大型光伏电站系统效率计算方法优化分析

大型光伏电站系统效率计算方法优化分析

曹晓宁

康巍

连乾钧

光伏产业近年来继风力发电后发展最快的行业，据不完全统计，目前全世界

范围内光伏发电系统的装机容量已超过

40GWp

，而且在持续高速增长。近几年我

国光伏产业发展速度迅猛，

2010

年国内光伏发电新增装机容量达到

520MWp

，大

大的超过了

2009

年的

228MWp

，而

2011

年国内光伏发电新增装机容量预计达到

2GWp

。

对于大批进入运营阶段的光伏电站，

电站运行状况的检测和运行维护工作

将成为研究重点。

系统效率是表征光伏电站运行性能的最终指标，

对于一个投入运行的光伏电

站，

在电站容量和光辐照量一致的情况下，

系统效率越高就代表发电量越大。

因

此系统效率的准确性重要，本文就系统效率的计算方法的优化进行讨论。

一、系统效率的定义

一个发电系统的年发电量衡量这个系统优劣的最直接的标准，

在进行一个发

电系统的设计时，

都要对发电系统的年发电量进行估算，

作为后期运行维护的参

考标准。

进行发电量的估算首先要算出并网光伏发电系统的总效率，

并网光伏发

电系统的总效率由太阳电池阵列的效率、

逆变器的效率、

交流并网效率三部分组

成。

太阳电池阵列效率

η

1

，

太阳电池阵列在太阳辐射强度下，

实际的直流输出功

率与理论功率之比。

太阳电池阵列在能量转换与传输过程中的损失包括：

组件匹

配损失、表面尘埃遮挡损失、光谱失配损失、温度的影响以及直流线路损失等。

逆变器转换效率

η

2

，逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。包括

逆变器转换的损失、最大功率点跟踪（

MPPT

）精度损失等。

并网效率

η

3

，

即从逆变器输出汇流并入南区

10kV

变电站

400V

低压母线段

的传输效率，其中最主要的是升压变压器的效率和交流电气连接的线路损耗。

综上，光伏电站系统的总效率为

η

=

η

1

*

η

2

*

η

3

，在进行光伏电站的设计和

设备选型时，可针对性的进行优化设计，提高光伏电站的系统效率。

二、系统效率的算法

对于一个光伏电站，进行系统效率的测算时，通常是用实际计量的发电量与

理论发电量相比得到，具体如下所示。