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如何评价光伏电站的优劣?

作者:杨雪  来源:光伏們  发布时间:2017-12-18 9:18:54

中国储能网讯:光伏电站是投资者获得长期收益的载体,其质量的优劣直接影响着电站投资者收益的多少。三峡清洁能源基金副总裁余操指出,组件热斑、隐裂、接线盒损坏、汇流箱烧毁、逆变器通讯中断等电站质量问题一直是业界关注的焦点。实际上,对于自建项目,通过针对不同项目设计要求,严格执行企业标准开展设备采购,并进行关键设备监造,可以规避大部分设备质量风险。但是,对于已经建成且准备收购的项目该如何评估其好坏呢?这时就需要量化指标,其核心是能效比PR(系统效率)值。

PR值听起来只是一个小小的数字指标,但是它却是客观评价光伏系统质量的重要指标,体现着光伏电站的质量好坏、工作效能、运行状态,光伏领跑者竞争优选标准和电站合同中对其数值均有要求:如光伏发电应用领跑基地和技术领跑基地均规定,系统效率值低于81%的项目在系统能力先进性一项的得分为0。由此可见PR值堪称光伏电站评估的命脉。但对于PR,您真的了解吗?在2017年11月23日-24日的“光伏发电运营及后服务研讨会”上,三峡清洁能源基金副总裁余操和北京动力协合科技有限公司总经理康大海分别对PR发表了自己的观点,以下根据演讲内容整理,供大家参考。

一、PR的定义

PR是英文名词“Performance Ratio”的首字母缩写,中文译为“能效比”,是评价光伏电站系统性能的指标之一,用百分比表示。 这一指标涵盖了所有对发电量的影响因素:光伏组件的匹配损失、组件衰降、温升损失、部件效率、灰尘遮挡综合影响。而且PR排除了地区和太阳能资源差异的影响,能够客观地反映光伏系统的建设和运行质量。在标准《IEC 61724》和等同中国国标《GB 20513-2006》等标准中均有介绍。

PR还可以表示为光伏电站发电量与基于光伏方阵额定功率的直流发电量的比值,因此,性能比还可以定义为光伏电站综合能量效率。

余操表示,PR可排除光照等自然条件的差异,可用于作为一把尺子衡量不同电站的质量及运行情况,也可以对比单一项目自身的运行情况,是较为客观的光伏系统质量评价指标。

二、PR的影响因素

王斯成老师在《光伏系统的评价指标》中,将影响PR的因素总结为14项,详见下表。

余操在演讲中介绍到,PR值是诸多效率项的乘积,可分为四大类:入射光能的损失、直流侧损失、交流侧损失及其他损失(故障或限电),可划分为逆变单元PR和整个电站PR,对PR值变化的研究,可发现并反映电站的质量问题,成为光伏电站运维中的一项重要指标参数。

三、获取PR值面临的挑战

余操在演讲中指出,获得PR的难题主要有以下三方面:

1.  电站数据的缺失。部分项目开展前期工作时,开发人员对电站评估尚未有具体概念和重视,因此忽视了现场气象数据监测及电站运行数据存储的重要性,目前大多数电站存在数据缺失或监测参数不全面等问题。

2. PR值存在不同的计算模型,PR=(Eac/P0)/(H/G)=光伏等效利用小时数/峰值日照时数,不同地区的光伏电站的PR比较,需要进行温度修正。

a. PRstc是将温度条件修正到标准测试条件(25ºC)的能效比(参考CQC-CNCA/CTS0016-2015《并网光伏电站性能检测与质量评估技术规范》)

b.PRcorr用组件平均工作温度进行修正。(参考NREL《Weather-corrected Performance Ratio》)

此外,北京动力协合科技有限公司总经理康大海在会议上还提出CPR的概念。CPR是在PR的基础上进行了一系列的修正得到的,具体公式如下:

