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估算電站的發(fā)電量，一直是一個(gè)大家都關(guān)注的問題。精準(zhǔn)估算，對(duì)于產(chǎn)業(yè)內(nèi)不同角色有著不同的意義。 對(duì)于電站開發(fā)商來說，估算電站發(fā)電量直接影響電站的選址，關(guān)鍵元器件選型等前期工作。對(duì)于電站運(yùn)維人員來講，估算發(fā)電量可以有助于對(duì)電站的后評(píng)估，也就是發(fā)電狀態(tài)評(píng)估，損失評(píng)價(jià)以及原件性能評(píng)價(jià)等。對(duì)于投資上來說，直接影響到其對(duì)電站的投資收益，今兒影響到相應(yīng)的融資計(jì)劃，電站交易決策和投資決策。對(duì)于售配電人員來講，也希望準(zhǔn)確了解光伏電站未來一段時(shí)間的發(fā)電量，有助于其對(duì)電站的交易，以及電網(wǎng)的區(qū)域性調(diào)配。 根據(jù)兔子的經(jīng)驗(yàn)，電站發(fā)電量評(píng)估，說容易也容易，說難也比較難。容易是指，關(guān)鍵的計(jì)算方式和需要考慮的因素已經(jīng)基本明確。在特定的比較成熟的區(qū)域，某些服務(wù)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高精度發(fā)電量評(píng)估。說難是因?yàn)?，關(guān)鍵的模型所需要的變量均為未知，如果可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)研究，準(zhǔn)確了解相關(guān)參數(shù)，那么電站評(píng)估的最難瓶頸就迎刃而解了。 今天兔子就手把手給大家提供一種光伏電站發(fā)電量計(jì)算方式，當(dāng)然并不是唯一的方式。希望可以幫助大家平時(shí)的業(yè)務(wù)。

原理篇

工欲善其事必先利其器，光伏電站的發(fā)電量評(píng)估需要考慮到相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入，模型建立和修正等因素。雖說目前很多模擬是使用軟件進(jìn)行的，但是了解一般的光伏電站發(fā)電量模擬計(jì)算思路可以有助于對(duì)實(shí)際操作的理解。更有助于處理特殊的情況。同時(shí)目前不同的軟有自己的局限性。后期部分?jǐn)?shù)據(jù)也需要單獨(dú)修正。因而對(duì)相關(guān)原理的了解是很有必要的。首先，在本期當(dāng)中兔子就位大家總結(jié)介紹模擬的基本思路和應(yīng)用到的原理。

計(jì)算發(fā)電量的考量因素

環(huán)境變量

環(huán)境變量：光伏電站主要靠光照資源吃飯，最關(guān)鍵的主要為光輻照度、環(huán)境溫度以及其他天氣變量。 a) 光輻照度直接影響到電站所獲得的能源原料。簡(jiǎn)單的比方，正如火電站的煤炭資源，水電站的水資源。光伏電站的光照資源直接影響到電站有多少原料可以轉(zhuǎn)化為發(fā)電。關(guān)于光輻照資源的獲取，在之前一期，兔子有談到過，大家可以參照相關(guān)的內(nèi)容深入學(xué)習(xí)。 光照的計(jì)算方法會(huì)影響到光輻照的計(jì)算準(zhǔn)確度。一般在估算光輻照的時(shí)候，使用的是水平面的輻照，這就涉及到水平面的輻照向傾斜面轉(zhuǎn)化的因素。一般在pvsyst里面使用的是Preze或者Hay兩個(gè)模型。b) 環(huán)境溫度主要影響到電站本身器件的轉(zhuǎn)化效率。組件，逆變器的運(yùn)行直接受到溫度的影響。在兔子之前的文章中有提到過組件發(fā)電效率與溫度的關(guān)系。實(shí)際的電站運(yùn)行當(dāng)中，可以明顯發(fā)現(xiàn)高溫天氣，電站的發(fā)電量會(huì)有明顯的衰減。當(dāng)然，逆變器的運(yùn)行效率也會(huì)受到溫度的影響。關(guān)于逆變器的運(yùn)行，兔子會(huì)在以后的文章中詳細(xì)描述。c) 其他天氣變量主要有：灰塵，積雪以及極端的天氣。變量主要以前兩個(gè)變量為主。每年關(guān)系到各個(gè)地區(qū)，光伏電站都會(huì)有相關(guān)的損失。

