论如何提高集中式光伏电站发电效率

论如何提高集中式光伏电站发电效率

王银东

宁夏回族自治区电力设计院有限公司 宁夏 银川 750002

摘要：面对着时代与社会高速发展的形式，我国电力事业得以不断进步的同时也迎来更加严峻的挑战。但是在集中式光伏电站运行过程中，一些因素对发电效率产生了影响。需要加强影响因素的研究工作，同时分析提高集中式光伏电站发电效率的相关措施，才能够充分发挥集中式光伏电站的应用效果，推动我国电力行业的长远可持续发展。

关键词：集中式光伏电站；发电效率；提升策略

引言

在《中华人民共和国可再生能源法》等政策引导下，近几年，中国光伏发电产业蓬勃发展。根据国家能源局的统计数据，截至2019年6月底，全国光伏发电累计装机容量为185GW，同比增长约20%，2019年上半年光伏发电新增装机容量为11.4GW，居全球第一。随着国家新能源战略的进一步深入，对光伏发电系统的设计提出了更高的要求，因此进一步规范、优化光伏发电系统的设计已成为一项紧迫的任务。为进一步促进太阳能资源的合理开发，支持国家低碳经济的发展，实现光伏发电与电网建设的和谐健康发展，本文针对大型集中式光伏电站不同的装机容量，以及与其装机容量相匹配的电压等级和电气主接线方式，研究了不同装机容量的集中式光伏电站电网接入系统的典型设计方案。

1中国光伏发电的政策导向

自1838法国物理学家亚历山大·贝克勒发现光生伏打效应以来，经过多年的发展，光伏发电已在全球新能源体系中占有重要地位。目前，全球光伏发电产业快速发展，装机规模呈井喷式增长。国际能源署的统计数据表明，2015年全球光伏发电新增装机规模约50GWp，累计装机规模达227GWp。2016年3月我国能源局颁布了《国家能源局关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》，意见提出在2020年、2030年国内非化石能源占一次能源消费比重分别达到15%、20%的目标。同时意见还指出，为了保障2020年的目标，除专门的非化石能源生产企业外，各发电企业非水可再生能源发电量应达到其全部发电量的9%以上。

2影响集中式光伏电站发电效率的因素

2.1太阳辐射量

太阳能电池组件的主要功能是对太阳能进行转化，使其成为电能。光照辐射的强度会对发电量产生直接影响，而不同地区的太阳能辐射量数据可以利用气象资料查询网站获取。此外，可以利用光辐射计获取相应的资料。太阳辐射量越大，其转化的电能也越多。因此，太阳辐射量是影响集中式光伏电站发电效率的主要因素。2.2组件遮挡治理农业大棚形式的光伏电站，容易受到树木遮挡。发现有树木遮挡组件及时修剪树木，减少树木对组件的遮挡。山地光伏电站光伏区地形复杂、坡度大，对光伏组件的清洗、杂草清理等维护工作带来很大难度。光伏区的除草工作应该委托专业的光伏电站运维公司，采用便携式割草机与人工割草相结合进行作业，采用前期农药除草与后期人工除草相结合。因自然环境及周围环境会对光伏组件表面造成污染，导致系统发电效率降低。组件清洁合同由专业运维公司负责。根据光伏电站地形的不同，采用机械清洗与人工清洗相结合的方式。

3提高集中式光伏电站发电效率的策略

3.1提高设计水平

为了提高集中式光伏电站的发电效率，要加强光伏电站设计工作。这是提高发电效率的主要措施。在对光伏电站进行设计时，需要加强设计方案的对比分析工作，对设计方案的相关内容进行全面详细的研究和分析，从而制定科学可靠的光伏电站运行方式。这样能够在一定程度上保护集中式光伏电站的运行情况。除此之外，在对光伏电站的发电效率进行研究时，可以提高电站设计的标准化，确保整个电站的运行与设计方案可以有效融合，从而稳步提升集中式光伏电站的整体发电效率。

