兆瓦级荒漠光伏电站运行特性分析

祁正荣

【摘要】 通过分析酒泉职业技术学院2.1MW并网光伏电站运行数据，简要分析了影响兆瓦级荒漠光伏电站发电量的因素，主要为辐照度、温度、逆变效率、灰尘等。

【关键词】 太阳能 光伏电站 运行特性 发电量

一、引言

随着可再生能源的发展，大型并网型光伏电站的多种技术方案得到了应用。在宁夏、甘肃、云南等地相继建成了大容量并网光伏电站，这些并网型光伏电站的建设、投入使用对太阳能光伏发电应用的快速发展起到了极大的推动作用。本文将通过分析酒泉职业技术学院所建2.1兆瓦示范型并网光伏电站的数据，对并网光伏电站运行特性进行分析研究。

二、酒泉职业技术学院2.1兆瓦光伏电站简介

酒泉职业技术学院2.1MW并网光伏电站建设有七种形式的光伏发电系统，所用组件分别为固定式多晶硅组件（1.5MW）、固定式单晶硅组件（0.1MW）、固定式非晶薄膜组件（0.1MW）、双轴跟踪多晶硅组件（0.1MW）、平单轴跟踪多晶硅组件（0.1MW）、斜单轴跟踪多晶硅组件（0.1MW）、高倍聚光砷化镓组件（0.1MW）等。

三、并网示范电站关键部分运行性能分析

1、影响光伏组件输出功率的因素。太阳辐射强度是影响太阳电池板输出功率最主要的因素，此外光伏组件温度、光伏组件表面积尘、不同组件间的不匹配性、板间连线损耗和传输线损耗等因素也直接影响太阳电池板的输出性能。分析该电站运行数据可以发现，影响光伏电池效率的因素还有：1）光伏电池存在±5%的误差，计算电池板效率时候要考虑0.95的影响因数；2）电池板的输出功率会随着自身温度的升高而降低，当温度达到50～75度时候，它的输出功率降为额定时的89%，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.89的影响系数；3）光伏组件表面灰尘的积累，会影响到电池板表面的太阳辐射强度，同样会影响电池板输出功率，在分析电池板效率时候要考虑到0.93的影响因素；4）由于太阳辐射的不均匀性，光伏组件的输出几乎不可能同时达到最大功率输出，因此光伏阵列的输出功率要低于各个组件的标称功率之和。另外，还有光伏组件的不匹配性和板间连线损失等，这些因素影响太阳电池板输出功率的系数按0.95计算；5）在该光伏电站中，由于电池组件的安装比较分散，因此从光伏电池的安装位置到配电室传输线的压降损失也不会低于3%，因此分析组件输出功率的时候，该部分损失的系数按0.97计算。通过以上分析，对于一组1000W的发电模块进行理论计算，则其实际输出功率为1000×0.95×0.89×0.93×0.95×0.97=724.6W。如果考虑到安装角度等折算因素，则其实际效率更低。

2、逆变器运行效率。不同厂家生产的逆变器其工作稳定性和转换效率都不一定，该2.1MW电站，选用了南瑞继电的逆变器，其最高输出效率达到95.72。

3、不同组件、不同安装方式对系统功率输出的影响。因该电站装设组件类型较多，组件跟踪方式也不一样，通过比较分析得知，对于同类型、同容量的组件，双轴跟踪效率最高，斜单轴、平单轴次之，固定轴最小。

4、逆变后最大交流输出功率。光伏发电系统经逆变后交流输出功率主要取决于太阳总辐射强度及逆变器效率，同时又与组件工作温度、组件安装方位角及倾角、线路损失等多种因素的影响。可以表示成：

Q=ηqηTηiηnηl PAS=ηZ PAS

ηZ，光伏发电系统逆变器后交流输出功率综合修正系数，ηZ=ηqηTηiηnηl PAS；ηq，光强系数，一般按照当地辐照度取最大值；ηT，组件转换效率温度修正系数；ηi，组件安装方位角、倾角修正系数；ηn，组件转换效率温度修正系数；ηl，线路损失修正系数；Q，逆变器后交流输出功率，kW；PAS，组件安装容量，kWp。

通过一年来发电数据的采集计量，得到非晶薄膜光伏组件一年累积发电量447500kWh，单晶硅光伏组件累积发电量83600 kWh，多晶硅光伏组件累积发电量1484300 kWh，高倍聚光砷化镓光伏组件累积发电量288800kWh；其中非晶薄膜光伏组件日均发电量1226 kWh，单晶硅光伏组件日均发电量229kWh，多晶硅光伏组件日均发电量4066kWh，高倍聚光砷化镓光伏组件日均发电量 791kWh。

结语：通过分析可知，对于并网光伏电站，影响其发电效率的因素有很多，其中以辐照度、天气温度为最，此外，支架跟踪类型、组件匹配度、逆变器效率、组件表面洁净程度等都会影响组件效率，只有综合考虑这些因素，方可提高整个系统效率。

参 考 文 献

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