光伏電站首年滿負荷利用小時偏低分析及舉措

程增標，邵俊華

（華潤電力（宿遷）有限公司，江蘇 宿遷 223600）

隨著國家新能源項目的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電項目裝機容量日益擴大，特別是屋頂分布式光伏如雨后春筍般出現(xiàn)在各個工業(yè)園區(qū)的廠房屋頂。工程經(jīng)過設(shè)計、建設(shè)，最終轉(zhuǎn)入運營，那么如何判斷光伏電站的發(fā)電能力達到設(shè)計水平和預(yù)期效果呢？不同電站之間如何比較發(fā)電能力高低呢？

滿負荷利用小時數(shù)，是指發(fā)電設(shè)備在滿負荷運行條件下的運行小時數(shù)，即發(fā)電量與裝機容量之比，反映了電站發(fā)電設(shè)備利用率，是電站運營的主要指標之一[1]。本文主要通過光伏電站滿負荷利用小時數(shù)偏低的分析、核算等，讓人們了解滿負荷利用小時數(shù)異常的真正原因——是真的偏低還是計算方法等方面問題，最終得出真實利用小時數(shù)值[2]。

1 基本情況

華潤電力（宿遷）有限公司開發(fā)了屋頂分布式光伏發(fā)電項目，總裝機容量共計20.33856 MW，全站共分布在8個工業(yè)園區(qū)，其中7個園區(qū)為全額上網(wǎng)模式，1個園區(qū)“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式。全額上網(wǎng)園區(qū)于2017年6月28日14:50一次并網(wǎng)成功，自發(fā)自用園區(qū)于7月12日9:50并網(wǎng)。

本光伏電站分為彩鋼瓦屋頂與水泥屋頂兩種類型。其中，安陽、昆沭、大家、湯澗、中科為水泥屋頂，安裝角為+10°；群星、欣一、欣二為彩鋼瓦屋頂，群星園區(qū)為東西方向安裝，組件安裝角度為3°～5°（各占比50%），欣一、欣二安裝角度為±3°～5°（各占比50%）。

本光伏電站自并網(wǎng)至2017年年底，經(jīng)過半年的運營，其間不斷整改及消缺，電站的各項工作已經(jīng)逐漸步入正軌。7-12月完成上網(wǎng)電量992萬kW·h。

2 滿負荷利用小時數(shù)

為了驗證該項目實際運行情況是否能夠達到預(yù)期設(shè)計效果，也為了分析各園區(qū)發(fā)電情況是否正常，找出缺陷并解決，根據(jù)生產(chǎn)報表數(shù)據(jù)計算出2017年下半年滿負荷利用小時數(shù)。各園區(qū)滿負荷利用小時數(shù)如表1所示。

表1 2017年滿負荷利用小時數(shù)

由表1可以看出，全站年累總利用小時偏低；昆沭園區(qū)年累7-10月利用小時數(shù)與其附近中科和安陽園區(qū)相比明顯偏低太多；中科園區(qū)7月利用小時數(shù)異常偏低。

3 原因分析

昆沭園區(qū)因園區(qū)原因未能按照實際容量安裝，雖已修改備案并上報電力部門，但是在11月之前運營人員仍按照實際容量計算利用小時，導(dǎo)致數(shù)值偏低；中科園區(qū)7月12日并網(wǎng)，導(dǎo)致7月利用小時偏低；2017年滿負荷利用小時為上網(wǎng)電量計算所得（監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試進度等原因造成發(fā)電量數(shù)據(jù)不準確）。經(jīng)測算，調(diào)整發(fā)電量計算方式（根據(jù)2018年1月場用電率7.2%，2月場用電率6.1%，2017年年場用電率按6.0%計算），年累利用小時數(shù)升高13.82 h，全站利用小時數(shù)為558.64 h。

其他原因：光伏組件清潔度及氣象原因造成電量損失較多，組件于2017年5月開始安裝鋪設(shè)，于2017年12月完成第一次清洗工作，清洗間隔較長，灰塵遮擋影響效率；2017年下半年入冬以后，天氣狀況不佳，霧霾天氣較多，影響光照強度；昆沭、中科、群星園區(qū)女兒墻太高，夏季過后遮擋光伏組件的時間變長。

