本【běn】文以【yǐ】山【shān】东【dōng】某2MW山地电站为例，就光伏功率优化【huà】器应用效果进行分【fèn】析。在安装丰郅光伏功率优【yōu】化器后，优【yōu】化区【qū】域【yù】发【fā】电量提升92%，平均每个组【zǔ】串每天多发电7.07度。

该电站组件间间距不【bú】足【zú】形成遮挡，周围树木和电【diàn】线杆也【yě】对部分组件形成遮挡，因为是山地电站，不【bú】同组串采光也有差【chà】异。电站里存在组串内串联失配与组串间并【bìng】联失【shī】配的【de】情况，较为【wéi】严重的遮【zhē】挡拉【lā】低了电站【zhàn】整【zhěng】体发电量。

一.项目概况

项目位【wèi】置位【wèi】于【yú】山东省枣庄市，现【xiàn】场电【diàn】站【zhàn】环境为【wéi】山地集中式电站【zhàn】，容量2MW。 组件【jiàn】安装在地面支架上【shàng】，系统投运【yùn】时间为 2015 年 1 月 15 日，发现发电【diàn】量偏低时间为上【shàng】午和下午。

该电站采用海【hǎi】润光伏255W多【duō】晶组件，开路电【diàn】压为【wéi】36.75V，短路【lù】电流为9.09A。逆【nì】变器【qì】采用阳【yáng】光电源SG1000集中式逆变器【qì】，该逆【nì】变器配有4个MPPT,每【měi】个逆变器接入8个【gè】组串。

建模分析

优化器安【ān】装日期为9-21，安装在16区1号汇【huì】流【liú】箱【xiāng】中2、3、4组串，每串安装优化【huà】器数量22pcs，共安装66pcs，16区【qū】1号【hào】汇【huì】流箱1号组串为对【duì】比组串。现场阴影【yǐng】遮【zhē】挡【dǎng】较为复杂，主要分为【wéi】电线【xiàn】杆遮【zhē】挡、树木遮挡和组件前后间距过小三个【gè】部分。其【qí】中组件【jiàn】前后排遮【zhē】挡在冬季时因为太阳【yáng】高度角变低时会【huì】出现【xiàn】，夏天不会【huì】出现。电线杆遮挡和树木遮挡全年都会【huì】出现。


图1-项目现场图片
根据系统中组件和【hé】逆变【biàn】器的型号参数【shù】，项【xiàng】目【mù】地点及受到阴影遮挡的具体情况，在【zài】PVsyst中对【duì】整个系统【tǒng】建立模型


图2-PVsyst中前后组件遮挡、周围树木遮挡模型图
 


图3-左【zuǒ】图：组件前后排【pái】遮挡【dǎng】建模分析结果(2#组【zǔ】串，4#组【zǔ】串)
右图：树木遮挡建模分析结果(3#组串)

根【gēn】据建【jiàn】模分析结【jié】果【guǒ】，2#组串与4#组串各22块光伏板系统，在晴天下，光的辐【fú】射量的线性损失为8.5%，组件电性能损【sǔn】失为20.5%;3#组串22块光【guāng】伏板【bǎn】系统，在晴天【tiān】下，光【guāng】的辐射量的线性【xìng】损失为【wéi】14.9%，组件电性能损失为21.3%。3#组串遮挡情况最【zuì】严重。

数据分析

1. 发电量数据的选取与定义

从客户监控系统采集16区1号汇【huì】流箱【xiāng】中2、3、4组串优化器安【ān】装前后各5个【gè】晴【qíng】天的电压【yā】、电【diàn】流、功率【lǜ】、发电量数据。

1)数据定义:

A段数据：实【shí】验组串未安【ān】装优化【huà】器期间采集5天的有效【xiào】(晴天)数据。

B段数据：实验组串【chuàn】安装优化器期【qī】间采【cǎi】集的5天的有效(晴天【tiān】)数据。

C1段数据：未【wèi】安装【zhuāng】优化器【qì】的对比组串【chuàn】，与【yǔ】A段同期采集5天的有效(晴天)数据。

C2段数【shù】据：未安装【zhuāng】优化器的对比组【zǔ】串【chuàn】，与B段同期采集5天的有效(晴【qíng】天)数【shù】据。

2)数据选择：

优化器的安装日期为9-21

备【bèi】注： 上述天气数据【jù】来源为 http://www.tianqihoubao.com/lishi/zaozhuang

A段【duàn】数据选取(5天【tiān】)：9-21，9-21，9-21，9-21，9-21

B段数据选取(5天)：9-21，9-21，9-21，9-21，9-21

C1段数据选【xuǎn】取(5天)：9-21，9-21，9-21，9-21，9-21

C2段数据【jù】选取(5天)：9-21，9-21，9-21，9-21，9-21

2. 分析过程及结果：

1)相同组串优化前后的横向对比(A段，B段数据平均值对比)：


图9-21#组串优化前后功率曲线对比
2#组【zǔ】串主要为组件前后遮挡【dǎng】，遮【zhē】挡【dǎng】时段为上【shàng】午7：9-21：00和下【xià】午14：9-21：00。优化器【qì】安装前A-2浅蓝色曲线拐点【diǎn】在11：00和14：00左【zuǒ】右，优【yōu】化【huà】器安装【zhuāng】后【hòu】B-2红色【sè】曲线在【zài】遮挡【dǎng】时段有明显的提【tí】升，曲线变得平滑。


