一种适用于光伏电站的发电效率综合检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于光伏电站的发电效率综合检测方法，通过对光伏电站的关键设备光伏阵列、汇流箱、逆变器、变压器及直流线损和交流线损进行综合检测，获取各环节的电量损耗、功率损耗值后，结合系统效率实现对整站发电效率的综合检测。另外，可以通过对比分析相同时间段内光伏发电各环节中关键设备的发电效率，评估整站发电效率的瓶颈，分析原因，解决瓶颈问题，从而提高整站的发电效率与发电收益。
【专利说明】一种适用于光伏电站的发电效率综合检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光伏发电【技术领域】，具体涉及一种适用于光伏电站的发电效率综合检 测方法。
【背景技术】
[0002] 太阳能作为洁净的新能源，有着资源丰富，受区域范围限制小等特点，随着光伏产 业的迅速发展，分布式光伏电站补贴模式从电站建设补贴过渡到发电度电补贴，2013年8 月30日国家发改委发布《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》，分布式 光伏发电项目每度补贴〇. 42元。按照电量补贴政策，分布式光伏发电量的提高直接增加光 伏电站的度电收益，并决定着光伏发电系统的投资回报率，因此，在电站装机容量固定的情 况下，发电效率成为分布式发电站业主关注的首要问题，是光伏企业的核心竞争力。
[0003] 发电效率是表征光伏电站运行性能的最终指标，对于一个投入运行的光伏电站， 在装机容量和光辐照量一致的情况下，系统效率越高就代表发电量越高，电站收益也就越 大。光伏发电系统由光伏阵列、直流电缆、汇流箱、逆变器、交流电缆、变压器等设备组成，光 伏电站效率分析的主要环节包括光伏阵列效率、汇流箱效率、直流线损率、逆变器效率、变 压器效率、交流线损率。
[0004] 由测量装置测得的各环节电压、电流、功率值均为瞬时值，而瞬时值对关键设备以 及整站的发电效率的计算意义不大，但只取光伏阵列STC条件下的转化效率与逆变器转换 效率计算系统效率的常规发电效率计算方法存在较大误差，可靠性偏低，缺乏对光伏电站 实际运行效率的整体性把握。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种适用于光伏电站的发电效率综合检测方法，以解决现有 光伏发电效率检测存在的误差较大、可靠性较低的问题，
[0006] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种适用于光伏电站的发电效 率综合检测方法，包括如下步骤：
[0007] (1)分别计算如下组件的效率值：光伏阵列效率η i、汇流箱效率η2、直流线路效 率η3、交流线路效率η4、逆变器效率η 5和变压器效率η6，上述各组件效率的计算过程如 下：
[0008] 光伏阵列效率n i :计算光伏阵列的实际输出功率匕，再将该实际输出功率匕修正 为标准测试条件时对应的功率？_;，结合其标称功率？">，计算得到其瞬时效率值L;
[0009] 汇流箱效率n2 :分别检测汇流箱的输入端电压Ui、电流Ii和输出端电压U2、电流 12,计算得到其瞬时效率
[0010] 直流线路效率n3:是指从汇流箱到逆变器之间的直流线缆上的电能量传输效率， 其计算方式有如下两种：
[0011] ①检测直流电缆线路上的电流I和汇流箱的输出功率Ph'，计算电缆压降AU和电 缆的功率损失ξρ，从而计算得到直流线路效率
[0012] ②检测逆变器实际输入功率Ρη和汇流箱的实际输出功率Ph'，其比值即为直流线 路效率η 3;
[0013] 交流线路效率n4 :是指从逆变器到变压器之间的交流电缆上的电能量传输效率， 其计算方式有如下两种：
[0014] ①检测交流电缆线路上的电流I'和逆变器的交流输出功率Pn'，计算电缆压降 AU'和电缆的功率损失ξρ'，从而可得直流线路效率η4;
[0015] ②检测变压器实际输入功率Pb和逆变器的交流输出功率Pn'，其比值即为直流线 路效率η 4;
[0016] 逆变器效率n 5 :采集逆变器直流侧电压UDC、电流IDC和交流侧电压UAC，电流I AC，计 算交流输出有功功率pac与直流输入有功功率pdc，其比值即为逆变器效率n 5;