根據(jù)以上原因，對利用小時重新計算調(diào)整，調(diào)整后全站利用小時情況如表2所示。

表2 2017年滿負荷利用小時數(shù)（發(fā)電量計算）

4 設(shè)計值

根據(jù)初步設(shè)計報告，彩鋼瓦屋面（44%）設(shè)計首年等效滿負荷運行小時數(shù)約為1020.59 h，在運行期25年內(nèi)的年等效滿負荷運行小時數(shù)約為939.29 h。水泥屋面（56%）年等效滿負荷運行小時數(shù)約為1128.21 h，在運行期25年內(nèi)的年等效滿負荷運行小時數(shù)約為1038.34 h。由此計算出本站首年綜合設(shè)計等效滿負荷運行小時數(shù)=（彩鋼瓦容量×設(shè)計小時+水泥屋面容量×設(shè)計小時）/總?cè)萘?1081.47 h。

根據(jù)設(shè)計報告中各月份輻射水平情況，當設(shè)計系統(tǒng)效率PR值為78%時，測算出各個月度利用小時分布情況，如表3所示。實際與設(shè)計值對比：根據(jù)設(shè)計中水平面與10°傾角各自光照輻射量，并根據(jù)各自裝機容量，整體測算2017年7-12月設(shè)計利用小時為520 h。沭陽光伏實際7-12月利用小時數(shù)為558.64 h。

表3 月輻射水平情況及利用小時數(shù)

5 結(jié)論

通過以上分析，根據(jù)電站所在地區(qū)光照情況和投運以來的滿負荷利用小時數(shù)，對比發(fā)現(xiàn)，首年綜合滿負荷利用小時數(shù)應(yīng)為1174.65 h，高出首年設(shè)計綜合滿負荷利用小時數(shù)1081.47 h，電站利用小時數(shù)滿足設(shè)計要求。為進一步提高電站滿負荷利用小時數(shù)，除正常維護外，本站還采取以下舉措。

一是優(yōu)化屋頂環(huán)境，協(xié)商園區(qū)對廣告牌、屋頂排污口及臨時裝置進行調(diào)整，減少遮擋損失；按月度定期開展組件巡視工作，對彩鋼瓦屋頂組件底角積灰處、臨時電纜、鳥糞、澗園區(qū)排污口等較易污染地區(qū)進行清掃[3]。

二是加大清洗力度。簽訂年度組件清洗單位，組件積灰后能及時進行清理。在簽訂清洗單位時要求一個月內(nèi)需要對所有園區(qū)組件鳥糞進行清掃，防止鳥糞影響發(fā)電量，以及長時間不清洗可能導(dǎo)致組件出現(xiàn)隱裂損壞。建立長效維護機制，有效降低清掃費用，提高大雪等極端環(huán)境的應(yīng)對能力，減少損失電量。

三是對受遮擋組件容量進行統(tǒng)計，根據(jù)日照情況，統(tǒng)計受遮擋日照時間段，分析其與未受遮擋組串電量差異情況，逐步摸清因遮擋造成的損失電量情況，為后續(xù)整改積累數(shù)據(jù)經(jīng)驗；做好備品備件儲備，建立高效穩(wěn)定的維護隊伍，對全站人員進行技能培訓(xùn)，提高技能水平，提高設(shè)備穩(wěn)定性。加強運維管理，及時發(fā)現(xiàn)故障；加強與調(diào)度聯(lián)系，及時掌握電網(wǎng)檢修計劃時間，并做好消缺計劃，合理安排設(shè)備檢測計劃。

參考文獻

1 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 20513-2006/IEC 61724：1998 光伏系統(tǒng)性能監(jiān)測 測量、數(shù)據(jù)交換和分析導(dǎo)則[S].北京：中國標準出版社，2007.

2 黃漢云.太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用原理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016.

3 李鐘實.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計施工與維護[M].北京：人民郵電出版社，2010.