光伏電站超配分類(lèi)及棄光限電損失PVsyst分析方法
通常講的超配,主要是指直流側(cè)超配:光伏方陣的安裝容量與逆變器額定容量之比。在推進(jìn)平價(jià)上網(wǎng)的過(guò)程中,隨著光伏組件的價(jià)格快速降低,組件的超配更為有利,超配比也得到很大的提高。根據(jù)最新的行業(yè)觀點(diǎn):我國(guó)一類(lèi)太陽(yáng)能資源地區(qū),不宜超過(guò)1.2:1;二類(lèi)太陽(yáng)能資源地區(qū),不宜超過(guò)1.4:1;三類(lèi)太陽(yáng)能資源地區(qū),不宜超過(guò)1.8:1。具體地點(diǎn)和具體項(xiàng)目案例的容配比優(yōu)選,又與當(dāng)?shù)毓赓Y源情況、地理?xiàng)l件、設(shè)備選型、系統(tǒng)損耗、工程造價(jià)、上網(wǎng)電價(jià)、限發(fā)情況等各種因素有關(guān),需要經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。
光伏電站的超配,除常規(guī)的直流側(cè)超配外,還有交流側(cè)超配,光伏區(qū)逆變器的額定容量相對(duì)主變?nèi)萘康呐浔?,或者?duì)于一個(gè)發(fā)電單元中組串逆變器額定容量相對(duì)該發(fā)電單元箱變?nèi)萘康呐浔取?/p>
當(dāng)光伏電站超配后,由于逆變器交流側(cè)的輸出瓶頸限制,就會(huì)產(chǎn)生直流側(cè)限功率和主變側(cè)限功率,另一種并網(wǎng)點(diǎn)限功率則是由于調(diào)度要求或其他情況,并網(wǎng)點(diǎn)上網(wǎng)功率不能超過(guò)某功率或主變額定功率。
相關(guān)研究表明,適當(dāng)提高容配比是降低度電成本和提發(fā)電高收益的有效手段,但由于容配比提高就會(huì)存在超配損失和限發(fā)的風(fēng)險(xiǎn),因此并不是越高越好。當(dāng)我們?cè)趦?yōu)選容配比時(shí),如何分析超配損失和限發(fā)損失呢?PVsyst軟件提供了幾種分析方法。
1、直流側(cè)超配損失
采用PVsyst對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行建模,概述如下:
(1) 建立項(xiàng)目地地點(diǎn)、氣象信息:輸入項(xiàng)目的經(jīng)緯度,海拔高度,等信息,獲取氣象數(shù)據(jù)。
(2) 做一個(gè)光伏系統(tǒng):組件和逆變器設(shè)備選型、系統(tǒng)配置(容配比)、損失項(xiàng)設(shè)置,三維建模等。在損失項(xiàng)設(shè)置中,Ageing選項(xiàng)卡可以調(diào)整衰減及匹配損失設(shè)置,在設(shè)置模擬第N年。
(3) 模擬運(yùn)行,讀取Report。
(4) 直流側(cè)限功率損失可查看Inverter Loss Over Nominal Inv. Power對(duì)應(yīng)的損失項(xiàng)。
2、PVsyst限功率運(yùn)行逐年模擬
限功率運(yùn)行模擬方式,在PVsyst軟件有Energy manager,它有三個(gè)選項(xiàng)卡,其中第二項(xiàng)Grid power limitation,在模擬過(guò)程中應(yīng)用并網(wǎng)限功率模式,可以填入限制的功率值。其中功率限制點(diǎn)又有兩個(gè)選型,其一是在逆變器處,限制逆變器的輸出,注入電網(wǎng)的功率通過(guò)逆變器后定義的損耗(交流電纜、變壓器等)會(huì)進(jìn)一步降低。其二是在并網(wǎng)點(diǎn)處,限制并網(wǎng)點(diǎn)的上網(wǎng)功率,逆變器的輸出功率將更高一些用于來(lái)補(bǔ)償逆變器后的損失。該選項(xiàng)卡顯示限功率的數(shù)值、逆變器的容量、光伏組件的容量,給出了光伏組件容量和限功率的比值power ratio,如圖3。當(dāng)比值大于2:1時(shí),軟件提示是不合理的配比。
分析每年限功率的情況,在Ageing中,依次選擇第N年模擬,查找report中能量流損失圖最后一項(xiàng),即可看到因逆變器超配和并網(wǎng)點(diǎn)限電造成的發(fā)電量損失,如圖4。該分析方法雖然可以直觀的限電損失比,但缺點(diǎn)在于并網(wǎng)點(diǎn)只能設(shè)置恒功率限發(fā),不能設(shè)置不同時(shí)間段的非恒功率限發(fā)。
3、PVsyst逐年逐小時(shí)功率分析
在Grid power limitation中,取消限功率模擬,即按照正常模擬分析。通過(guò)調(diào)取8760個(gè)小時(shí)數(shù)據(jù),分析篩選并網(wǎng)點(diǎn)功率超過(guò)設(shè)置功率的數(shù)據(jù),可以統(tǒng)計(jì)和分析出逆變器超配損失情況以及并網(wǎng)點(diǎn)限發(fā)損失情況。逐小時(shí)數(shù)據(jù)分析,較為繁瑣,但便于分析過(guò)程信息。
4、PVsystAgeing Tool工具模擬
Advanced simulation模塊中,采用ageing tool工具,可代替逐年模擬的工作,一次性模擬25年或30年的發(fā)電量分析。首先設(shè)置的是模擬周期——smulation done every(years)每幾年模擬一次,其次是模擬年限——總的年數(shù)。量參數(shù)均可調(diào),周期越短,即分析的數(shù)量越多,模擬用時(shí)越長(zhǎng);總的年數(shù)越多,用時(shí)越多;選擇周期和總年數(shù)后,下面即顯示模擬的年數(shù),可選擇是否生成報(bào)告和變量。模擬完成后,可在report中查閱25年或模擬年限中組件逐年衰減參數(shù)、每年發(fā)電量及PR值。若需查找逐年的超配損失數(shù)據(jù),需查找逐年的report,此時(shí)需設(shè)置模擬周期為1年并生成report。
5、總結(jié)
光伏電站的超配設(shè)計(jì),可以有直流側(cè)超配、交流側(cè)超配以及交直流組合超配,以達(dá)到降低光伏電站的造價(jià)的目的。在棄光和限發(fā)損失方面,既有逆變器限發(fā)損失,也有按并網(wǎng)點(diǎn)最大功率限制的限發(fā)損失。本文基于PVsyst功能,介紹了幾種分析方法,是否限功率運(yùn)行分析,Ageing Tool和逐小時(shí)分析。