换“位”法则在山地电站发电量提升中的应用



换“位”法则在山地电站发电量提升中的应用


01现状分析


1)环境因素
山地光伏电站的环境因素主要表现为杂草、树木、电线杆、铁塔、高压线、配电房、风机等,其中电线杆、铁塔、高压线、配电房等是固定遮挡物,对光伏场区会产生一定的阴影。

由于组件安装场所周边环境的特殊性、不一致性,就会导致组件的实际辐射接收量存在高低之分。

2)地理因素
地理因素主要是山地的复杂性,坡向、坡角一般有很多种,组件的安装位置就有好有坏,如南坡的位置要好于东坡、西坡。

好的位置可以让组件最大能力的接收辐射量,而较差的位置往往由于山体遮挡影响,组件表面的有效辐射接收大大降低。

3)设计因素
电站需要按最佳安装倾角和朝向来设计保证一年的发电量为最大,对于山地光伏电站,顺坡布置的组件,由于山体各个坡面坡度的不同,组件相对于水平面的实际安装倾角是不一样的。

偏离了最佳倾角的组串单元,发电量也会有一定的下降。

4)组件因素
组件因素主要表现在同一个光伏电站中采用了不同功率的组件,如某山地电站的组件功率,安装了255Wp组件86130块,265Wp组件55440块,各占了61%和39%。

B电站255Wp组件56640块,265Wp组件9550块,各占总数的86%和14%。


02 解决方案

参考人力资源管理的“适才适所”法则,发挥人的价值对于企业的发展至关重要,将人的能力、性格等要素匹配到合适的职位上,就可以发挥最大的价值。

光伏发电也是如此,在前期施工环节,如果将高功率组件安装在有遮挡或安装角度偏离了最佳的位置,发电量可能会打折扣。

从运维层面来讲,进行精细化发电管理是非常有必要的,统计电站中最好的安装场所位置,观察山地的地势和朝向,选择组件的最佳倾角、最佳方位。

对于该区域的组件,如存在低功率组件或低效能组件,可将高功率的组件进行置换。

对于使用集中式逆变器的,还可以优先将高功率的组件置换到离逆变器较近的区域,提高其跟踪精度,可降低MPPT损失。


03 算例分析

以某A、B、C、D、E五个山地电站为例,基于树木遮挡场景,模拟组件高低功率置换的发电提升效果,并使用PVsyst发电仿真软件进行粗步的测算

为了便于对比,选择280Wp和255Wp两种功率等级的组件,功率偏差10%左右,逆变器均为华为36kTL组串式,建立图1所示山地和组件布置仿真模型。

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图1仿真模型示意图

优化前子阵1#布置255W组件,子阵2#布置280W组件,优化后的发电量提升方案是将两种功率档位的组件进行位置互换。

对于方阵整体而言,两种方案整体接收的辐射损失量是相同的,唯一的不同点是在于阴影遮挡所带来的电性能损失不同。

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假设无遮挡,对于A电站,原设计方案全年的仿真发电量为112887度,存在遮挡后,发电量为110107度,遮挡损失电量2780度,损失小时数29.52h,可计算得到遮挡损失率为2.46%


对组件位置进行置换后,对比电量如下表3,一年发电提升142度电提升0.129%

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同理,在遮挡电量损失率2.46%相同的前提下,对不同的项目地进行仿真,结果如表4。
 

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表5为不同项目地的置换容量500kW 前提下的电量提升预估值,对于存在草木遮挡的组而言,置换的组件容量越大,提升的电量就越高。

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04 小结

对于山地电站树木遮挡场景,厂区内组件功率置换或低效高效组件置换是一种提升发电量的手段之一。

根据以上仿真结果可知,整体提升的比例仍然较小。主要原因如下:

1)功率差本测算案例组件功率分别为280W和255W,其差额为25W。8个支架阵列22块组件的容量置换前后的差额为4.4kW。

在逆变器系统容配比允许的情况下,差额容量越大,电量增益就越多。

2)遮蔽率:遮挡物有树木、铁塔、电线杆、山体等,特别是山体遮挡,对于发电量的影响较大,若对该区域进行集中置换,同分散式的置换相比较,在一定程度上可节省人力成本。


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原文始发于微信公众号(坎德拉学院):换“位”法则在山地电站发电量提升中的应用

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