關(guān)鍵電器模型

其中最主要的電器為光伏組件、逆變器和箱式變壓器。三者者的運(yùn)行效率直接關(guān)系到光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)。a) 光伏組件：需要考慮的主要是：溫度，光照以及效率。

i. 對(duì)于溫度來說，溫度升高，組件的發(fā)電量會(huì)下降。這個(gè)在光伏電池出場(chǎng)的時(shí)候會(huì)注明相關(guān)的溫度系數(shù)。根據(jù)該系數(shù)就可以修正組件的功率。ii. 光照角度和計(jì)算方法會(huì)產(chǎn)生一定的損失。首先，組件的測(cè)量是在光源正對(duì)組件情況下完成的。但是正常的太陽(yáng)光照在一天中是變化的，光照入射到組件上產(chǎn)生的角度差別會(huì)導(dǎo)致一定的損失。這點(diǎn)在估算中需要對(duì)組件的功率進(jìn)行相關(guān)的修正。iii. 低光響應(yīng)。組件在不同光照強(qiáng)度下，輸出功率會(huì)與實(shí)際功率有所差別。因而存在一定的修正系數(shù)。

b) 光伏逆變器：

i. 逆變器效率：逆變器本身有自己的運(yùn)行效率，并且受其工作狀態(tài)和周邊環(huán)境的影響。一般逆變器有相關(guān)的運(yùn)行模型，可以模擬其功率輸出。ii. 逆變器運(yùn)行功率和電壓窗口。逆變器有規(guī)定的輸入電壓和功率范圍。對(duì)于電壓來講，當(dāng)超出了一定的電壓范圍，逆變器將無法完成組串運(yùn)行功率的最大點(diǎn)跟蹤，或者逆變器會(huì)關(guān)閉。對(duì)于功率來講，當(dāng)功率超出一定范圍，逆變器會(huì)限制功率輸出或者關(guān)閉。這類運(yùn)行會(huì)直接影響到電站的運(yùn)行效率。

c) 箱式變壓器：主要涉及到箱變的標(biāo)稱容量，有負(fù)載損失和無負(fù)載損失

損失因素

多種因素會(huì)影響到電站的實(shí)際發(fā)電量 a)積灰。積灰是影響到光伏電站發(fā)電量的一個(gè)主要因素。主要是影響到伏組件的發(fā)電能力。在干燥的沙漠地區(qū)，工廠集中地區(qū)和建筑施工密集地區(qū)尤為嚴(yán)重。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，清理之后的光伏組件發(fā)電量會(huì)比清理之前的組件發(fā)電量高出10%以上!在不同的地區(qū)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)出不同月份、季節(jié)或者年的平均積灰損失。對(duì)于準(zhǔn)確估算發(fā)電量是十分有意義的。

b)積雪。積雪在部分地區(qū)對(duì)光輻照的影響較大，在每年的特定季節(jié)會(huì)對(duì)光伏組件功率輸出造成一定的影響。

c)失配損失。失配損失主要產(chǎn)生在線路并聯(lián)和串聯(lián)的過程中。一方面由于組件出場(chǎng)功率與發(fā)電參數(shù)之間各有差別，另一方面也取決與實(shí)際安裝過程中組件傾斜度不好，所處地區(qū)溫度差別，遮陰等等。組件之間相互制約會(huì)導(dǎo)致一部分損失。當(dāng)然，逆變器所連接的不同區(qū)域之間的發(fā)電不匹配也會(huì)有相關(guān)的失配產(chǎn)生。

