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解析

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。