光伏電站超配分類及棄光限電損失PVsyst分析方法
通常講的超配,主要是指直流側超配:光伏方陣的安裝容量與逆變器額定容量之比。在推進平價上網的過程中,隨著光伏組件的價格快速降低,組件的超配更為有利,超配比也得到很大的提高。根據(jù)最新的行業(yè)觀點:我國一類太陽能資源地區(qū),不宜超過1.2:1;二類太陽能資源地區(qū),不宜超過1.4:1;三類太陽能資源地區(qū),不宜超過1.8:1。具體地點和具體項目案例的容配比優(yōu)選,又與當?shù)毓赓Y源情況、地理條件、設備選型、系統(tǒng)損耗、工程造價、上網電價、限發(fā)情況等各種因素有關,需要經技術經濟比較后確定。
光伏電站的超配,除常規(guī)的直流側超配外,還有交流側超配,光伏區(qū)逆變器的額定容量相對主變容量的配比,或者對于一個發(fā)電單元中組串逆變器額定容量相對該發(fā)電單元箱變容量的配比。
當光伏電站超配后,由于逆變器交流側的輸出瓶頸限制,就會產生直流側限功率和主變側限功率,另一種并網點限功率則是由于調度要求或其他情況,并網點上網功率不能超過某功率或主變額定功率。
相關研究表明,適當提高容配比是降低度電成本和提發(fā)電高收益的有效手段,但由于容配比提高就會存在超配損失和限發(fā)的風險,因此并不是越高越好。當我們在優(yōu)選容配比時,如何分析超配損失和限發(fā)損失呢?PVsyst軟件提供了幾種分析方法。
1、直流側超配損失
采用PVsyst對項目進行建模,概述如下:
(1) 建立項目地地點、氣象信息:輸入項目的經緯度,海拔高度,等信息,獲取氣象數(shù)據(jù)。
(2) 做一個光伏系統(tǒng):組件和逆變器設備選型、系統(tǒng)配置(容配比)、損失項設置,三維建模等。在損失項設置中,Ageing選項卡可以調整衰減及匹配損失設置,在設置模擬第N年。
(3) 模擬運行,讀取Report。
(4) 直流側限功率損失可查看Inverter Loss Over Nominal Inv. Power對應的損失項。
2、PVsyst限功率運行逐年模擬
限功率運行模擬方式,在PVsyst軟件有Energy manager,它有三個選項卡,其中第二項Grid power limitation,在模擬過程中應用并網限功率模式,可以填入限制的功率值。其中功率限制點又有兩個選型,其一是在逆變器處,限制逆變器的輸出,注入電網的功率通過逆變器后定義的損耗(交流電纜、變壓器等)會進一步降低。其二是在并網點處,限制并網點的上網功率,逆變器的輸出功率將更高一些用于來補償逆變器后的損失。該選項卡顯示限功率的數(shù)值、逆變器的容量、光伏組件的容量,給出了光伏組件容量和限功率的比值power ratio,如圖3。當比值大于2:1時,軟件提示是不合理的配比。
分析每年限功率的情況,在Ageing中,依次選擇第N年模擬,查找report中能量流損失圖最后一項,即可看到因逆變器超配和并網點限電造成的發(fā)電量損失,如圖4。該分析方法雖然可以直觀的限電損失比,但缺點在于并網點只能設置恒功率限發(fā),不能設置不同時間段的非恒功率限發(fā)。
3、PVsyst逐年逐小時功率分析
在Grid power limitation中,取消限功率模擬,即按照正常模擬分析。通過調取8760個小時數(shù)據(jù),分析篩選并網點功率超過設置功率的數(shù)據(jù),可以統(tǒng)計和分析出逆變器超配損失情況以及并網點限發(fā)損失情況。逐小時數(shù)據(jù)分析,較為繁瑣,但便于分析過程信息。
4、PVsystAgeing Tool工具模擬
Advanced simulation模塊中,采用ageing tool工具,可代替逐年模擬的工作,一次性模擬25年或30年的發(fā)電量分析。首先設置的是模擬周期——smulation done every(years)每幾年模擬一次,其次是模擬年限——總的年數(shù)。量參數(shù)均可調,周期越短,即分析的數(shù)量越多,模擬用時越長;總的年數(shù)越多,用時越多;選擇周期和總年數(shù)后,下面即顯示模擬的年數(shù),可選擇是否生成報告和變量。模擬完成后,可在report中查閱25年或模擬年限中組件逐年衰減參數(shù)、每年發(fā)電量及PR值。若需查找逐年的超配損失數(shù)據(jù),需查找逐年的report,此時需設置模擬周期為1年并生成report。
5、總結
光伏電站的超配設計,可以有直流側超配、交流側超配以及交直流組合超配,以達到降低光伏電站的造價的目的。在棄光和限發(fā)損失方面,既有逆變器限發(fā)損失,也有按并網點最大功率限制的限發(fā)損失。本文基于PVsyst功能,介紹了幾種分析方法,是否限功率運行分析,Ageing Tool和逐小時分析。