平价上网时代下光伏电站的设计优化研究

近年来,在太阳电池光电转换效率和光伏组件功率提高、光伏逆变器和升压变等集成设备技术进步,以及光伏电站开发、建设、运维经验积累等因素推动下,光伏电站的平准化度电成本(LCOE)持续下降;与此同时,国家也在从政策方面推动光伏电站的平价上网。以青海省共和县某光伏电站为例,从光伏电站的设计优化和主要设备选型2个方面来降低光伏电站的LCOE,通过对光伏组件选型、逆变器匹配性、光伏支架运行方式、容配比等方面进行分析,得出光伏电站单瓦成本或LCOE较低时的方案。以期通过该方法来优化光伏电站的设计方案,降低其LCOE,提高其发电量,促进光伏电站平价上网。     

双面组件光伏电站最优容配比的研究

通过对采用双面光伏组件的光伏电站(以下简称"双面组件光伏电站")系统效率损失进行分析,发现在光伏组件-逆变器容配比(下文简称"容配比")变化的情况下,逆变器过载损失对此类光伏电站发电量的影响最大.提出了双面组件光伏电站容配比的优化方法,并以太阳能资源Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类地区的典型城市为例,进行了不同容配比和背景反射率下双面组件...     

基于LCOE的光伏电站最佳容配比研究

以4个典型的太阳能资源地区为背景,利用PVsyst软件模拟采用单面光伏组件的光伏电站在不同容配比时的发电量情况,基于平准化度电成本(LCOE)研究光伏电站的最佳容配比,并通过项目的内部收益率(IRR)和项目投资回收期进行验证,得到各类太阳能资源地区光伏电站的最佳容配比。     

平单轴跟踪光伏发电系统容量配比研究

针对目前平单轴跟踪光伏发电系统组件与逆变器容量配比普遍采用1.2:1左右的现状,本文通过选取4个典型地区的年小时辐射量数据,计算组件与逆变器容量配比范围在1:1~1.8:1的最佳度电成本(LCOE),以获得最佳容量配比,并给出了日照资源对最佳容量配比的影响分析。此外,还分析了LCOE计算的各参数变化对LCOE和组件与逆变器最佳容量配比的影响,最终给出了平单轴跟踪光伏发电系统容量配比的研究结果。     

光伏电站最佳容配比的研究

以光伏电站容配比为研究对象,介绍了容配比的主要影响因素,并通过模拟仿真搭建了光伏电站建设成本模型和平准化度电成本(LCOE)模型;然后在中国4类太阳能资源区内各模拟建设1座交流侧总装机容量为100 MW的地面光伏电站,以LCOE最低为衡量标准,得出不同太阳能资源区光伏电站的最佳容配比,并编制了中国各主要区域光伏电站最佳容配比速查表,同时阐述了在中国最佳容配比光伏电站推进的难点,提出了相应的解决策略。研究结果表明：结合中国各主要区域光伏电站的最佳容配比后,Ⅰ类太阳能资源区光伏电站容配比推荐按照1.1:1～1.2:1配置;Ⅱ类太阳能资源区光伏电站容配比推荐按照1.2:1～1.4:1配置;Ⅲ类太阳能资源区光伏电站容配比推荐按照1.4:1～1.6:1配置;Ⅳ类太阳能资源区光伏电站容配比推荐按照1.6:1～1.8:1配置。由于容配比的影响因素较多,宜根据光伏电站实际建设情况及电网运行要求进行单独计算,以准确判断光伏电站的最佳容配比。目前光伏电站最佳容配比的推进难点主要有电网波动性考验、对逆变器散热能力及使用寿命的担忧、对交流侧设备选型的影响、直流侧输入能力的局限等。     

考虑保障收购年利用小时数的光伏发电系统最佳容配比分析

针对目前普遍通过分析度电成本来确定光伏发电系统最佳容配比(光伏组件的标称功率之和与逆变器功率的比值)的现状,本文提出了一种采用净现值法确定已设定保障收购年利用小时数的光伏发电系统最佳容配比的方法.以太阳能资源较好的银川地区为例,通过计算该地区建立的光伏电站在不同保障收购年利用小时数下的净现值,分析了不同交易电价、不同保...     

