光伏電站系統(tǒng)效率修正方法詳解
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發(fā)布日期：2017-08-19
核心提示：
光伏電站性能評估過程中，其中系統(tǒng)效率作為重要的評價性指標(biāo)，被廣泛用于系統(tǒng)性能評定。國際電工委員會發(fā)布的IEC61724-1標(biāo)準(zhǔn)中，對系統(tǒng)效率進(jìn)行了定義，此方法被廣泛的應(yīng)用于驗收或運行階段的光伏電站性能評定。
光伏電站性能評估過程中，其中系統(tǒng)效率作為重要的評價性指標(biāo)，被廣泛用于系統(tǒng)性能評定。國際電工委員會發(fā)布的IEC61724-1標(biāo)準(zhǔn)中，對系統(tǒng)效率進(jìn)行了定義，此方法被廣泛的應(yīng)用于驗收或運行階段的光伏電站性能評定。本文將基于常規(guī)系統(tǒng)效率的評估方法基礎(chǔ)上介紹如何進(jìn)行有效的修正，用于更準(zhǔn)確客觀的反應(yīng)電站的系統(tǒng)性能。
系統(tǒng)效率的變化影響因素
上圖為一個光伏電站一天中不同時間點的系統(tǒng)效率變化曲線，其中其每個點的計算周期為15分鐘。由圖可見光伏電站的系統(tǒng)效率在一天中的任何一個時間都是不同的，而影響其以上變化的主要原因，除大家都知道的輻照度的變化，與此同時特定時斷的環(huán)境溫度及風(fēng)速的不同也將導(dǎo)致系統(tǒng)效率的變化。但是到底溫度及風(fēng)速對系統(tǒng)效率的影響有多少？
上表中，明確介紹了，保持系統(tǒng)及其他環(huán)境因素不變，只對平均環(huán)境溫度和風(fēng)速進(jìn)行了調(diào)整后的模擬系統(tǒng)效率結(jié)果差異，其中，年平均溫度提高3℃，系統(tǒng)效率對應(yīng)下降0.9%；年平均風(fēng)速提到3米/秒，系統(tǒng)效率上升1.7%。因此，從如上模擬結(jié)果可以看出，風(fēng)速及溫度對最終系統(tǒng)效率的結(jié)果有非常大的影響。
現(xiàn)有方法局限性
在導(dǎo)讀中已經(jīng)給大家介紹，IEC61724中對系統(tǒng)效率進(jìn)行了定義，標(biāo)準(zhǔn)中對一般性長期評估的系統(tǒng)效率測試方法及短期方法進(jìn)行了介紹，本文中簡單羅列如下：
以上公式為基本的系統(tǒng)效率計算公式，即光伏電站的實際交流測的輸出電量比上光伏組件平面所接收到的輻射量。此方法用于一般性長期評估。
同時，以上公式是進(jìn)行了組件溫度修正后的公式，即除去了環(huán)境溫度對于系統(tǒng)效率的影響。此方法多用于短期評估，減少由于季節(jié)性差異導(dǎo)致的系統(tǒng)效率差異，而其中主要考慮了環(huán)境溫度的影響。
以上兩種方法被大家廣泛的使用，但其中存在的問題，如本文開篇介紹的，影響光伏電站系統(tǒng)效率的因素中除了環(huán)境溫度外，還有風(fēng)速的影響，本方法中缺少了對風(fēng)速這一個部分的考量。
理論方法
如何能夠減少環(huán)境溫度及風(fēng)速帶來的對于系統(tǒng)效率結(jié)果客觀評定的影響？
以下部分將針對具體的理論方法進(jìn)行簡單介紹。
項目的環(huán)境溫度和風(fēng)速基于不同電站位置及電站設(shè)計均存在差異，即以上兩個變量構(gòu)成了光伏電站的特殊屬性。因而為了客觀準(zhǔn)確表征光伏電站性能，比較或考量系統(tǒng)性能，需要將此特殊屬性的影響排除掉。
環(huán)境溫度和風(fēng)速對于系統(tǒng)效率的影響，主要表現(xiàn)在其對電池片工作溫度的影響。因此本文介紹的理論方法即為對于電池片工作溫度修正的方法。
以上公式中，可以注意到其主要差異點在于分母中，使用了組件電池片工作溫度，其中包含測試期內(nèi)電池片溫度及全年電池片平均工作溫度，而非此前的組件溫度。此電池片工作溫度主要是通過理論計算的方式獲得，其計算過程中涉及了溫度及風(fēng)速的考量，具體計算方法將在此后的推文中進(jìn)行介紹。
評估結(jié)果分析
上圖為一系統(tǒng)的系統(tǒng)效率變化情況，以各月為單位，藍(lán)色點為無修正全年的系統(tǒng)效率變化，而紅色點為經(jīng)過以上方法修正后的系統(tǒng)效率。可以注意到，藍(lán)色點各季節(jié)存在超過10%的差異，而除去影響后其各月影響在一個相對平穩(wěn)的狀態(tài)。如此圖無法看出其修正后的影響，可以參見下圖。
上圖為此系統(tǒng)的系統(tǒng)效率變化情況，以各小時為單位。此圖可以看出，修正后的系統(tǒng)效率徹底的解決了環(huán)境溫度和風(fēng)速的影響，其系統(tǒng)效率非常穩(wěn)定。
本文介紹了環(huán)境溫度及風(fēng)速對于系統(tǒng)效率的影響及通過的方式進(jìn)行修正后的系統(tǒng)效率對比，其主要目的在于能夠通過技術(shù)的方法，更準(zhǔn)確的評價光伏電站系統(tǒng)效率，為并購方及電站持有方準(zhǔn)確獲得系統(tǒng)性能指標(biāo)提供支持。