淺議離散率統(tǒng)計法在光伏場站的應(yīng)用中存在的問題

李志剛

摘要：近來各光伏場站開始使用離散率統(tǒng)計分析法，來查找性能指標(biāo)較差的子陣、匯流箱、匯流箱支路，最終定位在具體的支路后對其進(jìn)行處理，換言之就是采用一定的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和計算來定位效率異常的支路，也可理解為光伏場站的一種故障診斷方法。筆者通過實際生產(chǎn)和對離散率統(tǒng)計方法的認(rèn)知，認(rèn)為該方法并不適用于光伏場站的故障診斷。本文通過對集中式發(fā)電的光伏電站的分析，對如何有效進(jìn)行光伏場站的故障定位做了一定探討。

Abstract： Recently， each photovoltaic field station began to use discrete rate statistical analysis method to find dc-to-ac converter， confluence box， confluence box branch with poor performance index， and finally locate it after the specific branch， in other words， it uses certain data statistics and calculation to locate the branch with abnormal efficiency， which can also be understood as a fault diagnosis method of photovoltaic field station. Through the actual production and the cognition of the discrete rate statistical method， the author thinks that this method is not suitable for the fault diagnosis of photovoltaic field station. Through the analysis of the centralized photovoltaic power station， this paper discusses how to effectively locate the fault of the photovoltaic station.

關(guān)鍵詞：離散率;光伏場站;逆變器;匯流箱

Key words： discrete rate;photovoltaic field station;dc-to-ac converter;confluence box

中圖分類號：O414.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）25-0232-03

0 ?引言

光伏發(fā)電場站發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單，設(shè)備運行較為穩(wěn)定，同時還具有以下幾個特點：①設(shè)備基本組成單元數(shù)量龐大。以一個50MW的場站為例，如果采用235W的光伏板和500kW的逆變器，則將使用21萬塊光伏板及100臺逆變器;②上述設(shè)備又平均分配組成形式結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的方陣;③光伏場站的建設(shè)是近十年左右發(fā)展起來的，基本具備從底層到監(jiān)控應(yīng)用層的數(shù)據(jù)采集方面較為完善的功能，也就是小到每條支路電流（二十個光伏板的總電流量），大到保護(hù)、監(jiān)控的各項數(shù)據(jù)都能進(jìn)行采集和監(jiān)視。通過上述幾點，可以明確，對于光伏發(fā)電場站，采用大數(shù)據(jù)比較和分析，從而分析出設(shè)備性能的優(yōu)劣，是光伏場站一種可行的思路。

1 ?離散率統(tǒng)計分析

下面我們將通過兩組數(shù)據(jù)為例，來說明離散率的實際作用和意義，例舉兩組數(shù)據(jù)如表1。

如果單獨看平均值的話，1組數(shù)據(jù)和2組數(shù)據(jù)都是100，無法判斷那組數(shù)據(jù)更好，然后我們采用平均法結(jié)算各組數(shù)據(jù)誤差值，則可得出表2。

從上述平均誤差來看，2組的數(shù)據(jù)優(yōu)于1組數(shù)據(jù)，誤差率更低，正態(tài)分布也更好。接下來我們采用離散率計算方法對上組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。離散率計算公式如下：

離散率=組串電流的標(biāo)準(zhǔn)方差/組串電流的平均值*100%

通過上述公式可得出表3。

由上述兩組數(shù)據(jù)的比較結(jié)果可得出，相比平均誤差，采用離散率計算得出的誤差值會將較大的偏差值進(jìn)一步放大，也可理解為通過離散率方式的計算，實際上是對平均誤差水平進(jìn)行了加權(quán)放大，同時，離散率是對一組數(shù)據(jù)是否呈現(xiàn)正態(tài)分布的評價。

2 ?光伏場站的發(fā)電分析

2.1 國投石嘴山光伏電站的日發(fā)電柱狀分析：

國投石嘴山光伏場站裝機30MW，采用陽光SG-500KTL逆變器，共計30個方陣60臺逆變器，其中D2方陣因通訊中斷未采集到響應(yīng)數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)4月2日采集后處理如圖1-圖2。

通過上述柱狀圖，可以明顯鎖定2A4-A、2A4-B、2A5-B發(fā)電效率最差;B1-B、C1-B、B2-B、2A3-B、2A8-B、2A10-B、2A11-B、2A13-A發(fā)電效率較差。

