在光伏电站运维中,发电效率低、电能损耗大一直是运维人员头疼的问题。组件异常、组件遮挡、组件堆积、MPPT故障等多种因素可能导致发电效率低下。常规运维无法有效解决此类问题。位于浙江省建德市的国家电投20MWp农光互补光伏电站,采用丰郜组件物联网及安全保护方案历时2个月,初步分析出光伏发电量偏低的原因。下面是详细的数据演示。
1.发电量分析
总发电量:1762.27kWh
总损失发电量:174.54kWh
总功率损失百分比:9.9%
日期 | 发电量(千瓦时) | 总损失(千瓦时) | 损失百分比 |
2021/11/24 | 80.5162 | 5.6159 | 6.97 |
2021/11/25 | 114.3602 | 9.7766 | 8.55 |
2021/11/26 | 117.7779 | 9.7854 | 8.31 |
2021/11/27 | 79.7865 | 7.7391 | 9.70 |
2021/11/28 | 46.0023 | 3.3145 | 7.21 |
2021/11/29 | 26.5772 | 2.7861 | 10.48 |
2021/11/30 | 83.9544 | 8.2659 | 9.85 |
2021/12/1 | 120.5157 | 14.3987 | 11.95 |
2021/12/2 | 115.2152 | 13.5085 | 11.72 |
2021/12/3 | 117.3081 | 13.9122 | 11.86 |
2021/12/4 | 110.7681 | 12.0415 | 10.87 |
2021/12/5 | 110.6371 | 12.8249 | 11.59 |
2021/12/6 | 112.7549 | 11.3614 | 10.08 |
2021/12/7 | 97.4537 | 8.0278 | 8.24 |
2021/12/8 | 75.9412 | 7.635 | 10.05 |
2021/12/9 | 71.5402 | 6.6965 | 9.36 |
2021/12/10 | 92.9073 | 8.5614 | 9.21 |
2021/12/11 | 71.634 | 4.6404 | 6.48 |
2021/12/12 | 2.9986 | 1.4 | 46.69 |
2021/12/13 | 27.785 | 3.4648 | 12.47 |
2021/12/14 | 11.2647 | 3.1612 | 28.06 |
2021/12/15 | 74.571 | 5.6185 | 7.53 |
全部的 | 1762.2695 | 174.5363 | 9.9 |
日均发电损耗约10%,明显高于普通光伏电站的损耗率
2.损失类型分析
损失类型 | 损失发电量(千瓦时) | 损失百分比 |
组件异常 | 13.22 | 0.75 |
组件阴影 | 130.52 | 7.41 |
逆变器MPPT | 29.92 | 1.70 |
元件积尘 | 0.88 | 0.04 |
全部的 | 174.54 | 9.90 |
通过数据分析发现,该电站因积尘造成的损失占比较小,但组件阴影和逆变器MPPT故障占比较大。可以看出,该电站的运维人员非常细心,及时清理电站,但组件遮蔽、逆变器MPPT故障等问题无法通过日常运维解决。
3.模块异常丢失分析
不正常的模组会导致串串丢失。如果逆变器MPPT由多路并联输入,会导致串并联失配损失。下图为模组异常损耗热图。模块颜色越深,异常损耗越严重。如果模块异常损耗率超过10%,建议更换模块,提高整体发电量。
模组异常损耗热图
4.模块阴影损耗分析
阴影部分将导致串中的系列损失。如果逆变器MPPT由多路并联输入,会导致串并联失配损失。 模块颜色越深,异常丢失越严重,模块阴影丢失率超过10%。建议解决阴影问题,提高整体发电量。
组件阴影损失热图
5.逆变器MPPT损耗分析
串并联不匹配导致的MPPT损失;逆变器降功率运行会造成MPPT丢失;逆变器老化和采样失真会导致MPPT丢失; 逆变器MPPT损耗会影响电站整体发电量!当逆变器MPPT损耗百分比大于4%时,建议更换逆变器。
String | 损失发电量(千瓦时) | 损失百分比 |
1 | 7.21 | 0.41 |
2 | 5.91 | 0.34 |
3 | 6.42 | 0.36 |
4 | 4.37 | 0.25 |
5 | 6.01 | 0.34 |
全部的 | 29.92 | 1.70 |
逆变器MPPT损耗比
6.模块污损分析
组件脏了会影响整体发电量。当组件的污损率大于4%时,建议对组件进行清洗。
模块污染损失热图
7.模块物联网的好处和安全保护
模块级数据上报,快速定位故障模块,增加发电量,提升运维效率
丰郜安全光伏-数据报告,详细分析异常组件、阴影组件、脏污组件、逆变器MPPT的功率损耗,定位组件位置,大大提高运维效率。经过有针对性的调整后,可以提高电站的发电量。
低压模块自动关断,保护模块,增加组串发电量
当模块出现异常或阴影时,模块电压下降,末端模块会主动关闭模块输出,消除异常和阴影对串的影响,保护模块,提高串的发电。
多种停机方式为电站安全保驾护航
手动关机:
救援时手动关闭主控,30S内模块电压降至0V
通过主控定点关断问题模块,快速解决发电故障
自动关机:
显示器断电
断弦
过温
电弧故障事故
多种故障检测解决电站运维痛点
电弧检测:
平行弧
串弧
电弧故障定位
8.系统图
系统解决方案
姓名 | 数量 | 功能 |
①安全控制器 | 22*5串=110 | 停机、监控、电弧保护 |
②智能收发器 | 5 | PLC收发器,485通讯 |
③收集箱 | 5 | 本地显示、关机保护、数据上传 |
④云服务器 | 分析、管理工厂数据 | |
⑤丰郜光伏管理系统 | 显示和管理电站数据 |