3.2工程建设中的质量管理

质量管理是工程建设的头等大事，决定了整个光伏电站的使用寿命、经济效益。国家近期出台了多项政策，其目的均是为了强施工质量管控。因此要进一步加强对工程建设的质量管理工作，发挥部门协同的优势，将质量管理工作做实做细。第一，在初步设计阶段重点关注光伏区地质条件。由于光伏区占地面积大，所涉及的地下设施较多，诸如石油天然气管线、各种通讯光缆、电力电缆等都可能影响施工。第二，由于光伏阵列大都采取打桩的形式完成基础，因此地质情况将决定打桩的形式，其地下水及冻土深度将决定打桩施工时所采取的辅助措施。第三，对入场材料严把质量关。由于光伏现场施工大量采用的都是预制成品材料，且光伏组件等电气设备质量无法在现场进行检测，因此要对到场材料进行样品抽检，通过专业的检测单位对其进行专项检测，保证设备质量。第四，加强现场监督及管理，严格执行施工规范，确保工程质量符合设计要求。

3.3无功补偿装置

光伏电站的装机容量较大时，对于并入110kV以下电压等级电网的光伏电站而言，电站内的集电线路、升压变压器及外送线路均会产生无功损耗，光伏电站配置的无功容量需按照光伏电站满发时集电线路、升压变压器的感性无功容量及光伏电站外送线路感性无功容量的50%这三者之和进行配置。升压站为了补偿升压变压器的无功损耗，减少线路的功率损耗和电压损失，应遵循无功补偿的原则进行无功补偿设备选型。动态无功补偿装置(SVG)是基于IGBT逆变器的可控电流源型的补偿装置，不会发生谐波放大及谐振的问题，具有安全性与稳定性好等优点，且能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿，SVG配置在光伏电站内的10kV、35kV侧。SVG的容量按光伏电站装机容量的10%～30%进行配置，本设计方案取20%。

3.4故障等级分类，快速提升电站的运维水平

在光伏电站的日常运行维护中，根据设备故障的影响程度可将设备故障分为3个等级：一类故障是指设备停运时间达到7天以上的故障或威胁人身、设备安全、可能酿成事故的故障，或直接经济损失在30万元以上的故障；此类故障需要运维事业部层面对技术人员、工器具、备品备件（消耗品）进行调配，或与设备厂家进行沟通协调处理。二类故障是指造成设备停运时间达到３天以上，或直接经济损失在5万元至30万元（含30万元）之间的故障，或者本电场（站）由于运维人员技术水平原因，或工器具配备问题，或备品备件（消耗品）的储备问题无法处理，通过区域运维中心对技术人员、工器具、备品备件（消耗品）的调配以及与设备厂家人员协调，在7天内能够处理的故障。三类故障是指停机时间在３天以内、对设备安全运行影响较小，且一般不至于发展成为上述两类故障，或直接经济损失在5万元（含5万元）以内、由本电场（站）运维人员利用本地储存的工器具、备品备件、消耗品等能处理的故障。及时的故障响应和高效的故障排除率在日常运维工作中，对于不同类型的故障，故障排除的响应速度也不同。只有及时的故障响应，准确的故障定位和快速的故障排除措施，才能有效缩短设备的故障持续时间，减少因设备故障而导致的功率损耗。定期的预防性维护可以有效地减少设备故障的频率，并通过定期的预防性维护消除萌芽中的隐患。

结语

总而言之，集中式光伏电站规模比较大，将其并入公共电网中能够增加供电电量，满足在社会经济不断发展过程中对电能的需求。为了尽可能提高集中式光伏电站的发电效率，需要加强设计工作。同时要对光伏电站的电力设备型号等进行科学选择，开展有效的施工管理工作以及后期运营维护管理工作。此外，要加强定期检查和维护工作，确保集中式光伏电站能够正常稳定运行，提高其应用水平。

参考文献

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[2]张全斌.我国光伏发电之组件选型策略探讨[J].太阳能,2017(2):46-51.

[3]程相玺.光伏发电工程建设的管理探究[J].黑龙江科学,2017,8(14):142-143.