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1、光伏电站系统效率光伏电站系统效率PRPR分析分析candela1948 candela1948 时时 间：间：20132013年年7 7月月1. PR的定义和测量2. PR的历史和现状3. 影响PR的因素分析4. 如何提高PR5. PR的展望主要内容提纲1. PR的定义和测量2. PR的历史和现状3. 影响PR的因素分析4. 如何提高PR5. PR的展望F PR的定义的定义Performance RatioPerformance Ratio：简称简称PRPR。IEC 61724 (1)IEC 61724 (1)给出的定义如下：给出的定义如下：P PT T：在：在T T时间段内电站的平均系统效率
2、时间段内电站的平均系统效率E ET T：在：在T T时间段内电站输入电网的电量时间段内电站输入电网的电量P Pe e：电站组件装机的标称容量：电站组件装机的标称容量h hT T: :是是T T时间段内方阵面上的峰值日照时数时间段内方阵面上的峰值日照时数PR的几点说明的几点说明（1 1）默认，）默认，PRPR一般指的年平均效率。一般指的年平均效率。（2 2）PRPR每时每刻都在变化。每时每刻都在变化。PR的几点说明的几点说明（3 3）峰值日照时数，是指）峰值日照时数，是指不考虑任何遮挡不考虑任何遮挡下的下的1 1方阵面方阵面上接收到的总辐射量上接收到的总辐射量（kWh/kWh/）与）与STCST
3、C对应的对应的1000W/1000W/的比值，的比值，单位：单位：h h。PR的计算和测量的计算和测量需要的两个量：需要的两个量：（1 1）某一时间段的发电量；）某一时间段的发电量；（2 2）某一时间段方阵面上的总辐射量。）某一时间段方阵面上的总辐射量。前者是电费结算的依据；前者是电费结算的依据；后者通常有后者通常有2 2种测量方式。种测量方式。总辐射量的测量总辐射量的测量两种方法：两种方法：（1 1）利用方阵面上的总辐射表测量。）利用方阵面上的总辐射表测量。（2 2）利用标定的太阳能电池板测量。）利用标定的太阳能电池板测量。前者：不能采用普通的总辐射仪器，要用前者：不能采用普通的总辐射仪器，
4、要用达到达到3%3%的准确度，需要采用的准确度，需要采用 二等标准二等标准 等级。等级。后者：要注意硅电池对光谱吸收的选择性后者：要注意硅电池对光谱吸收的选择性以及相对透射率的影响。以及相对透射率的影响。1. PR的定义2. PR的历史和现状3. 影响PR的因素分析4. 如何提高PR5. PR的展望F PR回顾回顾在在8080年代末期，年代末期，PRPR一般在一般在50%50%75%75%之间；之间；在在9090年代，年代，PRPR一般在一般在70%70%80%80%之间；之间；20002000年以后到现在，年以后到现在，PRPR一般都大于一般都大于80%80%。国外国外PR统计统计。PR回顾
5、回顾从图中可以看出：即使是同一年安装的电从图中可以看出：即使是同一年安装的电站，站，PRPR的差异也很大；如统计的的差异也很大；如统计的19941994年年安装的电站，其安装的电站，其PRPR最低小于最低小于50%50%，最高大，最高大于于80%80%；统计的；统计的20102010年安装的电站，其年安装的电站，其PRPR最低小于最低小于70%70%，最高则接近，最高则接近90%90%，1. PR的定义2. PR的历史和现状3. 影响PR的因素分析4. 如何提高PR5. PR的展望F 阴影遮挡损失阴影遮挡损失（1 1）远方遮挡）远方遮挡（2 2）近处遮挡）近处遮挡遮挡的影响：不是与遮挡的辐射比
6、例呈正遮挡的影响：不是与遮挡的辐射比例呈正比的，与组件布置、组串接线有关系。比的，与组件布置、组串接线有关系。可采用可采用PVSYST6PVSYST6模拟分析。模拟分析。阴影遮挡损失阴影遮挡损失。包头达茂旗某项目：包头达茂旗某项目：相对透射率损失相对透射率损失相对透射率损失相对透射率损失包头达茂旗某项目：包头达茂旗某项目：固定式相对透射率损失固定式相对透射率损失约约2.6%2.6%斜单轴相对透射率损失斜单轴相对透射率损失约约1.3%1.3%双轴相对透射率损失双轴相对透射率损失约约1.0%1.0%弱光损失弱光损失弱光损失弱光损失包头达茂旗某项目：包头达茂旗某项目：在内蒙古达茂旗地区，采用固定式支
