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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%

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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

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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。

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模组异常损耗热图

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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。

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组件阴影损失热图

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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。

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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。

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模块污染损失热图

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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


图片1

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




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