角度設(shè)定45°以上時(shí),能夠使20~750px厚的積雪靠自重滑落,較少因積雪遮擋造成的電量損失。同時(shí),可通過智能化輔助手段控制光伏組件角度,以適應(yīng)季節(jié)、天氣等變化,最大限度提升電站發(fā)電量。


(4)逆變器損耗


逆變器損耗主要體現(xiàn)在兩方面,一是逆變器轉(zhuǎn)化效率引起的損耗,二是逆變器的MPPT最大功率跟蹤能力引起的損耗。這兩方面都是由逆變器自身性能決定,通過后期運(yùn)維降低逆變器損失的效益較小,因此鎖定電站建設(shè)初期的設(shè)備選型,通過選擇性能較優(yōu)的逆變器降低損耗。后期運(yùn)維階段,可通過智能化手段采集逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析,為新建電站的設(shè)備選型提供決策支持。


通過以上分析可知,損耗將造成光伏電站的巨大損失,應(yīng)首先通過降低重點(diǎn)區(qū)域損耗提高電站的綜合效率。一方面通過有效的驗(yàn)收工具保證電站的設(shè)備及施工質(zhì)量;另一方面在電站運(yùn)維過程中,要借助智能化輔助手段,提升電站的生產(chǎn)運(yùn)行水平,提高發(fā)電量。


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