光伏电站实际发电量分析

本电站的安装位置在广东沿海地区，光伏组件代替建筑的遮阳板安装在屋顶上，本项目属于光伏建筑一体化项目，系统总装机容量为37.8kW，组件铺在屋顶上，倾角约为15度，方位角为南偏东18度，实际安装总面积为365平方米。如图1所示，光伏组件受阴影遮挡特别严重，只有最南边的一部分组件全年基本上无阴影遮挡。本系统共有逆变器使用6台，使用国外知名品牌的6000Ｗ逆变器，以三相五线制接入电网。逆变器为组串式逆变器，有3路MPPT，最大功率点跟踪电压范围为213-400Ｖ，启动电压为270Ｖ，最大输入电流为26Ａ。光伏阵列由216块标称功率为175Wp的单晶硅太阳能电池组件组成（参数详见表1），以12串3并的连接方式接入1台逆变器。

电池	单晶硅
电池数量与连接方式	72个电池串联
开路电压-VOC	44.4V
最大功率电压-Vpm	35.4V
短路电流-ISC	5.55A
最大功率电流-IPm	4.95A
最大功率-Pm	175wp
组件效率	13.5%
最大系统电压	1000V DC

光伏组件的安装条件如图1所示，由受建筑物遮挡影响，大部分组件都会有阴影，只是各个系统受影响的程度有差别，5号逆变器所连接的组件受阴影影响最小。本系统没有配专门的维护人员，只有建筑的物业管理人员经常会去查看数据，据说2号逆变器出现过故障，厂家对有故障的产品进行了更换，4号逆变器虽然在发电，但其中有两路组串已经停止发电了，只有一个组串在工作，具体故障的原因不明。

图１　光伏电站的实际现场照片该光伏发电示范项目在2008正式启动，2009年正式并网运行。除了发电设备外，本系统还配置了相关数据系统，包括风速仪、标准太阳能电池组件、温度探头和数据采集器。本系统以15分钟为时间采样间隔进行数据采集，所采集参数包括：直流电压、交流电流和电压、频率、交流输出功率、输出电能总量、辐照度、环境温度以及组件温度等。由于后期没有对电站进行专业的维护，造成了部分数据缺失的情况，每台逆变器的总发电量一直正常记录，所以不影响本文的分析。

图2　各逆变器的年发电量各个逆变器的年发电量如上图所示，由于受阴影遮挡的程度不同，各系统的发电量差别较大。各系统在2010年时都能正常工作，其中年等效发电小时数最大值达到了1140小时，受遮挡最严重的6号逆变器的年等效发电小时数也达到了790小时。但第二年后多数系统的发电量都有明显的降低，造成降低的原因主要是没有对电站进行检修，设备故障没有及时处理。

从输入电压来看，此电站的设计时将组件的串联数设置为12块，那么在标准条件下，最大功率电压达到了425V，超过了逆变器的最大功率点跟踪范围，从运行数据来看，偶尔有些时候组件的最大功率点电压会超过最大功率点跟踪范围的上限，对发电量的影响较小。单个逆变器的输入功率最大值为5730W，为标准条件下理论输出功率的91%，从此数据来看，在配置逆变器时，逆变器的容量可以为光伏阵列容量的90%，而不影响电站的安全性。

从运行数据来评估系统的设计，我们发现：系统使用了多路MPPT的组串式逆变器，特别是在有部分组件受阴影遮挡的时候，从系统的发电量分析，本系统的发电量比较高；设备的选型没有任何问题，组件的串并连设计与逆变器的搭配合理，能将逆变器的性能充分发挥出来；光伏组件受阴影遮挡严重，可能造成组件的防反二极管被击穿，影响发电量。

这个电站是国内运行时间比较长的其中一个电站，其运行数据及运行情况对于我们以后建设电站具有非常珍贵的参考价值，本人原来计划将电站的系统年效率计算出来，但由于数据不准确，而且个别数据缺失等情况，所以没能计算出来，而且本电站受阴影遮挡，而且期间还出现各种故障，其系统年效率数据的参考意义不大。通过总结，本人建议在项目建设前期要对项目进行全面准确的可行性分析，有阴影遮挡的位置不要安装光伏组件，光伏电站建成后要有专人进行维护，而且每半年对光伏电站进行全面深入检查，及时发现问题。

责任编辑：solar_robot