鉅大LARGE | 點擊量:7807次 | 2020年04月21日
解析光伏電站發電量計算及故障
1.1一類地區
全年日照時數為3200~3300小時,輻射量在670~837x104kJ/cm2a。相當于225~285kg標準煤燃燒所發出的熱量。主要包括青藏高原、甘肅北部、寧夏北部和新疆南部等地
1.2二類地區
全年日照時數為3000~3200小時,輻射量在586~670x104kJ/cm2a,相當于200~225kg標準煤燃燒所發出的熱量。主要包括河北西北部、山西北部、內蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。
1.3三類地區
全年日照時數為2200~3000小時,輻射量在502~586x104kJ/cm2a,相當于170~200kg標準煤燃燒所發出的熱量。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇北部和安徽北部等地。
1.4四類地區
全年日照時數為1400~2200小時,輻射量在419~502x104kJ/cm2a。相當于140~170kg標準煤燃燒所發出的熱量。主要是長江中下游、福建、浙江和廣東的一部分地區,春夏多陰雨,秋冬季太陽能資源還可以。
1.5五類地區
全年日照時數約1000~1400小時,輻射量在335~419x104kJ/cm2a。相當于115~140kg標準煤燃燒所發出的熱量。主要包括四川、貴州兩省。
2.1光伏發電站年平均發電量Ep計算如下:
Ep=HAPAZK
式中:HA水平面太陽能年總輻照量(kWh/m2)Ep上網發電量(kWh)
PAZ系統安裝容量(kW)K為綜合效率系數。
綜合效率系數K是考慮了各種因素影響后的修正系數,其中包括:
1)光伏組件類型修正系數2)光伏方陣的傾角、方位角修正系數
3)光伏發電系統可用率4)光照利用率
5)逆變器效率6)集電線路、升壓變壓器損耗
7)光伏組件表面污染修正系數
8)光伏組件轉換效率修正系數。
光伏發電站上網電量Ep計算如下:
Ep=HASK1K2
式中:HA為傾斜面太陽能總輻照量(kWh/m2)S為組件面積總和(m2)
K1組件轉換效率K2為系統綜合效率。
綜合效率系數K2是考慮了各種因素影響后的修正系數,其中包括:
1)廠用電、線損等能量折減交直流配電房和輸電線路損失約占總發電量的3%,相應折減修正系數取為97%。
2)逆變器折減逆變器效率為95%~98%。
3)工作溫度損耗折減(一般而言,工作溫度損耗平均值為在2.5%左右)
光伏發電站上網電量Ep計算如下:
Ep=HPK1
式中:P為系統安裝容量(kW)H為當地標準日照小時數(h)
K1為系統綜合效率(取值75%~85%)。
這種計算方法也是第一種方法的變化公式,簡單方便,可以計算每日平均發電量,非常實用。
2.4經驗系數法
光伏發電站年均發電量Ep計算如下:
Ep=PK1
式中:
P為系統安裝容量(kW)
K1為經驗系數(取值根據當地日照情況,一般取值0.9~1.8)。
這種計算方法是根據當地光伏項目實際運營經驗總結而來,是估算年均發電量最快捷的方法。
2.5總結計算
理論年發電量=年平均太陽輻射總量*電池總面積*光電轉換效率
實際年發電量=理論年發電量*實際發電效率
三、影響光伏電站發電量的因素
1)太陽輻射量
2)太陽能電池組件的傾斜角度
3)太陽能電池組件轉化效率
4)設備及元器件老化,隨之發電量減少
5)灰塵遮擋
灰塵光伏電站的影響主要有:通過遮蔽達到組件的光線,從而影響發電量影響散熱,從而影響轉換效率具備酸堿性的灰塵長時間沉積在組件表面,侵蝕板面造成板面粗糙不平,有利于灰塵的進一步積聚,同時增加了陽光的漫反射。
6)逆變器效率
逆變器由于有電感、變壓器和IGBT、MOSFET等功率器件,在運行時,會產生損耗。一般組串式逆變器效率為97-98%,集中式逆變器效率為98%,變壓器效率為99%。
7)陰影、積雪遮擋
在分布式電站中,周圍如果有高大建筑物,會對組件造成陰影,設計時應盡量避開。根據電路原理,組件串聯時,電流是由最少的一塊決定的,因此如果有一塊有陰影,就會影響這一路組件的發電功率。
當組件上有積雪時,也會影響發電,必須盡快掃除。
8)線路、變壓器損失
系統的直流、交流回路的線損要控制在5%以內。
9)溫度影響
