分布式光伏电站效率测试带来的思考

因为时间关系，我主要介绍几个方面的内容，首先是我们在测试过程中发现有几个重要的参数，一个是电气效率，另外一个是PR值，第三个是目前国家提出的光伏系统效率方面的问题，第四个是通过这几个方面的内容，引出一个话题，我们是否能对一个分布式光伏电站的发电量进行预测。

首先我想看一下这个系统电气效率，系统电气效率是在《并网光伏发电系统工程验收基本要求》里面提出的，这里最关键的问题就在于我测逆变器输出功率的同时，我要看这个组件当时的工作状态，主要是它所受到的辐照和工作温度。组件在实际运行过程中，它的温度的分布，包括它本身在组件内部的分布，还有不同组件的分布是有差异的，所以在这个测试展开的过程中，我们会发现它有比较大的误差，主要是在于我们对它的温度和辐照没有办法做一个很精确的估计，另外就是我们对它要做一个曲线的修正，这个修正的过程也会产生问题。在这里面最主要的有两个测试，一个是温度的测试，还有一个是辐照的测试，待会儿我再跟大家讲一讲这个测试会出现什么问题。

另外一个是大家一直提到的，就是一个光伏系统的PR值的测试，PR值是一个很重要的指标，大家对PR的理解就是说我一个电站的PR值越高，我的电站的效益越好，是不是这样呢?等会儿我们也来看一看。

PR值的测试是我们对一个光伏系统发电的小时数除以它受到的辐照的小时数，它跟我们输出的交流功率和组件的标签功率乘以它的时间是有关系的，这里面也是牵扯到一个辐照的测试。

我们在PR值测试的过程中发现，因为我们要考虑到它首先要测出它的功率，而这个功率受制于很大的因素，一个因素就是温度，我们的组件在实际表现过程中，它每升高一度，它的功率会下降0.4%左右，而且它在整个运行过程中会受到电源适配、串联适配，包括一些灰色遮挡的问题，使得它最终输出的交流功率并没有它实际发生的那么多。如果是这样的话，温度在这里就是一个很关键的因素，会对我们的PR值测试产生影响。在我们的实验室有一个户外测试系统，我们看到不光在不同季节测试有PR值的差别，即使同一个时期测也有问题。

我们对一个电站进行发电量和PR值的预估，每年在不同的月份，由于光伏电站所处的温度不一样，它输出的电量也是不一样的。这是北半球的一个电站，1月份因为它的辐照比较小，它的输出功率小，到了夏天，它的输出的发电量是高的，但是你会发现，我们的PR值并不是维持在一个恒定的数字，可以看到从冬天的85%可以降低到夏天的75%，整个PR值的差异在6%左右。这个结果就说明，我们不能单纯地去拿一个PR值的结果作为一个电站好坏的衡量，因为PR值只是收集一个时间段的量，它没有完整地收集一整年的发电数据，如果单纯的考虑一个时期的PR值的测试，对整个电站的判断是有一些误导的。我们在测试过程中，一般来讲由于时间所限只是测几天的发电量，这里面可能在其中一个点上，而不能代表它的整个全年的发电趋势。所以我们在做一个电站评估的时候，不能仅仅看它单纯的一个指标。

另外现在分布式发展这么快，它的屋顶资源也比较欠缺，还有一个衡量值就是应该考虑它的光伏发电的面积，在新的国标里面，就把输出的能量和光伏放针的能量做一个比值，在相等的输入能量里面，如果面积越小，这个电站的设计就越好，大概是提到这样一个结果。在另外一个讨论里面，在欧洲提出的一个测试里面，它通过测水平辐照的结果来测量。

我们在测量辐照和温度的时候，由于电站的复杂性，分布式不像地面电站，它的资源方面的获取不同，它肯定有多种朝向。在这里可以看到单一的组件在运行的过程中，它的差异也比较大，对一个光伏方阵各个组件之间的温度也有差异。这样怎么能找出一个平均的，能够代表它的最终平均效果呢?新的国标有这样一个处理办法，就是我要多点去取温度值，然后再取它的平均，这里面还是有一些操作上的问题。

另外就是我们在测辐照的时候可能有两种方法，因为我们的太阳辐照是从200多一直到4000，而我们的光伏器件相应的波长范围只到1100。这里面要用到两种方法，用不同的方法测出的结果也是有差异的。

还有朝向的问题，在大型地面电站可能只有一个朝向，但是在屋顶，它的朝向是多方向的，这里面我取辐照的时候到底选哪个朝向的辐照呢?因为我最后PR值的测试里面是要除以一个固定倾角的辐照量，来算支撑它的一个PR值，但是这里面它有两个朝向，到底用哪个朝向去代表它的效果呢?或者是用一个折中的值怎么去选取。这是一个大型的分布式电站。小型的可能更复杂，这里面我们发现它的朝向各不一样，这里面我们的辐照怎么选取呢?分布式电站比起地面电站，它是有各种综合的情况，是一个比较复杂的过程。即使是在一个朝向，它的辐照也不一样，因为可能有建筑物的遮挡，还有一些建筑物在旁边，对它有一些反射，所以并不是我简单测到的一个辐照就是它实际接收到的结果。

出了这么多问题，我们还是希望能有一个很好的办法去解决它。在新的IEC的标准里面，它就说我们需要建立一个模型，然后通过发电量的预测值，或者它的实测值，还有一个期望值做一个比较，这里面有一些方法，最终就是对一个发电量做出预测，这里面就有一些输入参数。我们现在已经开始在这些方面做一些尝试，我们也做了一些户外电站，包括想测试一下组件的衰减，包括它在整个实际电站运行中各个方面的情况，我们也是想通过这个电站评价把这方面的事情开展下去。

真正的对于电站的发电量有没有一个实际的例子呢?我经过检索发现，在去年已经有一些实践的例子，有一篇研究是做了300个发电站的分析，里面包括德国、西班牙的一些数据，筛选出了26个方面，其它的数据可能有些问题，最后的结果是，对它的辐照、PR和发电量的预测，有这样一个结果，这个电站是在3到9年之内，可以看到应用不同的模型，误差并不大，这条红线是代表了它的一个平均的效果，不超过5%，而且这个5%是由于气候条件变化导致的，上面是一个辐照的情况变化，可以看到这个变化是由于环境变化导致的结果，不是因为他们模型做得不好，他们推出的历史数据不代表现在的气候条件，现在的气候条件变化导致它现在的预测出现问题。虽然分布式遇到了这样和那样的问题，它可能比地面电站更复杂，但是对它的发电量的预估和评价我们还是可以做的，这里面还有很多的工作有待我们去做。