各位领导、各位专家,下面由我来向各位汇报一下我们企业所做的对于光伏电站整个系统的PR效率的检测及提升方面的一些研究,分四个部分,第一,我先说一下,因为我们整个国家太阳能的光伏发电已经进入快速的发展阶段,在大量光伏电站建设发电的同时,怎么样去正确评估光伏电站性能的优劣,如何提高和优化系统的效率,减少损失,刚才赵老师已经讲了,这个损失可能现在很多的包括建设者和业主并没有太多的关系,好像损失3%很难去察觉,或者很难去评估,如果没有一套正确的方法,这个3%的损失如果您手上拽有一个GW的话算一算3%的当量是非常厉害的,怎么样解决这个问题,产生更好的经济效益,是当前非常重要的一个课题。上次在一个技术的研讨会上,我也听王斯成老师讲了,我们目前国内的光伏电站很多电站PR效率只能达到75%多一点点,80%都不到,这样一个效率造成的原因其实有多方面的,这里大致罗列一下,这种现象在每个光伏电站里面都有,只是说这种情况你的电站占的多和占的少,是不是能够及时发现去解决,比如说像这种在熔丝这块,看上去很好,其实它接茬不好,从整个发电这块,如果占到一定比例,肯定会有很大影响。还有像熔丝的烧毁,这是电缆,在施工的时候没有把它拧紧,最终把这个插座给烧坏了。还有就是电池片的隐裂,像这种隐裂时时刻刻都会造成,如果一个电站组件在建设中间的管控质量达不到一定要求,建完的电站在25年运行里面,其实会有很大的一个风险隐患,现在我们电站基本都在西北的荒漠地区,荒漠地区第一个是风沙非常大,现在因为电站建完以后,环境恢复比较好,下面这些草比周边地区,都长的比较茂盛,就有草雉,在光伏电站里面鸟粪特别多,这些时候不及时清除掉,就对组件产生影响。还有杂草,原来没有草,现在每年都要割草。这一片遮挡所产生的热斑温度已经达到80几度,所造成的各个举证里面,产生的问题造成的串联以后IP曲线就会变形,在每个电站里面都会存在这些问题,我们怎么样去评估这个电站的好坏,怎么样去及时解决这些问题,就是当前我们所要研究的,这是灰尘,灰尘遮挡我们做了一个影响值,在目前这种,这个组件大概清洗在15天,一般业主都会在15天到20天之间对组件进行清洗,这是累计到最后一个,组件的灰尘遮挡基本是2.16%,二点几还是属于正常的,我还测过在沙尘暴以后整个光伏电站的影响,它的影响发电率可以达到20%。清洗这块,运维这块其实也是有很大的需要怎么去研究的地方。还有在施工过程中接触器没有插好,还有汇流箱,我们进行了统计,在汇流箱这块出现的问题是,因为它的比例大,所以问题是最多的。
刚才我大致说了一下,这些问题我们怎么样去进行一个评估,怎么样去减少这些问题的发生,这是我们所要研究的。
第二个,对PR效率这块,这是IEC61724对PR效率做了非常准确的表述,对标准的理解并不困难,好像也非常简单,但是你要真正能够在这个光伏电站里面获得一个准确值,怎么去测,这个值而且能够用来衡量和比较电站的质量,这么一个可信度高的值,我感觉并不简单,同时如果你要进一步去分析各个系统在这个系统里面每一个分系统的效率情况,这就有一定难度。比如你要去了解组件的衰减,在西部我们没有STC的条件,也没有实验室,在这种情况下怎么去做组件衰减,有很多企业做了很多模拟的方法,但其实并不准,我也和一些专业的机构进行过讨论这个事情,实际情况他们想了很多办法,其实最终是不行的,必须要实验室。还有一些串联损失、并联损失等等损失,这些损失在现场可以测,有一些是对比值,不能说是精确值,但是这些损失对比值测试的方法精度是可以用来,这个数据是可信的,还有一些设备的损耗,还有对运维有关的灰尘遮挡、异物遮挡等等一些因素,要找出这些问题来,在造成PR效率低下原因的时候就有一定难度,要有一定的实践经验。