将一年内的PR值和CPR值作图发现,PR值在冬季和夏季非常高,而CPR值在一年内相对平缓,可见CPR值有助于衡量一个电站一段时间内的运行水平。

根据IEC61724的内容,提出可根据需要各方认可的模型计算出参考值,并进行性能评估,但该标准却没有提出具体的模型。

3. 短期的现场测试结果较难评估得到电站的PR在不同环境条件下的代表值,由于数据量有限,会存在较大争议,也很难分析得出电站存在的问题。

对于业内PR值计算模型不统一的问题,余操强调,评估模型要完善和统一,哪些是决定电站性能的关键参数,关键参数如何实际操作去测量,实际运行过程中存在哪些影响关键参数的因素,有关因素的影响程度如何量化等等,都需要考虑到电站的评估模型中。

四、PR的实际应用

余操介绍,三峡、TUV北德、国能日新共同搭建了PR测试系统,并且已经有13个项目正在运行这个系统。PR测试的应用包括以下四方面:

1. 光伏电站评估的重要考核指标:

A.   电站交易的重要参考:PR值是对电站长期收益预测的关键指标,因此可作为电站收购前技术尽调的关键指标,PR测试系统也可帮助修正电站太阳能资源预测。

B.   运维考核指标:光伏电站发电量的高低,是考核运维人员的有效指标。但由于光照资源的波动性等问题,让以发电量为标准的考核很难在客观中进行实施,因此PR值是考核运维团队的较为有效指标。

C.   EPC的验收:PR值既是光伏领跑者项目的核心评价指标之一,也是所有电站EPC合同中提出的项目验收关键指标。但在EPC验收中PR值,之前几年相对比较少涉及,但随着电站精细化管理的升级(领跑者项目的竞价),PR值应作为EPC的重要设计和考核指标。

D.   电站低效问题的解决:通过对电站运行情况的大数据分析,横向对比不同电站PR,纵向对比电站运行期PR,可有效发现电站低效问题并对应解决。

通过实时辐照度与逆变器的功率输入与输出曲线拟合,可以对逆变器的MPPT跟踪性能进行评估,并可计算得不同辐照度下的逆变器效率,以考核设备运行情况。

2. 评价不同系统的优劣:充分挖掘不同电站PR,根据相关数据比较,可以横向对比分析不同阶段(包括电站前期、建设及运维阶段)的参与者的技术能力和实施水平。

3.第三方测试抽样率的确定:第三方评估是定位、分析电站相关风险的主要手段,通过测试电站PR,以PR测试结果作为第三方评估测试科目、采样数量等的判断依据。

4. 组件衰减率的判断:针对组件的质保及衰减保证,原有测试要求为光伏电站建成的首年、第2年、第5年、第10年、第25年分别进行组件功率衰减测试(进行现场抽样并送检实验室)。如不合格进行二次抽检,若依然不合格,则需进行相关索赔及处理。但这种检验方法成本较高且影响电站的正常运行,也不利于及时发现组件可能存在的系统性问题并加以解决。

当引入PR在线测试数据时,可及时发现组件性能的重大变化,可进行定量定向排查后,分析判断组件可能存在功率衰减问题,再安排对组件进行功率测试,并对应进行索赔和处理,有效排除风险并降低综合成本。

此外,康大海还介绍,协合新能源集团自主开发的POWER+平台整合了物联网、云计算、大数据以及人工智能等相关技术,可以洞察KPI指标(PR和CPR分析、发电量分析、横纵向性能分析、多维度综合分析、指标异常分析和个性化指标分析)、故障定位与诊断(高效分析电站效率,准确定位异常组串,实时告警提醒)、集团级多电站对比分析,从而进行优化(经济、合理的组件清洗、除草方案、智能移动巡检)。

综上可知,PR对于光伏电站评估的重要性不言而喻。同时PR在实际应用中存在着一定的问题,但随着业界对其关注度的日益提升及技术手段的创新升级,相信在不久的将来,PR评价指标和测试方案将渐趋完善,发挥的效能也将更淋漓尽致。

关键字:光伏电站

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