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解析光伏电站发电量计算及故障

解析光伏电站发电量计算及故障

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。


  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。


  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)


  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。
来源:阳光工匠光伏网
http://weibo.com/vn365,微信号18072910986,公众号:中华机械网
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