从PR效率来讲,它剔除了辐照度的影响,它的辐照度是前面的辐照度,其实真正的影响PR效率刚才说了,温度这块其实没有把这个温度的影响因素提出来,在真正进行比对PR效率的时候,温度这块其实还是要考虑。其实影响PR效率刚才说了环境气候,因为温度没有剔除掉,温度对PR效率这个值其实是有影响的,还有你的设计水平,这里不能不谈这个设计水平,现在我们的光伏电站大规模的建设,每个设计院设计的当量都是非常饱和的,所以你们去看,他们所做的设计也好,做的科研也好,没有真正做到精细化程度,我们业主对于投资方对于电站这块怎么建一定要自己去把握,在同一地区不同的设计院设计出来的最佳角度不一样,相差很多,用的软件都一样,这块怎么样提高设计水平,其实也是非常重要的方面。当然还有设备的工况,之前在电站建设的时候,很多人追究单位造价,因为最后要卖掉,有的人说单位造价比你低多少,所以这块对后面从实际的检测下来,设备的优劣对PR效率影响还是非常大的,当然还有运维。
检测值我就不说了,因为在座的都是专家,根据前面的辐照度计算出理论的发电量和实际光伏电表上网电量的一个比值,这是比较简单的一个计算方式,从标准上进行理解。
我刚才也进了,其实他没有把角度的因素剔除掉,我们真正要去考量一个电站的好坏的时候,要把角度这块通过长期的积累来了解,在当地这个角度到底是多少角度最合适,甚至有些地方还要考虑方位角,这块其实和后面我要说的数据积累有非常大的关系,角度这块可以通过理论的计算,当辐照度,因为角度的不一样,测PR效率测不出,但实际发电功率会有很大差异。
对PR效率的影响因素刚才说了光伏组件,光伏组件的转换效率,包括组件功率的偏差是不是有虚标,还有就是早期的衰减情况,还有就是光伏组件的转换,当然它的转换效率高,它的标称功率正偏差越大,光致衰退效应越小,还有光伏组件的温度系数决定组件电性能输出,温度越高组件输出功率越小,还有灰尘遮挡,鸟粪这块,这块其实我们研究以后有一个最佳的清洗时间。还有组件匹配,串联损失和并联损失,这两个损失,基本范围正常电站,我后面有数据,基本在1.5%到2%之间,如果这两者叠加,其实还是有一定的,现在有很多企业在推组串逆变器,这块也是他的一个卖点。另外就是逆变器的效率,逆变器的效率其实两个部分,一个就是它的转换效率,还有一个效率在现场没办法测,但是我们可以经过,因为我们整个电站的PR效率可以测,经过一些推算或者计算,APP的跟踪,不同电站APP跟踪的好坏和设备有关系。还有传输的一些数据,这是来自NREL,这些设备典型的一些损失值,如果不考虑温度系数的话,这里的温度系数看达到了0.9%,很多国外他的PR效率达到85%,这个难度还是很高的,在80%左右应该是可以实现的。
刚才说了,灰尘遮挡这块,灰尘遮挡这块有一次在沙尘暴以后我们进行了测试,这只能说是一个对比值,不能说是一个精确值,对比值衰减率是可以,这个数值是准确的,这一场沙尘暴以后,组件功率的衰减在4%到5%之间,所以灰尘遮挡对整个系统发电效率影响还是非常大的。这是我们做PR效率的串联损失,使用的仪器是IV-200-2000,那是在一个晴天,中午辐照度比较平稳的一个情况下面。抽检了32串的情况,串联的损失在介于0.29%,当然这里面还是测试误差,整个串联损失是介于0.29到2.81,我们算了一个简单的平均,平均值大概在1.61,这是比较良好的电站的串联损失。这是一个并联损失,并联损失这块,是用RV-1000的设备,两个都不一样,测试的组串不一样,这是几个报告并在一起的,平均应该在1.88,最高可以达到3.28,平均介于0.85%到3.2%之间。对于一次汇流的损失,抽检了7台,抽检的台数不一样,里面还是存在测试误差,但是平均值测下来基本是差不多。整个损失的平均值基本在0.16一次汇流一些线损,二次汇流线损平均在1.62的水平。另外还有一个对于逆变器效率这块,不同厂家的逆变器还是存在比较大的效率上的一个差异,特别是在低负荷,负荷度比较低,早晚负荷度比较低的情况下面,两者的差异就会比较大的明显。有一家的逆变器在10%的负载转换效率不到90%,这块对逆变器的选择,还是通过对电站的评价,这个时候可以了解到各个企业设备的状况。
