关于30.6KWp分布式光伏电站一年运行情况的分析

stybcf

30.6KW光伏电站已经运行一年，发电量和设计有差异，本文尝试寻找其中的原因，供有兴趣者参考。

一、光伏电站基本情况

    光伏电站位于石家庄市长安区北二环东路68号国际汽贸城内，斯柯达4S店屋顶，占面积约400M，装机容量30.6KWp，固定倾角，120块255Wp多晶电池板，每20块一串，分6串并入逆变器(阳光SG30KTL-M)，设计发电量每天100KWh。

直流端输入使用4mm光伏专用电缆，无汇流箱，从屋顶到逆变器距离约20米，交流使用YJV 5X10mm电缆，经电力公司计量装置和漏电保护器后并入用户配电柜铜排，距离3米，所发电量主要用于销售大厅照明、办公设备和空调，余电上行到维修车间使用，全部自发自用。

二、光伏电站1周年运行数据

自2013年10月开始试运行，到2014年10月一年的时间里，每月发电量（按逆变器上显示，下同）如下表：

表一：

        30.6KWp光伏电站发电量        单位：KWh

　

	运行天数	总发电量	月发电量	日均发电量
2013年10月	20	1798	1798	90
2013年11月	30	4348	2550	85
2013年12月	31	6245	1897	61
2014年1月	31	7935	1690	55
2014年2月	28	8980	1045	37
2014年3月	31	11955	2975	96
2014年4月	30	15099	3144	105
2014年5月	31	19007	3908	126
2014年6月	30	22304	3297	110
2014年7月	31	25514	3210	104
2014年8月	31	28892	3378	109
2014年9月	30	31013	2121	71
2014年10月	11	31768	755	69

　        　        　        　        　

除春节3天关闭外，其他时间都在正常运行，没有出现维修或调试停机。从表上数据来看，平均每天发电量差距很大，总的发电量和设计数值相差近13%，所以有必要对各种影响因素做系统的分析。

三、        影响发电量的因素分析与推定

系统衰减肯定有，但由于记录时间只有一年，数据不够完善，因此还无法做定量的分析，仅从系统设计、天气因素、系统维护和计量装置等方面做粗略的估测。

1、        系统设计问题

由于每天的天气情况的各不相同，只能简单的从几种天气的发电量做个粗略的对比：

一般晴天无云的发电量在120-145KWh之间，薄云天气60-80KWh，阴天或雾霾发电在30KWh左右，雨雪天气就没有可比性了。因此按晴天无云的发电量来看系统最有可比性。

2014年5月2日雨过天晴是最高发电量，达到177.6KWh，代表系统的最高效率水平，当天的空气质量近乎标准状态。从一年晴天的发电量对比来看，到今年的9、10月份，晴天的发电量仍然可以达到140KWh左右，姑且认为系统运行正常，系统效率体现不出大的差别，因此认为在设计方面没有大的问题。

2013年10月25日发电量如下图：

到2014年9-10月份

2、        尘土覆盖问题

光伏电池板方阵北距北二环东路250米，西距建华北大街440米，相对而言，北二环车流量很大，车速较快（限速80公里），扬尘污染比较大，方阵西面建华北大街一直在施工，扬尘也比较多。电池板清洗每月一次，应该对发电量有影响，清洁后2天的时间，电池板上就会蒙上一层沙土粒（不是细尘土），但无法对影响程度数量化，但影响2%左右不为过；

3、        电网影响（设定参数影响）

汽贸园区主要用电是中央空调和维修站，夏季结束后，中央空调都停止运行，各营业厅办公设备等用电量很小，维修站用电也不稳定。中午时段用餐时间，耗电量大的电器都处于关闭状态，造成电网电压过高，由于逆变器参数设置中电网电压的最高值是245V，使得逆变器从中午12点保护性停机，这种情况从上述9月18日和10月13日的显示屏图像就可以看出，发电量抛物面中间区域是空白，实测图像面积如下表：

表二：

	发电面积	停发面积	停发/发电	日发电量	损失电量
			%	KWh	KWh
7月31日	134	31	23	97.4	23
9月18日	153.19	56.81	37	109.2	40
10月9日	47.49	10.71	23	34.3	8
10月11日	64.24	25.26	39	35.7	14
10月13日	233.28	30.54	13	138.7	18
10月17日	175.06	44.13	25	99.9	25
计	807.26	198.45	25	515.2	128

由于设置逆变器参数与电网不匹配，导致中午发电高峰时段停机，使电量损失达到25%的比例，以此推算，9月份损失电量约530KWh.

