上述介紹的是直流側(cè)的設(shè)計,對于交流側(cè),系統(tǒng)的并網(wǎng)接入設(shè)計需了解用戶的配電系統(tǒng)和接入點,該別墅使用是的三相四線入戶,根據(jù)國家電網(wǎng)標準《分布式光伏發(fā)電接入系統(tǒng)典型設(shè)計》中的內(nèi)容,8KW及以下可以單相接入,因此本例采用了單相組串式逆變器,交流輸出電壓為220V,其中家庭用戶有一相用電量較大,那么光伏系統(tǒng)可接入家庭用電量大的這一相,并網(wǎng)模式為“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”,關(guān)于220V/380V分布式接入系統(tǒng)的典型設(shè)計可參考圖4,并網(wǎng)接入需要了解電能表的安裝,目前電能表分為關(guān)口計量電能表和并網(wǎng)電能計量表兩類,其中關(guān)口計量電能表用于用戶與公共電網(wǎng)間的上網(wǎng)和下網(wǎng)的電量計量,并網(wǎng)電能計量表用于光伏發(fā)電量統(tǒng)計和電價補貼,一般在光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)點處安裝并網(wǎng)電能計量表,在產(chǎn)權(quán)分界點處安裝雙向電能表或稱關(guān)口計量表,其中產(chǎn)權(quán)分界點參考圖4中所示位置。
圖4 并網(wǎng)接入一次接線參考圖(來源:國家電網(wǎng)分布式光伏發(fā)電項目接入系統(tǒng)典型設(shè)計)
1.4發(fā)電量預(yù)測和不確定性評估
發(fā)電量預(yù)測的主要從業(yè)主角度考慮基于該設(shè)計方案下的理論發(fā)電量,本例使用PVsyst6.25模擬軟件,建立如圖5所示簡化模型,并對該模型在冬至日9時下的陰影情況進行了分析,通過圖6可知在冬至日9時,西面的陣列已經(jīng)完全被遮擋,當真太陽時10點,陰影遮擋已消失,因此采用獨立雙MPPT跟蹤是非常有必要的。
圖5 別墅PVsyst簡化模型
圖6冬至日9時和10時陰影情況
圖7 PVsyst6.25系統(tǒng)配置界面
圖8為“Layout”界面,目的是給組件之間進行電氣連接,比如被賦予粉色的組件對應(yīng)為“Sub-array 2#”,棕色組件串為“Sub-array 1#”,完成組件的電氣連接后,我們可以進行I-V曲線的模擬,還可以驗證兩路MPPT是否發(fā)揮作用,如圖9和圖10所示分別對應(yīng)為冬至日上午9時西面陣列和正南面陣列的實時P-V輸出曲線,最大功率分別為57W和1684W,可見正南面組串并沒有受到正西面組串遮擋的影響。
圖8 PVsyst6.25 Layout界面(電氣連接)
圖9 冬至日上午9時正西面組串STC條件下的功率輸出
圖10 冬至日上午9時正南面組串STC條件下的功率輸出
通過以上近場陰影建模和系統(tǒng)配置,通過PVsyst可模擬得到系統(tǒng)首年各月份的PR值及日有效發(fā)電小時數(shù),其中首年理論系統(tǒng)效率PR為81%左右,參看圖11。
圖11日有效發(fā)電小時數(shù)及系統(tǒng)PR
此外,在Pvsyst界面中有一項“Miscellaneous tools”,它可以對發(fā)電量的不確定性進行評估,眾所周知,影響發(fā)電量的不確定性來源于多方面,比如實際獲取的氣象數(shù)據(jù)、灰塵遮擋、組件年衰減率等等,其中氣象數(shù)據(jù)是不確定度來源的重點,因此發(fā)電量理論估算也存在一定的不確定性,各不確定因素獨立地并以正態(tài)分布形式影響發(fā)電量。在引入統(tǒng)計學中置信率概念后,即超過一定%的可能性,發(fā)電量不再是單一數(shù)值,而是可以得到多個不同置信率水平下的發(fā)電量估算值。本例使用 PVsyst計算得出,在5.5%的不確定因素下,置信率P50發(fā)電量為5552kWh,P90為5156kWh,也就是說發(fā)電量超過5552kWh的概率為50%,超過5156kWh的概率為90%,參考圖12。當不確定度越低,P90和P50的差異會縮小,發(fā)電量的不確定度對于項目投資風險管控比較重要,一般以P50 判斷項目的基礎(chǔ)收益能力,以P75 或P90 判斷項目的風險水平。
圖12 PVsyst中P50、P90和P95的計算