国家电网公司光伏电站案例分享、组件级监测数据分析

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