关于并网光伏系统按照交流额定功率备案的建议

正0引言适度提高光伏-逆变器容配比(国际上称之为光伏-逆变器功率比,PVIR),是并网光伏系统设计重要的技术创新。光伏-逆变器容配比普遍被光伏行业接受是在2012年之后,以美国First Solar为代表,该公司电站的容配比一般都选在1.4:1.0或更高。提高光伏-逆变器的容配比后,如何定义并网光伏系统的装机容量显得十分重要。本文将给出国内外对于光伏系统装机容     

210 mm大尺寸硅片光伏组件和组串式逆变器的匹配性研究

将采用210 mm大尺寸硅片的光伏组件(下文简称为“210 mm硅片光伏组件”)串联成的两个光伏组串输入1个最大功率点追踪(MPPT)时，光伏组串的输出电流会大于MPPT的输入电流，从而产生限流损失。针对当前210 mm硅片光伏组件与现有组串式逆变器之间不匹配导致的限流损失、过载损失问题，首先利用PVsyst仿真软件对3种逆变器设置模式时逆变器的限流损失和过载损失情况进行模拟，从中选取最优的逆变器设置模式；然后模拟分析采用“多MPPT+power sharing”逆变器设置模式时，组串式逆变器在不同太阳能资源区和不同容配比下的限流损失和过载损失情况。模拟结果显示：对于1个MPPT的最大输入电流为30 A的组串式逆变器而言，其限流损失随容配比增大有先增后减的趋势，当容配比较大时则以交流输出端过载损失为主。因此，在进行光伏组件和组串式逆变器选型时，应根据二者的最新发展情况，选用合理的配置，避免限流损失和过载损失，以提升光伏电站的收益。     

基于LCOE的单面与双面双玻光伏组件经济性分析

首先引入平准化度电成本(LCOE)模型,分析了计算LCOE时合适的折现率取值;然后对典型场景下采用单面光伏组件和双面双玻光伏组件的光伏电站进行了发电量模拟;最后结合发电量模拟结果和LCOE模型,比较了典型场景下单面光伏组件和双面双玻光伏组件的经济性.此外,还对分析结果进一步拓展,得到了不同价差、不同发电量增益下的单面光...     

高收益要靠技术创新,好质量有赖精细设计

过去几年来,中国光伏制造业在降低成本上取得了瞩目的成绩,无论是光伏组件还是光伏系统,造价比起7年前都下降了80%以上,然而除了降低制造成本,提高系统效率和系统发电量也是降低光伏度电成本(LCOE)的有效方法,还有很大潜力可挖。通过光伏应用技术创新,使光伏度电成本再下降30%~40%是完全有可能的。通过制造业和应用技术创新,2020年就有可能使光伏发电全面达到平价上网。详细介绍了光伏-逆变器最优容量比、太阳跟踪器及反向跟踪技术,以及其他提高系统发电量的措施,有分布式最大功率跟踪(MPPT)或组串逆变器、光伏电站智能运维系统、提高光伏电站的能效比等。     

国内早期光伏电站的系统效率及系统效率损失分析

我国早期建成的光伏电站在数据采集监控(SCADA)系统应用方面相对薄弱,导致电站运维人员无法科学、准确地判断光伏电站的系统效率及电站的健康运行情况.对我国境内于2010～2015年投产的15座装机规模为10 MWp以上的光伏电站进行了实地检测,电站所在区域覆盖了华北、华东、华南、西北4个地区,电站类型包括平原光伏电站、...     

大型地面光伏电站中光伏方阵容量的优化设计

随着光伏组件光电转换效率的提高,以及逆变器单机功率的增大,大型地面光伏电站中光伏方阵容量也从1 MW、1.6 MW、2.5 MW逐渐增大到3.125 MW.以新疆维吾尔自治区吐鲁番地区的气候条件为例,对在该地区建设的大型地面光伏电站中光伏方阵容量分别选择3.125 MW和6.25 MW时的经济性及可行性进行了分析.结果...     

基于大数据分析的eHorus智慧云智能诊断系统在光伏电站巡检中的应用

随着全球光伏发电规模的日益扩大,光伏电站中光伏设备的状态监控、故障诊断与故障定位变得日益重要。基于此,介绍了一款可用于光伏电站中光伏设备的智能诊断系统——eHorus智慧云智能诊断系统,通过在云端构建光伏电站的光伏设备运行状态大数据中心,采集并存储包括光伏阵列在内的光伏电站全站光伏设备的实时运行状态数据,建立科学有效的大数据分析模型,实时对光伏电站全站光伏设备的运行情况进行线上智能巡检,以便及时发现低效设备或故障设备。对于诊断出异常的设备,智能诊断系统自动向光伏电站运维工程师推送报警信息并生成故障缺陷单,光伏电站运维工程师接到报警信息后快速到达故障设备现场,及时进行设备消缺,提高光伏电站全站光伏设备的运行水平。     

