光伏发电关键部件户外检测技术初探
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光伏发电关键部件户外检测技术初探 发布于:2018/05/23
    摘 要:作为一种清洁可再生能源,太阳能在各类能源领域的应用越来越广泛。介绍了光伏发电户外检测的主要方面,通过对光伏组件和逆变器性能的分析,验证了对光伏发电关键部件进行户外检测的必要性。
  关键词:光伏发电;关键部件;户外检测;逆变器
  中图分类号:TM615 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.032
  随着人们对能源、环境问题的关注,作为一种清洁可再生能源,太阳能在各类能源领域的应用越来越广泛。根据国际能源署(IEA)发布的《世界能源展望2014》预测,2040年全球主要能源需求预计增加37%.我国太阳能资源非常丰富,每年照射在陆地表面的太阳能有5.0×1019 kJ。從太阳能资源的分布上来看,我国北部吉林、山东、内蒙古、陕西等地的太阳辐射总量是很可观的。国内外光伏的发展情况如图1所示。
  光伏发电事业发展迅速,对光伏电站的建设提出了更高的要求。通过获取太阳能电池组件在各种工作环境下的电气性能参数,分析各种环境因素包括太阳辐照度、太阳光谱、温度、风速风向等对组件性能的影响,创造更好、更适宜光伏组件工作的环境,可以提高光伏发电的效率,并延长设备的工作时间。
  根据相关标准的要求,同时结合配电网的特点、光伏发电特性及接入配电网光伏发电系统对电网的影响分析,检测内容包括以下几个方面:①电能质量检测,主要包括谐波、电压和频率偏差、电压波动和闪变、三相电压不平衡度、直流分量等检测,主要检测发电系统稳态下的系统性能;②功率特性检测,主要包括辐照度、温度、光伏电站输出功率等测试,检测发电系统功率转换性能和输出功率特性等,主要考量光伏发电系统输出功率随辐照度和温度变化的特性;③电压、频率异常响应检测,主要包括欠压/频、过压/频分闸时间检测,检测发电系统暂态下的系统性能;④防孤岛保护检测,主要包括主动防孤岛和被动防孤岛保护性能测试,检测出现孤岛时发电系统的保护性能。
  2 光伏组件及光伏逆变器性能户外测试
  为了优化光伏发电系统的设计,对电池在安装环境下进行长期的性能测试是很有必要的。建立户外测试系统,更加准确地分析太阳电池组件在真实太阳条件照射下的特性,从而能够对其在实际应用中的发电状况有一个更真实的评估。精确测试太阳电池单片的参数,合理组装光伏方阵,可以提高组合效率,降低组合损失。
  光伏并网逆变器是光伏发电系统的核心部件,其性能的优劣直接关系到整个电站的发电效率。目前,逆变器的性能检测基本上都是在标准实验室环境下进行的,缺乏实际发电运行环境下的性能检测。而逆变器实际运行环境非常复杂,它的性能经常会受到阳光强度、温度、电网质量、调度控制、电磁兼容等综合因素的影响,这些都是在实验室环境下无法模拟出来的。根据现场运行经验,即使是经过实验室认证的产品,在实际使用过程中还会出现各种问题。因此,有必要在逆变器实际运行环境下,研究、测试光伏逆变器的真实性能,保证测试结果接近真实情况。
  光伏组件及光伏逆变器性能户外在线测量系统是由传感器装置感应环境状况生成电信号,经由现场DDC装置转化为电信号,通过有线信号传输技术将信号传输至控制室。整个户外测试的过程将采集并储存大量的运行数据,应用于事后基于大数据的统计分析。图2为采用户外现场DDC分别进行光伏组件和逆变器测试的原理图。
  光伏电站关键部件发电性能的户外测试技术在现实中具有很广的应用前景。通过科学的测试方法和数据整理分析,找出影响发电量的因素和解决办法,并对影响发电量的因素逐一进行分析评价,比如光伏组件、逆变器、系统损耗太阳辐射量、组合损失以及系统效率等因素,可以显著提高光伏发电的效率,结合测试的数据,使得在实际应用中对光伏系统性能评价和故障分析的效率和准确性都大大提高。
  参考文献
  [1]中国科技报.国际能源署(IEA)发布《世界能源展望2014》[EB/OL].[2014-12-03].http://www.cec.org.cn/guojidianli/
  2014-12-03/130759.html.
  [2]刘小平,王丽娟,王炳楠,等.光伏并网逆变器户外实证性测试技术初探[J].新能源进展,2015(1):33-37.
  〔编辑:刘晓芳〕来源:科技与创新
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