d)遮陰。陰影遮擋有很多種情況。首先陣列之間的前后排遮擋是很難避免的。需要通過設(shè)計(jì)盡量減少。另外周邊建筑物情況，季節(jié)性雜草生長(zhǎng)都會(huì)導(dǎo)致組件的遮陰損失。很好的估算這方面損失可以幫助精準(zhǔn)評(píng)估電站的發(fā)電量。

e)線損。電力傳輸過程中必然會(huì)造成線路損失。線路內(nèi)阻，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的接觸電阻，漏電等等。主要的損失均可以根據(jù)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

f) 限電因素。在電網(wǎng)運(yùn)行當(dāng)中，處于電力消納或者電力穩(wěn)定運(yùn)行的考慮，會(huì)對(duì)光伏電站進(jìn)行限電，該項(xiàng)也是目前西部電站所遇到的主要問題。g)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行損失。逆變器等電器其實(shí)在待機(jī)的時(shí)候是會(huì)消耗能量的，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)部分的電器也是在光伏陣列端直接采電，因而其中會(huì)有部分損失。

計(jì)算邏輯光照資源評(píng)估電站建模數(shù)據(jù)修正

光照資源評(píng)估

根據(jù)以后的數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算實(shí)際落在組件平面上的光輻照度。這就涉及到以下兩個(gè)步驟：a) 實(shí)際水平面光照數(shù)據(jù)收集。該項(xiàng)在兔子之前的文章里有詳細(xì)描述，如何選擇不同數(shù)據(jù)源，其準(zhǔn)確性如何。在兔子文章里還描述了如何對(duì)所獲得的光輻照數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。b) 水平面光輻照數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為組件平面光輻照的算法。該項(xiàng)有很多已經(jīng)建立起來的模型。兔子會(huì)在后面的文章里跟小伙伴們進(jìn)行深入探討。 12電站建模

根據(jù)已有的光伏組件運(yùn)行數(shù)據(jù)，光伏逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)以及箱式變壓器等對(duì)電站進(jìn)行建模。主要運(yùn)用光伏電站模擬軟件進(jìn)行模擬，將相關(guān)參數(shù)輸入。

其中包括以下參數(shù)的確認(rèn)：

a) 光伏組件相關(guān)參數(shù)b) 環(huán)境參數(shù)確認(rèn)c) 光伏逆變器相關(guān)參數(shù)d) 箱變相關(guān)參數(shù)e) 光伏電站設(shè)計(jì)連接方式f) 光伏電站運(yùn)行方式

數(shù)據(jù)修正

有了以上模型和輸入數(shù)據(jù)，就可以估算電站的大致光輻照輸出，但是仍需要進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)修正，主要是根據(jù)本文中所講到的各項(xiàng)損失對(duì)結(jié)果。

其中部分?jǐn)?shù)據(jù)已經(jīng)在相關(guān)軟件中有所體現(xiàn)，也有一部分需要手動(dòng)修正。

a) 積灰積雪b) 遮陰c) 失配d) 線損e) 限電f) 現(xiàn)場(chǎng)電量損失g) 低光響應(yīng)h) 組件溫度響應(yīng)i) 逆變器功率和電壓響應(yīng)總結(jié)

以上為對(duì)整個(gè)發(fā)電量評(píng)估涉及到的原理，需要考量的因素和具體模擬步驟的介紹，光伏電站模擬需要考量的因素較多，主要的均概括在本文當(dāng)中。

具體的發(fā)電量模擬主要涉及到以下幾個(gè)步驟：

確定光輻照資源數(shù)據(jù)：通過相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，服務(wù)商等渠道獲得數(shù)據(jù)資源。

建立模型。通過相關(guān)的軟件建立光伏電站模型，估算光照資源轉(zhuǎn)換率。

修正數(shù)據(jù)。通過已知的光伏電站實(shí)際情況對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。