4气候影响

光伏电站平均日发电量和石家庄地区日照分布情况见表三：

表三：

13-14年月份	10	11	12	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
30.6KWp日    发电量KWh	90	85	61	55	37	96	105	126	110	104	109	71	69
日照分布    KWh/KWP	106	82	65	74	92	118	133	140	120	102	118	118	106

根据上表绘制的曲线图显示，发电量和日照分布曲线的走势基本吻合，验证了太阳辐射是决定发电量的主要因素。

从两条曲线对比可以看出，差距较大的月份是2月、9月和10月。

而从天气资料来看，2013年10月到2014年10月的天气情况与2011年1月1日到14年10月没有太大的差别，基本属于正常气候条件，详细见表四；

表四：

月份	10	11	12	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	合计	%	11年-1-1	%
																14年-10-1
晴天	8	13	16	17	6	12	8	12	2	6	6	2	1	109	31	402	31
阴天	1	2	4	0	1	6	0	5	2	0	1		2	24	7	69	5
多云	11	13	11	13	16	9	16	11	16	10	14	15	8	163	46	566	43
雨雪天	0	2	0	1	5	4	6	3	10	5	10	13		59	17	277	21
														355	100	1314	100

注：资料出自天气网历史资料www.tianqi.com

从表四可以看出，电站的发电时间与2011年1月1号到2014年10月1号的天气情况对比，4种天气所占的比例大致相同，晴天30%，多云45%，影响因素除2月份过年期间停机以外，2月是16天多云和8个阴雨天，9月是15天多云13天下雨，10月的11天中4天雾霾。虽然雾霾没有单独显示出来，但这种特殊天气是影响发电量的最不利因素；

下图是2013年12月8号雾霾天气全天的发电量，只有6.8KWh：

5、计量装置因素

逆变器的计量是厂家出厂设定的，应该是经过校验。电力公司安装的电表肯定是经过校验，标准的计量装置。电力公司安装电表时间是1月23日，逆变器发电量显示7561KWh，到10月9日逆变器显示发电量31686KWh，这段时间发电量为：

31686-7561=24125，而电力公司电表显示25547KWh，两者相差1422KWh（5.9%）总发电量的差距为：1422+7561X5.9%=1422+445.7=1867.7KWh
逆变器显示与自行安装的电表数字对比，也和电力公司的显示差距相同，所以确认逆变器上的计量有误差。

6、各影响因素对实际发电量的推定

从以上几个因素分析，对发电量做粗略的推算如下表：

影响因素	影响程度取值	KWh	%
尘土覆盖	2%	-635.4	14.3
参数设定	仅考虑9月份	-530.0	12.0
雾霾影响	全年4个月平均每月5天，70%	-1400.0	31.6
计量误差	以电力公司计量装置为准	-1867.7	42.1
计	减少发电量	-4433.1	100
发电量	逆变器显示数据	31768.0
合计	推定应发电量	36201.1
年KWh/W	每W年发电量	1.2

考虑到以上减量因素影响后，总的发电量和目标值基本相符(春节关机时间未列入)，达到系统的设计要求。

四、改进措施

针对以上影响因素，除雾霾影响非人为原因不可控之外，在今后的工作中改进以下几点：

1、        采集数据以法定校验过的装置为准；

2、        对逆变器有关参数的设定要充分考虑用户侧的用电情况，包括电网电压、三相平衡、负荷运行习惯等，定期查检；

3、        尽量采用双向电表，自发自用为主，余电上网，避免用户侧用电减少或经营发生问题时，发电无法消纳，形成资源浪费，同时也增大了自身的经营风险，延长投资回收期；

4、        尘土覆盖对发电量的影响从经济合理性方面处理，对比清洗增加的人工成本和减少的发电量产生的损失，计算合理的打扫次数。

QQ：2529609387                电话：13111581898  张荣山

solar2006

不错的资料！！！！

罗宇飞

你的数据和分析都很有意义，值得大家支持和肯定。对于这个电站发电量不如预期的问题，我个人的看法是，你可以查一下，组件的方位和倾角是否最优化，一般情况下逆变器的工作效率是多少。

fm314

很有学习价值，值得认真研读，组件自身的质量这个也不容忽视。

houye

不错，挺有价值的，谢谢分享!

wjzhmonkey

好文章，正想验证一下设计与实际的差别，纸上谈兵的都是纸老虎

光伏系统研究

这样的一线资料很珍贵，谢谢分享！

stybcf

罗宇飞 发表于 2014-12-7 20:58
你的数据和分析都很有意义，值得大家支持和肯定。对于这个电站发电量不如预期的问题，我个人的看法是，你可 ...

谢谢你的建议！方阵方位：正南； 固定倾角：30°。 逆变器的效率该怎么测得好呢，可否有系统的测试方法。

谢谢！

stybcf

wjzhmonkey 发表于 2014-12-9 14:50
计算还是有不少小错误，比如2%的尘降和计量偏差应该是乘积的关系，应发电量=实发电量/（尘降效率*计量偏差 ...

谢谢指正，有些估算的数据很粗糙，依据不是太充分

罗宇飞

stybcf 发表于 2014-12-10 08:53
谢谢你的建议！方阵方位：正南； 固定倾角：30°。 逆变器的效率该怎么测得好呢，可否有系统的测试方法。 ...

其实好多电站看起来很正常，其实发电效率低，从你的数据来看，一天的发电小时数超过6小时的比较少，在我们广东的某个电站，质量不高，但一年总有一两天的发电小时数是超过7的。我不知道为什么你这个电站达不到。一方面可能是组件的原因，另一方面可以是逆变器的效率低，逆变器效率低有可能是设计的原因，也可能是逆变器本身质量的原因。要测试的话，要有专业的仪器，能同时测试直流功率和交流功率的，我知道意大利HT公司有这样的仪器，叫SOLAR300N。