溫度上升1℃,晶體硅太陽電池:最大輸出功率下降0.04%,開路電壓下降0.04%(-2mv/℃),短路電流上升0.04%。
四、分布式光伏電站常見故障及分析
4.1逆變器屏幕沒有顯示
故障分析:沒有直流輸入,逆變器LCD是由直流供電的。
可能原因:
(1)組件電壓不夠。逆變器工作電壓是100V到500V,低于100V時,逆變器不工作。組件電壓和太陽能輻照度有關,
(2)PV輸入端子接反,PV端子有正負兩極,要互相對應,不能和別的組串接反。
(3)直流開關沒有合上。
(4)組件串聯時,某一個接頭沒有接好。
(5)有一組件短路,造成其它組串也不能工作
解決辦法:用萬用表電壓檔測量逆變器直流輸入電壓。電壓正常時,總電壓是各組件電壓之和。如果沒有電壓,依次檢測直流開關,接線端子,電纜接頭,組件等是否正常。如果有多路組件,要分開單獨接入測試。如果逆變器是使用一段時間,沒有發現原因,則是逆變器硬件電路發生故障。
4.2逆變器不并網。
故障分析:逆變器和電網沒有連接。
可能原因:
(1)交流開關沒有合上。
(2)逆變器交流輸出端子沒有接上
(3)接線時,把逆變器輸出接線端子上排松動了。
解決辦法:用萬用表電壓檔測量逆變器交流輸出電壓,在正常情況下,輸出端子應該有220V或者380V電壓,如果沒有,依次檢測接線端子是否有松動,交流開關是否閉合,漏電保護開關是否斷開。
4.3PV過壓:
故障分析:直流電壓過高報警
可能原因:組件串聯數量過多,造成電壓超過逆變器的電壓。
解決辦法:因為組件的溫度特性,溫度越低,電壓越高。單相組串式逆變器輸入電壓范圍是100-500V,建議組串后電壓在350-400V之間,三相組串式逆變器輸入電壓范圍是250-800V,建議組串后電壓在600-650V之間。在這個電壓區間,逆變器效率較高,早晚輻照度低時也可發電,但又不至于電壓超出逆變器電壓上限,引起報警而停機。
4.4漏電流故障:
故障分析:漏電流太大。
解決辦法:取下PV陣列輸入端,然后檢查外圍的AC電網。
直流端和交流端全部斷開,讓逆變器停電30分鐘以上,如果自己能恢復就繼續使用,如果不能恢復,聯系售后技術工程師。
4.5電網錯誤:
故障分析:電網電壓和頻率過低或者過高。
解決辦法:用萬用表測量電網電壓和頻率,如果超出了,等待電網恢復正常。如果電網正常,則是逆變器檢測電路板發電故障,請把直流端和交流端全部斷開,讓逆變器停電30分鐘以上,如果自己能恢復就繼續使用,如果不能恢復,聯系廠家技術工程師。
4.6逆變器硬件故障:分為可恢復故障和不可恢復故障
故障分析:逆變器電路板,檢測電路,功率回路,通訊回路等電路有故障
解決辦法:逆變器出現上述硬件故障,請把直流端和交流端全部斷開,讓逆變器停電30分鐘以上,如果自己能恢復就繼續使用,如果不能恢復,就聯系廠家技術工程師。
4.7系統輸出功率偏小,達不到理想的輸出功率
可能原因:影響光伏系統輸出功率因素很多,包括太陽輻射量,太陽電池組件的傾斜角度,灰塵和陰影阻擋,組件的溫度特性,詳見第一章。
因系統配置安裝不當造成系統功率偏小。常見解決辦法有:
(1)在安裝前,檢測每一塊組件的功率是否足夠。
(2)根據第一章,調整組件的安裝角度和朝向
(3)檢查組件是否有陰影和灰塵。
(4)檢測組件串聯后電壓是否在電壓范圍內,電壓過低系統效率會降低。
(5)多路組串安裝前,先檢查各路組串的開路電壓,相差不超過5V,如果發現電壓不對,要檢查線路和接頭。
(6)安裝時,可以分批接入,每一組接入時,記錄每一組的功率,組串之間功率相差不超過2%。
(7)安裝地方通風不暢通,逆變器熱量沒有及時散播出去,或者直接在陽光下曝露,造成逆變器溫度過高。
(8)逆變器有雙路MPPT接入,每一路輸入功率只有總功率的50%。原則上每一路設計安裝功率應該相等,如果只接在一路MPPT端子上,輸出功率會減半。
(9)電纜接頭接觸不良,電纜過長,線徑過細,有電壓損耗,最后造成功率損耗。
(10)并網交流開關容量過小,達不到逆變器輸出要求。
4.8交流側過壓
電網阻抗過大,光伏發電用戶側消化不了,輸送出去時又因阻抗過大,造成逆變器輸出側電壓過高,引起逆變器保護關機,或者降額運行。
常見解決辦法有:
(1)加大輸出電纜,因為電纜越粗,阻抗越低。
(2)逆變器靠近并網點,電纜越短,阻抗越低。
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