光伏电站发电量计算及故障解析

显示全部楼层 · 2016-6-28 12:30:21

光伏电站发电量计算及故障解析

（仅供参考）

一、太阳能资源分布的主要特点
1.1一类地区
全年日照时数为3200～3300小时，辐射量在670～837x104kJ/cm2·a。相当于225～285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地
1.2二类地区
全年日照时数为3000～3200小时，辐射量在586～670x104kJ/cm2·a，相当于200～225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
1.3三类地区
全年日照时数为2200～3000小时，辐射量在502～586x104kJ/cm2·a，相当于170～200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。
1.4四类地区
全年日照时数为1400～2200小时，辐射量在419～502x104kJ/cm2·a。相当于140～170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。
1.5五类地区
全年日照时数约1000～1400小时，辐射量在335～419x104kJ/cm2·a。相当于115～140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州两省。

二、光伏电站发电量计算方法

2.1光伏发电站年平均发电量Ep计算如下：
Ep=HA×PAZ×K
式中：HA——水平面太阳能年总辐照量(kW·h/m2);Ep——上网发电量(kW·h);
PAZ ——系统安装容量(kW);K ——为综合效率系数。
综合效率系数K是考虑了各种因素影响后的修正系数，其中包括：
1)光伏组件类型修正系数;2)光伏方阵的倾角、方位角修正系数;
3)光伏发电系统可用率;4)光照利用率;
5)逆变器效率;6)集电线路、升压变压器损耗;
7)光伏组件表面污染修正系数;8)光伏组件转换效率修正系数。
2.2组件面积——辐射量计算方法
光伏发电站上网电量Ep计算如下：
Ep=HA×S×K1×K2
式中：HA——为倾斜面太阳能总辐照量(kW·h/m2);S——为组件面积总和(m2)
K1 ——组件转换效率;K2 ——为系统综合效率。
综合效率系数K2是考虑了各种因素影响后的修正系数，其中包括：
1) 厂用电、线损等能量折减交直流配电房和输电线路损失约占总发电量的3%，相应折减修正系数取为97%。
2) 逆变器折减逆变器效率为95%~98%。
3) 工作温度损耗折减（一般而言，工作温度损耗平均值为在2.5%左右）
2.3标准日照小时数——安装容量计算方法
光伏发电站上网电量Ep计算如下：
Ep=H×P×K1
式中：P——为系统安装容量(kW);H——为当地标准日照小时数(h);
K1 ——为系统综合效率(取值75%~85%)。
这种计算方法也是第一种方法的变化公式，简单方便，可以计算每日平均发电量，非常实用。
2.4经验系数法
光伏发电站年均发电量Ep计算如下：
Ep=P×K1
式中：
P——为系统安装容量(kW);
K1 ——为经验系数(取值根据当地日照情况，一般取值0.9~1.8)。
这种计算方法是根据当地光伏项目实际运营经验总结而来，是估算年均发电量最快捷的方法。
2.5总结计算
理论年发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转换效率
实际年发电量=理论年发电量*实际发电效率

三、影响光伏电站发电量的因素

1）太阳辐射量
2）太阳能电池组件的倾斜角度
3）太阳能电池组件转化效率
4）设备及元器件老化，随之发电量减少
5）灰尘遮挡
灰尘光伏电站的影响主要有：通过遮蔽达到组件的光线，从而影响发电量;影响散热，从而影响转换效率;具备酸碱性的灰尘长时间沉积在组件表面，侵蚀板面造成板面粗糙不平，有利于灰尘的进一步积聚，同时增加了阳光的漫反射。
6）逆变器效率
逆变器由于有电感、变压器和IGBT、MOSFET等功率器件，在运行时，会产生损耗。一般组串式逆变器效率为97-98%，集中式逆变器效率为98%，变压器效率为99%。
7）阴影、积雪遮挡
在分布式电站中，周围如果有高大建筑物，会对组件造成阴影，设计时应尽量避开。根据电路原理，组件串联时，电流是由最少的一块决定的，因此如果有一块有阴影，就会影响这一路组件的发电功率。
当组件上有积雪时，也会影响发电，必须尽快扫除。
8）线路、变压器损失
系统的直流、交流回路的线损要控制在5%以内。
9）温度影响
温度上升1℃，晶体硅太阳电池：最大输出功率下降0.04%，开路电压下降0.04%(-2mv/℃)，短路电流上升0.04%。

