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1、摘要提高光伏并网电站的发电量，不仅可以提高光伏系统的经济效益，更有利于清洁能源事业的持续发展，优化我国能源结构，促进节能减排。本文分析阐述光伏电站建设初期及投运后影响系统运行稳定和发电量的因素，同时相应提出提高发电量的实际可行措施，最大限度的降低损失，取得良好的经济效益。1引言太阳能资源是储藏量最大、最具开发利用价值的可再生能源。我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。据预测,2020年全球光伏发电预计占发电量的1%；2040年将占到发电量的21%;2050年左右，太阳能将成为全球主力替代能源。为降低运维成本，保障发电收益，提升企业核心竞争力，适应国
2、家提出的无补贴平价上网新政策对企业的影响，适应光伏行业将来的电力市场化经营环境，因此必须提高光伏发电量，提高投资的收益率,才能保证光伏产业的持续健康发展，以适应中国强劲的经济增长和节能减排需要。2光伏电筒系统简介目前，大中型并网光伏电站多采用分块发电、就地升压、集中并网的解决方案，主要设备一般包括光伏组件、防雷汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜、升压变压器、高压开关柜、无功补偿装置和微机监控及综合保护系统等。光伏发电系统高压配电系统一般均包括出线柜、PT柜（及电压互感器柜无功补偿进线柜、光伏发电单元进线柜、站用变压器出线柜等几部分。下图所示为光伏发电系统高压主接线示意图，图中列出4路进
3、线柜，实际有3个光伏发电单元，一个进线柜备用。光伏组件通过一定的串并联方式组成光伏方阵，通过光伏防雷汇流箱进行直流一次汇流，再通过直流配电柜进行直流二次汇流，然后接入并网逆变器直流侧，通过逆变器实现DC/AC转换，逆变器交流侧输出符合国标要求的正弦交流电,再通过交流柜接入升压变压器，升压为符合电网电压等级的正弦交流电，最后送入高压配电室35KV母线或IOKV母线，集中并网。3影响光伏发电量的因素影响光伏发电量的因素很多，本文根据自身的光伏工程设计经验，从设计施工、设备、运行维护等方面进行分析。3.1 光伏电站的选址光伏电站的选址不合理，体现有：设计山地光伏，忽略周围山体的阴影遮挡，忽略人员巡检
4、通道，导致最大出力不满足要求，导致人员检修困难；设计地面光伏电站，不考虑水土流失及周围工厂污染，导致支架整体倾斜，导致组件清洗投入大；不考虑当地太阳能资源情况是否适合建设光伏电站,导致系统发电量低,与国家建设节约型社会的初衷不符；不考虑既有配电系统是否有足够的接入条件，导致接入系统批准困难，最终光伏系统限电运行，无法充分利用绿色能源。3.2 光伏组件光伏组件是光伏电站电能的来源，是发电系统的核心设备，其输出电能的多少直接影响系统发电量。光伏组件影响发电量的因素主要包括：组件差异、组件PlD效应、异物覆盖、组件运行异常、组件间连接电缆接触不良等。1）组件温度因子光伏组件温度因子通常为0.45%/
5、度，光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。当它们的温度升高时，大多数不同类型的光电池效率呈现出降低趋势。设计组件安装节点时需注意组件的安装部位通风散热条件是否良好。组件存在凡是串连就会由于组件的电流差异造成电流损失，凡是并连就会由于组件的电压差异造成电压损失的问题。串并联损失可以达到8%以上,对发电量影响非常大。为了减少串并联损失，应该在电站安装前严格挑选电流一致的组件串联。组件的衰减特性尽可能一致。根据国家标准GB/T-9535规定，太阳电池组件的最大输出功率在规定条件下试验后检测，其衰减不得超过8%;必要时加装防反隔离二极管。2)异物遮挡组件对异物遮挡非常敏感，异物如果为灰尘、树叶
6、等表面附着物，系统发电量会总体受到影响，影响轻重决定于覆盖占比程度。异物如果为鸟粪等紧密贴合物,不仅会影响系统发电量，甚至会引起热斑效应，使组件局部严重发热烧穿组件，甚至引起火灾。当光伏组件上有灰尘或积水造成的污染，根据统计，经常受雨水冲刷的光伏组件其影响平均在2-4%之间，无雨水冲刷较脏的光伏组件其影响平均在8-10%之间。考虑到建设光伏电站的清洗系统不具备条件或成本高，光伏电站设计时需考虑根据当地的主导风向、雨水情况，设计合理的组件安装倾角，使组件尽可能保持清洁。现在我国绝大部分大型光伏电站都分布在西北地区，而西北地区又是我国沙尘暴比较严重的地区，灰尘对电站发电量的影响直接决定了投资人的投
