光伏并网电站系统效率及改善措施浅析

探讨光伏并网电站发电效率，详细描述了影响光伏电站发电效率的因素，对光伏电站的运行维护有重要的技术指导作用。

1 前言

太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

近几年我国光伏产业发展迅猛，2011年国内光伏发电新增装机容量已超过2GW，对于大批进入运营阶段的光伏电站，电站运行状况的检测和运行维护工作将成为重点。

光伏并网电站的系统效率是表征光伏电站运行性能的最终指标，在电站容量和光辐照量一致的情况下，系统效率越高代表发电量越大，因此分析影响光伏并网电站的系统效率的各个因素及改善系统发电效率是光伏电站设计及运维的重点，本文就光伏并网电站系统效率及改善措施进行讨论。

2 光伏并网电站系统效率分析

影响发电量的关键因素是系统效率，系统效率主要考虑的因素有：灰尘、雨水遮挡引起的效率降低、温度引起的效率降低、组件串联不匹配产生的效率降低、逆变器的功率损耗、直流交流部分线缆功率损耗、变压器功率损耗、跟踪系统的精度等等。

多晶硅发电系统效率的模拟计算：

1)灰尘、雨水遮挡引起的效率降低

大型光伏电站一般都是地处戈壁地区，风沙较大，降水很少，考虑有管理人员人工清理方阵组件频繁度一般的情况下，采用衰减数值：8%;

2)温度引起的效率降低

太阳能电池组件会因温度变化而输出电压降低、电流增大，组件实际效率降低，发电量减少，因此，温度引起的效率降低是必须要考虑的一个重要因素，在设计时考虑温度变化引起的电压变化，并根据该变化选择组件串联数量，保证组件能在绝大部分时间内工作在最大跟踪功率范围内，考虑0.45%/K的功率变化、考虑各月辐照量计算加权平均值，可以计算得到加权平均值，因不同地域环境温度存在一定差异，对系统效率影响存在一定差异，因此考虑温度引起系统效率降低取值为3%。

3)组件串联不匹配产生的效率降低

由于生产工艺问题，导致不同组件之间功率及电流存在一定偏差，单块电池组件对系统影响不大，但光伏并网电站是由很多电池组件串并联以后组成，因组件之间功率及电流的偏差，对光伏电站的发电效率就会存在一定的影响。

组件串联因为电流不一致产生的效率降低，选择该效率为2%的降低。

4)直流部分线缆功率损耗

根据设计经验，常规20MWp光伏并网发电项目使用光伏专用电缆用量约为350km，汇流箱至直流配电柜的电力电缆(一般使用规格型号为ZR-YJV22-1kV-2*70mm2)用量约为35km，经计算得直流部分的线缆损耗3%。

5)逆变器的功率损耗

目前国内生产的大功率逆变器(500kW)效率基本均达到97.5%的系统效率，并网逆变器采用无变压器型，通过双分裂变压器隔离2个并联的逆变器，逆变器内部不考虑变压器效率，即逆变器功率损耗可为97.5%，取97.5%。

6)交流线缆的功率损耗

由于光伏并网电站一般采用就地升压方式进行并网，交流线缆通常为高压电缆，该部分损耗较小，计算交流部分的线缆损耗约为1%。

7)变压器功率损耗