7、架在内蒙古达茂旗地区，采用固定式支架（3737）安装方式。利用）安装方式。利用PVSYSTPVSYST软件计软件计算得到：采用天合光能算得到：采用天合光能TSM-250-P05ATSM-250-P05A多多晶硅组件时，全年由于弱光性造成的发晶硅组件时，全年由于弱光性造成的发电量损失约为电量损失约为0.5%0.5%；采用强生光电；采用强生光电QS90DUQS90DU非晶硅组件时，全年由于弱光性非晶硅组件时，全年由于弱光性造成的发电量损失约为造成的发电量损失约为1.5%1.5%。温度损失温度损失非晶硅组件的峰值功率温度系数通常在非晶硅组件的峰值功率温度系数通常在- -0.2%/0.2%/左右，而多
8、晶硅组件通常在左右，而多晶硅组件通常在- -0.4%/0.4%/左右。左右。温度损失温度损失（1 1）内蒙古包头达茂旗地区，当地年平均）内蒙古包头达茂旗地区，当地年平均温度温度3.63.6，采用固定式支架，倾角，采用固定式支架，倾角3737。分别采用多晶硅组件。分别采用多晶硅组件TMS230-P05TMS230-P05和非和非晶硅组件晶硅组件QS90UQS90U，利用，利用PVSYSTPVSYST软件计算得软件计算得到年温度损失分别为到年温度损失分别为1.0%1.0%和和1.3%1.3%。（2 2）广州地区，当地年平均温度）广州地区，当地年平均温度22.722.7，采用固定式支架，倾角采用固定
9、式支架，倾角1212。分别采用。分别采用多晶硅组件多晶硅组件TMS230-P05TMS230-P05和非晶硅组件和非晶硅组件QS90UQS90U，利用，利用PVSYSTPVSYST软件计算得到年温度软件计算得到年温度损失分别为损失分别为8.9%8.9%和和5.9%5.9%。组件实际功率与标称功率偏差组件实际功率与标称功率偏差组件有正偏差，提升组件有正偏差，提升PRPR；组件有负偏差，降低组件有负偏差，降低PRPR。组件不匹配损失组件不匹配损失两种：两种：（1 1）电压偏差引起的）电压偏差引起的平均值起作用；平均值起作用；（2 2）电流偏差引起的）电流偏差引起的短板效应；短板效应；所以：组件都是
10、按照电流分档的。所以：组件都是按照电流分档的。组件不匹配损失组件不匹配损失若：组件的电压偏差在若：组件的电压偏差在3%3%内，组件的短内，组件的短路电流为路电流为8.79A8.79A，组件按电流精度，组件按电流精度0.2A0.2A分分档（即电流偏差在档（即电流偏差在1.1%1.1%内），接入某内），接入某500kW500kW逆变器的组件均符合以上要求，采逆变器的组件均符合以上要求，采用用PVSYSTPVSYST可以计算得到，不匹配损失约可以计算得到，不匹配损失约0.1%0.1%。考虑到杂散因素，不超过。考虑到杂散因素，不超过0.5%0.5%。汇集电缆损失汇集电缆损失包括：包括：（1 1）直流线
11、损：一般在）直流线损：一般在1%1%左右；左右；（2 2）交流线损：采用）交流线损：采用35kV35kV汇集，在汇集，在0.3%0.3%左左右；采用右；采用10kV10kV汇集，在汇集，在0.8%0.8%左右。左右。污秽损失污秽损失跟（跟（1 1）当地的气候条件；（）当地的气候条件；（2 2）运营期的）运营期的清洗方式和频率有关系。清洗方式和频率有关系。光伏电站组件冲洗时刻可以通过光伏组件光伏电站组件冲洗时刻可以通过光伏组件清洗试验来确定，通常在试验清洗光伏清洗试验来确定，通常在试验清洗光伏组件前后，电流增加组件前后，电流增加5%5%即需要清洗。如即需要清洗。如果按这样的冲洗频次，灰尘累计按线
12、性果按这样的冲洗频次，灰尘累计按线性考虑，全年由于污秽损失的发电量约考虑，全年由于污秽损失的发电量约3%3%。光谱响应损失光谱响应损失光谱响应损失光谱响应损失（1 1）对于内蒙古包头达茂旗地区，采用固）对于内蒙古包头达茂旗地区，采用固定式支架、定式支架、3737倾角，利用倾角，利用PVSYSTPVSYST软件软件计算，当采用非晶硅组件时，光谱响应计算，当采用非晶硅组件时，光谱响应损失为损失为0.5%0.5%；（2 2）对于广州地区，采用固定式支架、）对于广州地区，采用固定式支架、1212倾角，利用倾角，利用PVSYSTPVSYST软件计算，当采软件计算，当采用非晶硅组件时，光伏响应损失为用非晶
