不同类型跟踪系统的光伏电站发电量对比分析

刘佳尉　黄华　薛涛

摘 要：对采用固定支架、平单轴跟踪、斜单轴跟踪、双轴跟踪系统的光伏电站的发电量进行了仿真计算和实验测量。在给定的条件下，利用仿真软件对新疆哈密地区采用以上4种类型支架系统的光伏发电站进行了方案设计和仿真计算，对发电量进行了对比分析。在新疆哈密地区搭建了容量相等的采用4种类型支架的光伏发电实验电站，对电站运行一年的数据进行了整理和分析，实验结果与仿真计算结果趋势一致。

关键词：光伏电站；跟踪系统；仿真计算；实验测量

中图分类号：TM615 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.106

随着国内光伏发电站的大量建设，光伏发电的度电成本成为了行业内关注的焦点。不同类型的光伏发电站通常使用归一化的度电成本来对其经济性进行比较，其定义为：归一化度电成本=寿命期成本/寿命期发电量（元/kW·h）。由此可见，在成本不变的情况下，增加发电量可以有效降低度电成本，提高经济收益。采用跟踪系统的光伏发电技术能有效提高光伏发电站对辐照量的利用率，从而达到提高光伏发电站的发电量、降低度电成本的目的。目前，主要的跟踪系统形式有平单轴跟踪、斜单轴跟踪和双轴跟踪。本文对这3种支架类型的光伏发电站发电量进行了仿真计算，并与采用固定支架的发电量进行了对比分析。

1 仿真计算

本文使用PVsyst光伏发电系统仿真设计软件对采用固定支架、平单轴跟踪系统、斜单轴跟踪系统和双轴跟踪系统的光伏发电站发电量进行仿真分析，并对不同形式光伏发电站的发电量计算结果进行了对比。

1.1 仿真条件

在进行仿真计算时，将项目地址选择在太阳能资源丰富的新疆哈密地区。哈密位于北纬42.82°，东经93.52°，根据Meternorm 6.1数据库中的信息，该地区水平面上的总辐照量如表1所示。

固定支架方阵的角度根据软件计算的最佳倾角选择为43°，平单轴的跟踪范围设置为常规的-45°～45°，斜单轴根据目前常见的厂家参数，将南北向斜单轴倾角设置为20°，跟踪范围与平单轴相同，双轴支架倾角设置为0°～80°，跟踪范围设置为-180°～180°。

为了便于分析，在仿真时将4种类型光伏电站的容量均设置为1 MW，核心设备分别选用305 W的多晶硅组件及500 kW的集中式逆变器。每18个组件为一串，固定支架方阵一个支架上双排安装两个组串，平单轴及斜单轴每个支架安装一个组串，双轴每个支架安装两个组串。

1.2 平面布置

按照18个组件一串，共184串的配置对光伏发电元总平面进行布置，并建立阴影遮挡模型。在进行阴影遮挡分析建模时，将4种类型发电单元的阴影遮挡损失控制在同一水平，由此得到不同类型发电单元的间距情况如表2所示。

1.3 计算结果

对仿真计算得到的固定支架、平单轴、斜单轴和双轴相对于平面总辐射量而言，其入射面的辐射量分别都有了一定程度的提高，具体情况如表3所示。

2 实验测量

在哈密地区建立了针对固定支架系统、平单轴跟踪、斜单轴跟踪和双轴跟踪系统四种类型发电系统的实验平台，每种类型的光伏阵列容量均为39.2 kW。对该实验平台上4种阵列1年的运行数据进行了整理分析，得到的发电量变化情况如图2所示。

3 结束语

对比图1与图2可知，4种不同类型支架光伏阵列发电量的仿真结果与实验结果的变化趋势一致，使用跟踪系统的光伏阵列均在5月份达到发电量的峰值。

对单位装机容量的发电量情况进行对比可以发现，仿真结果比实验测量结果偏大。这可能是两方面的原因引起的：①在仿真计算阴影遮挡模型建立时，所取得的遮挡率较低，远远大于国家标准规范的要求；②仿真过程中对灰尘遮挡的影响无法进行准确描述，实际项目中因灰尘遮挡而导致的电量损失情况要比仿真给定的数值大。在下一步的研究中，将对这些影响因素作进一步分析。

参考文献

[1]王斯成.高收益要考技术创新，好质量有赖精细设计[J].太阳能，2015（06）.

〔编辑：张思楠〕