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(jià)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(yàn)收或運(yùn)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(jià)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(yàn)收或運(yùn)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(diǎn)的系統(tǒng)效率變化曲線，其中其每個點(diǎn)的計(jì)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(jì)算公式，即光伏電站的實(shí)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(xiàng)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(jì)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(diǎn)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(jì)算的方式獲得，其計(jì)算過程中涉及了溫度及風(fēng)速的考量，具體計(jì)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(diǎn)為無修正全年的系統(tǒng)效率變化，而紅色點(diǎn)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(diǎn)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(jià)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。