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提高光伏系統(tǒng)性能指數(shù)

國際上對于光伏系統(tǒng)的性能指數(shù)已經(jīng)有過很多年的研究，從數(shù)據(jù)看出，早年光伏系統(tǒng)的PR 平均值只有65%，近年的PR平均值提升到了74%，但很少有系統(tǒng)達到80%以上。

目前還沒有“中國效率”。北京鑒衡認證中心等單位正在根據(jù)中國的光照條件研究制定符合實際工作情況下逆變器的“中國效率”。

IEC61724（光伏系統(tǒng)性能監(jiān)測 - 測量、數(shù)據(jù)交換和分析導(dǎo)則）中提出了評價光伏發(fā)電系統(tǒng)性能的參數(shù)-性能指數(shù)（Performance Ratio，簡稱PR）。需要說明的是：1）光伏系統(tǒng)性能指數(shù)（PR）已經(jīng)排除了太陽能資源的差異，真正反映了光伏系統(tǒng)的質(zhì)量和效率，比如在西藏的一個光伏電站，年等效利用小時數(shù)高達1600 小時，而方陣面峰值日照時數(shù)為2000 小時，該系統(tǒng)的PR 等于80%；北京一套光伏系統(tǒng)年滿發(fā)1200小時，方陣面輻射量1400kWh/m2，則PR=86%，北京的光伏系統(tǒng)雖然總的發(fā)電小時數(shù)不如西藏的系統(tǒng)，但質(zhì)量和能效顯然高于西藏的系統(tǒng)。2）自動太陽跟蹤器雖然可以提高發(fā)電量，降低發(fā)電成本，但并不能提高PR，因為分母的輻射量也提高了。3）PR 值并沒有排除溫度差異，不同的使用地點或不同的安裝方式都會影響到光伏電池的工作溫度，在熱帶地區(qū)和在寒冷地區(qū)工作的光伏系統(tǒng)，即使質(zhì)量一致，熱帶地區(qū)光伏系統(tǒng)的PR 值也會偏低，為了客觀比較電站性能，還需要做溫度校正。PR 的影響因素很多，包括：系統(tǒng)的電器效率（組件串并聯(lián)損失、逆變器效率、變壓器效率、其它設(shè)備效率、溫升損失、線路損失等）、組件衰降、遮擋情況、光反射損失、MPPT 誤差、故障情況和運行維護水平等，暫不考慮測量誤差和電網(wǎng)棄光的影響。

加州效率（CEC 效率）：美國加州效率不但考慮了加州的光照條件，還考慮了光伏電池受溫度的影響。光伏電池溫度的影響主要表現(xiàn)在逆變器光伏陣列的輸入電壓，溫度高時輸入電壓低，溫度低時輸入電壓高。CEC 效率的測試條件如下：分別在“額定輸入直流電壓”、“最大輸入直流電壓”和“最小輸入直流電壓”三種條件下，個別記錄其在額定最大輸入功率的10%, 20%, 30%, 50%, 75%, 和100%六種條件下的18 個轉(zhuǎn)換效率。其中轉(zhuǎn)換效率= 輸出功率/ 輸入功率X100% 。加州效率有“最高效率”、“平均效率”和“加權(quán)效率”，加權(quán)效率不考慮溫度影響，只考慮了光照條件，可以與“歐洲效率”對比；最高效率即是常規(guī)逆變器標注的最高效率；平均效率即考慮了光照條件，也考慮了環(huán)境溫度的影響。

三種加州效率的定義如下：峰值效率 （Peak Efficiency）：指上述18 個轉(zhuǎn)換效率中最高的效率；標稱平均效率 （NominalAverage Efficiency）： 指三種輸入直流電在50%, 75%, 和100% 的輸入功率下所記錄下共9 個轉(zhuǎn)換效率的平均值；

CEC 加權(quán)效率（WeightedEfficiency）：考慮了一天當中光照條件的變化。依據(jù)直流輸入最大功率的10%, 20%, 30%,50%, 75% 和100%六種條件下，以權(quán)重值分別為4%,5%, 12%, 21%, 53% 和5% 的分配所計算出的加權(quán)效率值。

如果光伏部件或工程的質(zhì)量控制不力，則故障檢修損失將會明顯提高，甚至超過10%，因此嚴格質(zhì)量控制是降低故障檢修損失的重要前提。棄光（包括延遲接入和限發(fā)）現(xiàn)象目前已經(jīng)在西部大型光伏電站出現(xiàn)，隨著光伏與電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)同步，這一問題將會得到解決。

為了得到光伏系統(tǒng)的性能指數(shù)（PR），從而準確評估光伏電站或分布式光伏的質(zhì)量和能效，高質(zhì)量的數(shù)據(jù)監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是必要的。本文所采用的數(shù)據(jù)，包括太陽跟蹤器的增益，光伏系統(tǒng)不同安裝方式的溫度損失，以及光伏電站PR值等，均采用國外數(shù)據(jù)。之所以如此也是迫于無奈，很難找到國內(nèi)的完整數(shù)據(jù)。

因此，數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測對于電站評估和技術(shù)改進是非常重要的，也代表了光伏電站建設(shè)的成熟程度。光伏項目所安裝的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測和采集的數(shù)據(jù)、采樣精度、采樣周期和監(jiān)測時段均應(yīng)符合GB/T20513（IEC61724）“光伏系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測、測量、數(shù)據(jù)交換和分析導(dǎo)則”標準的要求。