四、分布式光伏电站常见故障及分析

4.1逆变器屏幕没有显示
故障分析：没有直流输入，逆变器LCD是由直流供电的。
可能原因：
(1)组件电压不够。逆变器工作电压是100V到500V，低于100V时，逆变器不工作。组件电压和太阳能辐照度有关，
(2)PV输入端子接反，PV端子有正负两极，要互相对应，不能和别的组串接反。
(3)直流开关没有合上。
(4)组件串联时，某一个接头没有接好。
(5)有一组件短路，造成其它组串也不能工作
解决办法：用万用表电压档测量逆变器直流输入电压。电压正常时，总电压是各组件电压之和。如果没有电压，依次检测直流开关，接线端子，电缆接头，组件等是否正常。如果有多路组件，要分开单独接入测试。如果逆变器是使用一段时间，没有发现原因，则是逆变器硬件电路发生故障。
4.2逆变器不并网。
故障分析：逆变器和电网没有连接。
可能原因：
(1)交流开关没有合上。
(2)逆变器交流输出端子没有接上
(3)接线时，把逆变器输出接线端子上排松动了。
解决办法：用万用表电压档测量逆变器交流输出电压，在正常情况下，输出端子应该有220V或者380V电压，如果没有，依次检测接线端子是否有松动，交流开关是否闭合，漏电保护开关是否断开。
4.3PV过压：
故障分析：直流电压过高报警
可能原因：组件串联数量过多，造成电压超过逆变器的电压。
解决办法：因为组件的温度特性，温度越低，电压越高。单相组串式逆变器输入电压范围是100-500V，建议组串后电压在350-400V之间，三相组串式逆变器输入电压范围是250-800V，建议组串后电压在600-650V之间。在这个电压区间，逆变器效率较高，早晚辐照度低时也可发电，但又不至于电压超出逆变器电压上限，引起报警而停机。
4.4漏电流故障：
故障分析：漏电流太大。
解决办法：取下PV阵列输入端，然后检查外围的AC电网。
直流端和交流端全部断开，让逆变器停电30分钟以上，如果自己能恢复就继续使用，如果不能恢复，联系售后技术工程师。
4.5电网错误：
故障分析：电网电压和频率过低或者过高。
解决办法：用万用表测量电网电压和频率，如果超出了，等待电网恢复正常。如果电网正常，则是逆变器检测电路板发电故障，请把直流端和交流端全部断开，让逆变器停电30分钟以上，如果自己能恢复就继续使用，如果不能恢复，联系厂家技术工程师。
4.6逆变器硬件故障：分为可恢复故障和不可恢复故障
故障分析：逆变器电路板，检测电路，功率回路，通讯回路等电路有故障
解决办法：逆变器出现上述硬件故障，请把直流端和交流端全部断开，让逆变器停电30分钟以上，如果自己能恢复就继续使用，如果不能恢复，就联系厂家技术工程师。
4.7系统输出功率偏小，达不到理想的输出功率
可能原因：影响光伏系统输出功率因素很多，包括太阳辐射量，太阳电池组件的倾斜角度，灰尘和阴影阻挡，组件的温度特性，详见第一章。
因系统配置安装不当造成系统功率偏小。常见解决办法有：
(1)在安装前，检测每一块组件的功率是否足够。
(2)根据第一章，调整组件的安装角度和朝向;
(3)检查组件是否有阴影和灰尘。
(4)检测组件串联后电压是否在电压范围内，电压过低系统效率会降低。
(5)多路组串安装前，先检查各路组串的开路电压，相差不超过5V，如果发现电压不对，要检查线路和接头。
(6)安装时，可以分批接入，每一组接入时，记录每一组的功率，组串之间功率相差不超过2%。
(7)安装地方通风不畅通，逆变器热量没有及时散播出去，或者直接在阳光下曝露，造成逆变器温度过高。
(8)逆变器有双路MPPT接入，每一路输入功率只有总功率的50%。原则上每一路设计安装功率应该相等，如果只接在一路MPPT端子上，输出功率会减半。
(9)电缆接头接触不良，电缆过长，线径过细，有电压损耗，最后造成功率损耗。
(10)并网交流开关容量过小，达不到逆变器输出要求。
4.8交流侧过压
电网阻抗过大，光伏发电用户侧消化不了，输送出去时又因阻抗过大，造成逆变器输出侧电压过高，引起逆变器保护关机，或者降额运行。
常见解决办法有：
(1)加大输出电缆，因为电缆越粗，阻抗越低。
(2)逆变器靠近并网点，电缆越短，阻抗越低。

C.M.Y.K · 2016-6-29 07:25:35

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