[0017] 变压器效率η6 :检测变压器的实际输出功率Pb'与输入功率Pb，其比值即为变压 器效率Π 6 ;
[0018] (2)根据步骤⑴中各组件的效率值计算光伏电站的发电效率II，结合系统效率 PR实现对该光伏电站效率的综合检测。
[0019] 光伏电站的发电效率η的计算公式如下：
[0020] η = η η 2* η 3* η 4* η 5* η 6
[002?] 系统效率PR的计算公式如下：
【权利要求】
1. 一种适用于光伏电站的发电效率综合检测方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 分别计算如下组件的效率值：光伏阵列效率1、汇流箱效率η2、直流线路效率 η3、交流线路效率η4、逆变器效率η5和变压器效率η6，上述各组件效率的计算过程如 下： 光伏阵列效率1:计算光伏阵列的实际输出功率Ρ〇,再将该实际输出功率Ρ〇修正为标 准测试条件时对应的功率Pm'，结合其标称功率Pm，计算得到其瞬时效率值n i; 汇流箱效率η 2:分别检测汇流箱的输入端电压Α、电流ii和输出端电压u2、电流ι2，计 算得到其瞬时效率Π 2 ; 直流线路效率η3:是指从汇流箱到逆变器之间的直流线缆上的电能量传输效率，其计 算方式有如下两种： ① 检测直流电缆线路上的电流I和汇流箱的输出功率Ph'，计算电缆压降△ υ和电缆的 功率损失ξρ，从而计算得到直流线路效率η3; ② 检测逆变器实际输入功率Pn和汇流箱的实际输出功率Ph'，其比值即为直流线路效 率Π 3 ; 交流线路效率n4 :是指从逆变器到变压器之间的交流电缆上的电能量传输效率，其计 算方式有如下两种： ① 检测交流电缆线路上的电流I'和逆变器的交流输出功率Pn'，计算电缆压降AU'和 电缆的功率损失ξ ρ'，从而可得直流线路效率Π 4; ② 检测变压器实际输入功率Pb和逆变器的交流输出功率Pn'，其比值即为直流线路效 率; 逆变器效率η 5:采集逆变器直流侧电压uDC、电流iDC和交流侧电压uAC，电流i AC，计算交 流输出有功功率pac与直流输入有功功率pdc，其比值即为逆变器效率η5; 变压器效率n6:检测变压器的实际输出功率Pb'与输入功率Pb，其比值即为变压器效 率; (2) 根据步骤（1)中各组件的效率值计算光伏电站的发电效率η，结合系统效率PR实 现对该光伏电站效率的综合检测。
2. 根据权利要求1所述的适用于光伏电站的发电效率综合检测方法，其特征在于，光 伏电站的发电效率η的计算公式如下： n = Hi* n2* n3* n5* n6°
3. 根据权利要求l所述的适用于光伏电站的发电效率综合检测方法，其特征在于，系 统效率PR的计算公式如下：
其中，yf为满发时数，yk为理论发电时数，eac是光伏发电系统上网电量，p m是光伏电站 各组件标称功率之和，Η是单位面积的光伏阵列倾斜面接收的总辐照量，GST。是标准辐射量。
4. 根据权利要求1所述的适用于光伏电站的发电效率综合检测方法，其特征在于，光 伏阵列效率n i计算公式如下：
其中，m、η是指该光伏阵列由m路，每路η块电池组件构成。
5. 根据权利要求1所述的适用于光伏电站的发电效率综合检测方法，其特征在于，汇 流箱效率η2的计算公式为
6. 根据权利要求1所述的适用于光伏电站的发电效率综合检测方法，其特征在于，直 流线路效率η3的第①种计算方式的公式如下：
其中，电缆回路电阻为2R ; Ρ为电缆电阻率；L为电缆长度，Α为电缆的标称截面面积。
7. 根据权利要求1所述的适用于光伏电站的发电效率综合检测方法，其特征在于：交 流线路效率1的第①种计算方式的公式如下：
其中，电缆回路电阻为2R ; P为电缆电阻率；L为电缆长度，A为电缆的标称截面面积。
8. 根据权利要求1所述的适用于光伏电站的发电效率综合检测方法，其特征在于，逆 变器效率Π 5计算公式如下：
其中，cos Θ为逆变器的功率因数。
【文档编号】H02S50/00GK104124918SQ201410301916
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】王景丹, 龚晓伟, 董永超, 孔波, 唐云龙, 路进升, 贺衬心, 王留送, 焦东东, 张燕 申请人:国家电网公司, 许继集团有限公司