7、资回报率，所以建议光伏电站的管理人员能提高对降尘损失率的重视程度，做好定期的清洗工作；及时处理阵列间杂草，防止杂草阴影落到组件表面上等。3)组件PlD效应光伏组件的电位诱发衰减效应(PID,PotentiaIInducedDegradation)引发光伏电站在工作三、四年后发生发电量大幅衰减。PID的真正原因到目前为止没有明确的定论，但各个光伏电池组件厂和研究机构的数据表明，PID与电池、玻璃、胶膜、温度、湿度和电压有关。因此建议采购组件时明确要求把抗PID写入合同，并随机抽检。4）组件运行异常拿72片电池片封装的组件来说，其内部72片电池片分成3组，每组24片串联，并且反并联一个二极管，对该
8、组24片电池片实现保护作用，3组再串联，即为整块组件的输出特性。当组件内部故障导致接线盒内部并联二极管导通，短接相应电池片串时，组件输出电压偏低（如果1个二极管导通,组件输出电压为其余两串的电压，约为24V:如果2个二极管导通,组件输出电压为其余一串的电压，约为12V）,如此，导致组串电压低于其他并联组串电压，并导致该组串输出电流明显偏小，影响系统发电量。5）组件间连接电缆接触不良组件接头由于长期日晒雨淋,绝缘老化、内部电气连接件生锈，导致该处组串直接对地短路或接触电阻特别大（压降达上百伏），并且很快烧坏导致组串断路。光伏组件问题不仅影响系统发电量，无形中也增加光伏电站的运行成本。因此，光伏组
9、件必须定期巡检。检查异物覆盖情况，以确定是否需要清洗：检查组串开路电压变化情况，以确定是否有组件或连接电缆异常情况。4直流配电柜直流配电柜实现直流二次汇流的功能。柜内主要是几个断路器实现多路汇一路，原本非常简单的设备，但由于国内部分厂家质量把关不严，遗留一些小问题导致后期运行造成大事故，频繁跳闸，甚至烧坏设备。柜内线接线不合格：某厂家直流柜内个别直流断路器进出线螺丝不够时，用其他类型螺丝代替，由于替换螺丝太长，无法紧固，直接用两个螺帽固定接线，螺钉随便扭两圈固定到进线端。运行期间该处接触电阻过大，进线燃烧，烧坏该断路器进线端子。该问题纯属个例，未发现问题时，严重影响系统发电量，问题解决后将一劳
10、永逸。5并网逆变器并网逆变器是光伏发电系统中的关键设备。国内逆变器产品多数技术上檄成熟，生产工艺也相当过关，但仍然有些问题需要改进，以进一步提高逆变器的运行稳定性，尤其是大功率逆变器。举例500KW逆变器来说，每次停运，对发电量的影响，少则三五百度，多则上万度。1）逆变器的选型在光伏电站系统中，逆变器的成本不大，但却是发电效率的决定者，在光伏电站中，当组件等配件完全一致时，选择不同的逆变器，系统的总发电量有5%到10%的差别,所以选择总发电量高的逆变器，提高整个系统的效率。逆变器的选型要点：逆变器的故障率低、逆变效率高、MPPT精度高,跟踪范围宽、输出的电流谐波含量小、具备完善的保护和报警功能
11、。2）过温保护问题逆变器IGBT模块是实现DC/AC转换的核心部件，同时也是逆变器内的热源中心。高负荷运行时,该模块在强制风冷的情况下，温度仍然高达70摄氏度左右，该温度对IGBT模块来说自然在允许范围内，但对IGBT驱动板己是非常高温，导致驱动板上电子元件多数变形（原本方形的集成芯片、贴片电阻、贴片电容等受热膨胀变为圆形），逆变器IGBT故障报警、停止运行，严重影响系统发电量。建议逆变器厂家考虑驱动板与IGBT模块间距增大、IGBT室内风机功率增大,或者运行单位加装空调，预防逆变器过温跳闸或过温烧坏驱动板。3）调节启动电压由于光伏组件峰值工作电压受温度影响比较大。如果逆变器并网启动电压冬夏设
12、置相同值，可能出现夏天即使阳光明媚，早上5:00太阳升起，但8:00逆变器迟迟达不到启动电压不能并网，如果把启动电压调低20-30V,逆变器可提早2个小时并网，每台逆变器一天多SO-100kWho6变压器太阳能光伏发电场的实际输出功率随光照强度的变化而变化，白天光照强度最强时，发电装置输出功率最大，夜晚几乎无光照以后，输出功率基本为零，空载损耗尤为突出。不论发电装置是否输出功率,只要变压器接入系统，变压器始终产生空载损耗。因此降低变压器空载损耗对于电站的实际节能效果、提高发电量的意义重大。7光伏电站内用电、线损等能量损失系统的直流、交流回路的线损要控制在5%以内。为此，设计上要对组件的串并联方
13、式进行优化，大型电站设计时要对总平面布置时进行方案对比，从经济性、线缆使用量、线损等角度进行对比，采用最优方案。施工过程中采用导电性能好的导线，导线需要有足够的直径，不允许偷工减料。系统维护中要特别注意接插件以及接线端子是否牢固。8结束语相同容量的并网光伏电站，即使安装在同一地点，发电量也可能相差很大，必须加以仔细分析。影响并网光伏电站的发电量的因素很多，这些因素有些可以在设计、施工、运行过程中采取措施,加以改进。在建造并网光伏电站的过程中，要重视每个细节、具体步骤，使得光伏方阵面上尽量接收到最多的太阳辐射量，同时在每个环节减少能量损失，人为控制改善光伏电站的系统运行环境，促使光伏电站发挥最大的经济和社会效益。本文结合作者在大中型光伏电站的实际运行管理经验，上文所列问题不一定齐全，希望各位同仁共同探讨。