13、硅组件时，光伏响应损失为-1.4%-1.4%，即非晶硅的光谱响应特性在该地区使，即非晶硅的光谱响应特性在该地区使得发电量提升得发电量提升1.4%1.4%。逆变器损失逆变器损失（1 1）逆变器自身的损耗；）逆变器自身的损耗；（2 2）对于超出逆变器额定功率或由于超出）对于超出逆变器额定功率或由于超出工作电压范围造成的损失。工作电压范围造成的损失。约约2%2%左右。左右。逆变器至并网点的其他损失逆变器至并网点的其他损失（1 1）单元升压变压器损失；）单元升压变压器损失；约约2%2%左右；（由于夜间空载损耗）左右；（由于夜间空载损耗）（2 2）主变压器损失；）主变压器损失；约约1%1%左右；（由于夜
14、间空载损耗）左右；（由于夜间空载损耗）系统可利用率系统可利用率系统可利用率主要受设备的可靠性和系统系统可利用率主要受设备的可靠性和系统设计的影响。逆变器、汇流箱、电缆接设计的影响。逆变器、汇流箱、电缆接头和跟踪支架等设备的可靠性都是影响头和跟踪支架等设备的可靠性都是影响系统可利用率的重要因素。该系数的取系统可利用率的重要因素。该系数的取值要根据实际运行经验取值，一般可选值要根据实际运行经验取值，一般可选为为98%99%98%99%。多晶硅阴影遮挡损失3.70%相对透射率损失2.60%弱光损失0.50%温度损失1.00%污秽损失2.00%组件实际功率与标称之差损失-0.80%组件不匹配损失0.5
15、0%汇集电缆损失-1.00%逆变器损失2.00%逆变器出口至并网点3.30%系统可利用率99%系统效率84.3%1. PR的定义2. PR的历史和现状3. 影响PR的因素分析4. 如何提高PR5. PR的展望F 如何提高如何提高PR如何提高如何提高PRPR是不是越高越好是不是越高越好系统效率系统效率PRPR在一定程度上反应了设备和系在一定程度上反应了设备和系统的性能，但不是越高越好。举例说明：统的性能，但不是越高越好。举例说明：（a a）包头达茂旗地区某项目采用固定式）包头达茂旗地区某项目采用固定式支架、倾角支架、倾角3737，间距按冬至日上午九，间距按冬至日上午九点至下午三点前排对后排不遮挡
16、确定，点至下午三点前排对后排不遮挡确定，经计算这种情况下阴影遮挡损失约经计算这种情况下阴影遮挡损失约3.7%3.7%，直流汇集电缆损失约，直流汇集电缆损失约1.1%1.1%。PR是不是越高越好是不是越高越好若将倾角变为若将倾角变为00，同时前后排间距缩小至，同时前后排间距缩小至0 0，则阴影遮挡损失为，则阴影遮挡损失为0 0，直流汇集电缆，直流汇集电缆损失也大幅降低，预计损失也大幅降低，预计PRPR将提高将提高4%4%左右。左右。虽然虽然PRPR提高了，但是系统的发电量却大提高了，但是系统的发电量却大幅降低，经济效益下降。（幅降低，经济效益下降。（b b）增大电缆）增大电缆截面、采用非晶合金变
17、压器等均可以提截面、采用非晶合金变压器等均可以提高系统高系统PRPR，但是同时也增加了系统造价，但是同时也增加了系统造价，要综合考虑后才能确定。要综合考虑后才能确定。1. PR的定义2. PR的历史和现状3. 影响PR的因素分析4. 如何提高PR5. PR的展望F PR能否超过能否超过90%前述图中所列的部分光伏电站的系统效率前述图中所列的部分光伏电站的系统效率PRPR已经非常接近已经非常接近90%90%。考虑到技术进步，。考虑到技术进步，PRPR超过超过90%90%是可能的。是可能的。举例举例针对前述例子，在保持间距不变的前提下，针对前述例子，在保持间距不变的前提下，通过适当降低倾角至通过适当降低倾角至3232，可使得阴影，可使得阴影遮挡损失降低到遮挡损失降低到2.9%2.9%左右；如果系统的左右；如果系统的可利用率达到接近可利用率达到接近100%100%，并且将污秽损，并且将污秽损失降低到失降低到1%1%、将逆变器的效率提高、将逆变器的效率提高0.5%0.5%、将组件的不匹配损失控制在、将组件的不匹配损失控制在0.2%0.2%，并，并且该系统直接且该系统直接380V380V并网（少了两级变压并网（少了两级变压器损失器损失3%3%）则该项目的系统效率）则该项目的系统效率PRPR可以可以超过超过90%90%。更多光伏设计技术敬请参考或联系微信candela1948