2.2 歷年累計比較

對于光伏項目現(xiàn)場，單日的數(shù)據(jù)分析還帶有一定的偶然性，因此在初步鎖定2A4-A、2A4-B、2A5-B三個方陣后，可以通過年發(fā)電效率來進(jìn)一步驗證。

通過對2015年、2017年所有方陣進(jìn)行發(fā)電量對比，可以明確2A4-A、2A4-B、2A5-B的發(fā)電效率的確最低。

3 ?比較及結(jié)論

對上述數(shù)據(jù)如果采用離散率法進(jìn)行統(tǒng)計分析，也能得出2A4-A、2A4-B、2A5-B偏差率最大的事實，但是相比采用柱狀圖直接觀察來看，離散率分析有如下不適合光伏場站的問題：

①離散率計算過程相比柱狀圖直接觀察，過程和計算都顯得比較啰嗦。一般的光伏發(fā)電場站監(jiān)控系統(tǒng)都配置有實時柱狀圖顯示，只需要對此進(jìn)行直接觀察就能找出效率低下的方針，對于進(jìn)一步查找下層的匯流箱、匯流箱支路，也只需要將數(shù)據(jù)收集后形成柱狀圖即可，不需要做復(fù)雜的離散率計算就能的出正確結(jié)果;②離散率的計算核心是數(shù)據(jù)組的正態(tài)分布性，也就是評價所有發(fā)電單元發(fā)電能力是否一致，而光伏電站采用的評價核心應(yīng)該是最優(yōu)效率比較，換言之，我們評價一個光伏方陣或匯流箱效率是否達(dá)到預(yù)期，不能和平均值比，應(yīng)該和同等設(shè)備條件下的效率最好的方針來做比較;③離散率計算的結(jié)果往往對于靠近平均值得數(shù)據(jù)忽視，比如前面所述，我們能夠通過柱狀圖直接觀察得出B1-B、C1-B、B2-B、2A3-B、2A8-B、2A10-B、2A11-B、2A13-A發(fā)電效率較差的結(jié)論，但是離散率計算結(jié)果這些方陣是符合誤差標(biāo)準(zhǔn)的。因此，綜上所述，對于光伏發(fā)電場站，采用離散率統(tǒng)計計算并不是最優(yōu)的，結(jié)合筆者所講，我們更應(yīng)采用數(shù)據(jù)（柱狀圖）直接對比來定位問題設(shè)備。

4 ?采用數(shù)據(jù)（柱狀圖）直接對比應(yīng)注意的地方

根據(jù)筆者經(jīng)驗，采用數(shù)據(jù)（柱狀圖）直接對比應(yīng)注意以下問題：①參與對比的方陣的結(jié)構(gòu)、型式、容量等參數(shù)應(yīng)一致;②單日的分析結(jié)果應(yīng)結(jié)合年度發(fā)電能力進(jìn)行驗證;③最優(yōu)方陣不宜選取發(fā)電量最大的方陣，建議取發(fā)電量前10%的方陣的平均值;④問題方陣的判斷標(biāo)準(zhǔn)，筆者建議可參考西北地區(qū)《兩個細(xì)則》的關(guān)于控制合格率的標(biāo)準(zhǔn)：3%，也就是當(dāng)計算得出該方陣低于最優(yōu)效率3%后應(yīng)予以檢查、分析和處理。

5 ?結(jié)束語

本文通過筆者對光伏場站的實際運行經(jīng)驗，對于采用離散率統(tǒng)計法來定位查找問題設(shè)備的不足進(jìn)行了討論，并提出采用數(shù)據(jù)（柱狀圖）直接對比是更符合光伏場站的特點和要求的。而具體到各個場站的實際應(yīng)用，如果容量不一致也可通過比例換算進(jìn)行統(tǒng)一比較。因此，對于光伏發(fā)電場站，定期進(jìn)行據(jù)（柱狀圖）直接對比來定位問題設(shè)備，從而進(jìn)行及時的維護(hù)，對于不斷提高光伏發(fā)電場站的效益才是更為合適的。

參考文獻(xiàn)：

[1]傅國軒，李雪，高旭冬，等.并網(wǎng)光伏電站基于匯流箱組串電流離散率的分析方法及應(yīng)用[J].中國與清潔能源，2014.

[2]李少秋.分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)[J].機電信息，2018.

[3]于仝，潘宏偉，等.光伏電站發(fā)電單元輸出功率離散率分析方法[J].太陽能，2017.