我们测了五个电站做的总结,我们嘉峪关的电站,整个系统的效率大概是在七十九点几,应该说在国内属于中上比较好的一个电站。整个损失的数值基本是这样。
后面我再谈一下PR效率一些提升的方法,第一个,刚才我讲到了如果用组串式的逆变器可以减少到很多包括并联损失这块,还有MPP跟踪这块,组串式逆变器比集中式的从投资来说比较高一些,我们现在也在做相关的实验,但是最终数据没有出来,因为建设时间还不够,根据厂商的介绍可以提高3%,到明年这个时候我想这里就会有一年的数据,今年数据不够,我还不能讲。还有一种智能型的光伏组件,智能型的光伏组件一个是减少它的漏电流,通过DCTODC的转换,使整个系统的匹配达到最小,目前也是受制于成本,智能性的组件成本能够降到一定水平,把串并联损失降到最低的话,这样它的PR效率值肯定最好。还有精细化设计这块,不同电站,如果同样的方案去做,像这个电站如果你用刚才说了,如果用集中式的话肯定不行,用组串式会好一点,排布和排序都要到现场去。还有矩阵的排布,设备及关键材料的选择,组件装机容量与逆变的配比,之前都是1比1,肯定不合理,这块怎么样匹配最合理,肯定要拿到当地实际的发电数据,要进行考量,合适的配比对系统来说是最优化的。
刚才说这些有技术上的,有从设备上面的,另外还有一个提升的方法,对电站进行现场的检测和评估,这项工作现在很多企业并不重视,我们企业我们专门成立了检测队也购置了很多的设备,现在在做这方面的工作,我感觉这方面工作非常重要,电站建完以后把你的整个电站的运行情况进行评估,来查找这些问题包括电站的整体运行情况,包括损耗检测、质量安全检测,还有主要设备的检查和查找问题,是对整个电站的效率提升和安全运行有非常大的作用。这些是我们用于电站检测的各种仪表,买进口仪表可信度高一些,从企业来说我们目前已经形成了这种光伏电站效率检测的企业标准和规范,从规范的角度去做这件事情,使整个我们所建的电站有一个衡量体系和衡量标准。这是评估报告的格式,后面如果是做系统的,对电站检测需要进行沟通的,我们可以一起来进行探讨,整个报告一共200多页,里面详细列举了检测的评估的情况,包括总效率、各系统的实际效率的损耗、影响电站效率的主要问题点,包括电站的安全质量,电站设备的一个真实状况,可以避免后续设备的带病工作,提供优化效率改进和提升的一个建议,提供优化建设电站设计的建议,所以电站的评估,对后续的电站设计和运行都会有一个比较好的帮助。
另外一个我们称为远程监控系统,我们目前大概已经拥有自己运行的大概是在500兆瓦的一个当量,到2015年500多,加上今年的建设当量到2015年肯定超过一个GW,所以我们做了一个远程的光伏运用平台,一个是收集数据,现在很多光伏电站实际运行的数据,到底怎么样,到各地的辐照情况怎么样,温度情况怎么样,发电情况怎么样,很多企业其实没有,数据的收集对将来的研究非常有用,在西部的戈壁滩里面,要真正做好一个运维靠电站人员自己的责任心,包括他们自己还是不够的,所以这块必须要有一个统计管理的方法,这个平台就是一个非常好的管理的手段。
整个运维平台这块,里面可以把我们各个,我们是做到智能汇流箱这块,各个组串的发电情况,直流配电的电流情况,逆变的情况,声压变的情况,所有数据都可以拿来进行分析,这样一旦数据上面出现问题的话,你可以进行分析,查找问题。这些平台里面的这些数据,可以为后续的设计也是带来非常好的帮助,通过这些运维设计,包括施工过程的管理,只有这样才能建成一个比较好的电站,才能使我们电站的发电效率达到更高。刚才赵老师也讲了,要提升一个电池提高0.1%非常困难,但是在你不经意之间如果你不是进行精细化管理,你损失3%可能自己根本就不知道。我的报告到这里,谢谢大家!