Economic feasibility of large-scale hydro-solar hybrid power including long distance transmission

Solar PV is expected to become the most cost-competitive renewable energy owing to the rapidly decreasing cost of the system. On the other hand, hydropower is a high-quality and reliable regulating power source that can be bundled with solar PV to improve the economic feasibility of long-distance transmitted power. In this paper, a quantification model is established taking into account the regulating capacity of the reservoir, the characteristics of solar generation, and cost of hydro and solar PV with long-distance transmission based on the installed capacity ratio of hydro-solar hybrid power. Results indicate that for hydropower stations with high regulating capacity and generation factor of approximately 0.5, a hydro-solar installed capacity ratio of 1:1 will yield overall optimal economic performance, whereas for hydropower stations with daily regulating capacity reservoir and capacity factor of approximately 0.65, the optimal hydro-solar installed capacity ratio is approximately 1:0.3. In addition, the accuracy of the approach used in this study is verified through operation simulation of a hydro-solar hybrid system including ultra high-voltage direct current (UHVDC) transmission using two case studies in Africa.     

基于遗传算法优化粗糙决策模型的光伏电站发电量的影响因素研究

通常光伏电站设计时要考虑2个主要目标,一个是使光伏电站的发电量最大,另一个是使光伏电站的度电成本最低.影响光伏电站发电量的因素众多,不同因素之间的相互影响及其交互影响极其复杂.在粗糙决策模型的基础上,引入遗传算法来寻找光伏电站发电量的主要影响因素.以光伏电站发电量作为决策属性,选取8个参数作为条件属性,建立了光伏电站发...     

Minimum long-term cost solution for remote telecommunication stations on the basis of photovoltaic-based hybrid power systems

In the case of the telecommunication (T/C) services' expansion to rural and remote areas, the market generally responds with the minimum investments required. Considering the existing situation, cost-effective operation of the T/C infrastructure installed in these regions (i.e. remote T/C stations) becomes critical. However, since in most cases grid-connection is not feasible, the up-to-now electrification solution for remote T/C stations is based on the operation of costly, oil consuming and heavy polluting diesel engines. Instead, the use of photovoltaic (PV)-based hybrid power stations is currently examined, using as a case study a representative remote T/C station of the Greek territory. In this context, the present study is concentrated on the detailed cost-benefit analysis of the proposed solution. More precisely, the main part of the analysis is devoted to develop a complete electricity production cost model, accordingly applied for numerous oil consumption and service period scenarios. Note that in all cases examined, zero load rejections is a prerequisite while minimum long-term cost solutions designated are favorably compared with the diesel-only solution. Finally, a sensitivity analysis, demonstrating the impact of the main economic parameters on the energy production cost of optimum sized PV-diesel hybrid power stations, is also provided.     

考虑电网安全稳定约束的光伏电站最大安装容量计算与分析

对某独立的地区电网中接人光伏电站的最大安装容量进行计算,并分析了在稳态情况下对电压和网损的影响以及光伏电站出力突变对系统暂态稳定的冲击影响,分析发现影响光伏电站容量的主要因素是节点电压的安全和稳定约束.     

光伏电站中光伏组件串联数的优化设计

目前在光伏电站设计中,光伏组件串联数的计算广泛使用GB 50797-2012或IEC 62548-2016中的计算方式,假定在极端环境低温的情况下对光伏组串的开路电压、最大功率点电压等进行计算,进而确定光伏组件成串数量,即光伏组件串联数.但随着对光伏电站度电成本的要求日益严苛,上述对于计算光伏电站的光伏组件串联数的要求...     

A study on optimal sizing of stand-alone photovoltaic stations

One major application of photovoltaic (PV) power has been in remote areas as isolated small power generation for essential electric power. This paper discusses issues in optimizing the use of such stations and presents a procedure to evaluate different PV schemes considering the stochastic natures of the insolation and the load. The reliability measures in terms of loss of load hours (LOLH), the energy loss and the total cost have been used as the indices for evaluation of different schemes. The insolation and the load demand are modeled as stochastic variables using historical data and experimentation respectively. The operation of various stand-alone schemes are simulated for a specific load. Actual commercially available panel and battery sizes with actual costs have been used in the various configurations studied. The long run expected values of the performance indices for various configurations of the solar station have been measured. Comparative analysis of the results show that higher cost not necessarily translates into better performance. The panel size and the battery size have different impacts on the indices of performance, and a proper balance between the two is necessary to optimize the operation of a stand-alone PV scheme