图9-21#组串优化前后功率曲线对比
3#组串【chuàn】主【zhǔ】要为树木【mù】遮挡，遮挡【dǎng】时间段为全天。故【gù】其优化器安装前A-3浅蓝色曲线整【zhěng】体数值偏低，峰值明显【xiǎn】低于2#组串【chuàn】。


图9-21#组串优化前后功率曲线对比
4#组串遮【zhē】挡情况【kuàng】和2#组串类似，主要为组件前后遮【zhē】挡，遮挡【dǎng】时段为上午7：9-21：00和【hé】下【xià】午14：9-21：00。

2)对照组串优化前后的横【héng】向对比(C1、C2段数【shù】据平均【jun1】值对比)，消除辐照【zhào】度变【biàn】化的影响【xiǎng】：


图9-21#对比组串对应日期下功率曲线对比
综合考虑对比组C段【duàn】数据【jù】，在系统其余变量未改变的情况【kuàng】下【xià】，C1与C2数据只有天气辐【fú】照度【dù】影响因素。由图可知C2平【píng】均【jun1】功【gōng】率高于C1平【píng】均功率，则表明B段天气辐照强【qiáng】度高于A段。为了消除天气辐照度变【biàn】化【huà】的影响，加入【rù】对【duì】比组C段【duàn】数据以剔除天气辐【fú】照变化因素，更加精确的得出【chū】加【jiā】装【zhuāng】优【yōu】化器后发电量的提升【shēng】比【bǐ】列。

3)数据融合【hé】对【duì】比(A，B，C1，C2段)，通过对照组，消【xiāo】除辐照影响，判断优化【huà】前【qián】后发电量比【bǐ】例变化:

 


图8-对比组串与优化组串发电量对比(含优化前、优化后日期)
其中灰色为对比组串在优【yōu】化【huà】前【qián】后5个晴天发电量，蓝【lán】色为优【yōu】化组【zǔ】串安装【zhuāng】优化器前5个晴天【tiān】发电量，红色为优化【huà】组串安装优化器后5个【gè】晴天发电量。

4)结论：按上【shàng】述样本【běn】统计【jì】，组串在天气状况为晴的条件下，安装优化器【qì】之【zhī】后发电量提升92%，即每个组串每天【tiān】多发【fā】电7.07度。


图9-对比组串与优化组串发电量对比(含优化前、优化后日期)
四，总结

1. 发电量的提升

如【rú】上【shàng】述发电量对比图所示 12 月【yuè】 26 日为优化【huà】器运行的【de】第一天，同时计入对比组串的【de】发电【diàn】量数据(灰色)，进行分【fèn】析以排除辐照量，温度等干扰量的影响【xiǎng】，安装优化器后【hòu】提升【shēng】发电量比例【lì】为 92%，平均【jun1】每个组【zǔ】串每【měi】天多发 7.07度电。

2. 电站收益优化改造效果总结

改善了电站阴影遮挡、组件隐裂等引起整体发电量降低情况;

解决了【le】每块组件发电量不【bú】一致的问题，避免因个别组件【jiàn】问【wèn】题【tí】拖累【lèi】其他组件寿命【mìng】及【jí】电站 25 年收益;

有效防止热斑效【xiào】应及反【fǎn】向【xiàng】电流【liú】对组件造成损害【hài】，减少【shǎo】电站安全隐患，为【wéi】电站全【quán】生命周期保驾护航。

视频： 光伏功率优化器工作原理

丰郅光伏功率【lǜ】优化器，采【cǎi】用世【shì】界领先的Buck-Boost技术方【fāng】案，有效解决光伏电站中因阴影【yǐng】遮挡、朝向不一、组件隐裂、组件【jiàn】清洁度【dù】不一致等各种原因导致的串【chuàn】联【lián】、并联失配问题，从而解【jiě】决了因串【chuàn】联的组件中【zhōng】“木桶短板”拉低电站整体发电量的情【qíng】况，有【yǒu】效【xiào】保障【zhàng】电站收益。

除提升发【fā】电量外，丰郅光伏【fú】功率【lǜ】优化【huà】器还可以采集【jí】每块组件的【de】电【diàn】压、温度等数据，有效监测组件健【jiàn】康度【dù】，精准定【dìng】位电站故障点【diǎn】，实现精细化监控与精【jīng】准【zhǔn】运维。

针【zhēn】对老旧【jiù】光【guāng】伏电站收益优化，丰郅目【mù】前【qián】可提供前期调【diào】研设计、现【xiàn】场安装测【cè】试【shì】、组件监控分析、优化效果【guǒ】评估的全流程服务，让电【diàn】量提升省心、放心、有保【bǎo】障。收益优化【huà】适用场景：PR值、发电量较【jiào】低【dī】的集中式电站;受阴【yīn】影、朝向等影响发【fā】电量少于【yú】预【yù】期的分布式屋顶电【diàn】站。

来源：索比光伏网