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光伏发电系统的效率最优化研究 在能源枯竭与环境污染问题日益严重的当今世界,光伏发电成为可再生能源领域中最清洁、最现实、最有大规模开发利用前景的发电方式之一。然而,光伏电池的输出特性具有强烈的非线性,且受外界环境因素影响大,所以如何有效的利用太阳能,提高太阳能利用效率,成为太阳能利用中一个迫切需要解决的问题。本文以光伏发电系统为研究对象,以最大限度利用太阳能为主要目标,展开了光伏发电系统效率最优化的理论和实验研究。 具体说来,本文的主要研究内容可归纳如下: 一、概述了光伏发电系统的组成,根据不同场合的需要,对光伏发电系统进行了分类,并介绍了目前我国光伏发电技术的应用。在此基础上,详细分析了光伏电池板的工作原理,采用MATLAB对同一光照强度下的光伏电池模型进行仿真,并将具有强寻优能力的仿真软件1st0pt率先用在光伏电池模型的仿真上,得出光照强度不断变化条件下的电流—电压,功率—电压的二维曲线,并且得出电流—电压—光照和功率—电压—光照的三维曲线。仿真曲线很直观地表示出电池的输出电流和电压的对应关系,同时也表明:光伏电池既非恒压源,也非恒流源,它不可能为负载提供任意大的功率;光伏电池特性具有强烈的非线性,并且其输出功率受到日照等周围环
境因素的影响。 二、在实验室现有的110W。光伏电池的基础上,分别对光照不变和光照变化条件下的光伏电池进行实验测试,并将实验数据拟合成曲线,从而得到110W。光伏电池的实际输出特性曲线,实际输出曲线不仅很好地表明了光伏电池输出特性强烈的非线性,而且对以后的仿真研究有很大的实际价值,为实验验证打下了基础。 三、分析比较了几种传统光伏发电系统效率优化方法的优缺点。定电压跟踪法实现比较简单、稳定,然而其控制精度差,必须人工干预才能良好运行;电导增量法可以使输出端电压比较平稳,然而整个系统比较复杂,费用较高;功率回授法实现比较方便,但是稳定性及可靠性不理想,实际使用中不常用;扰动观察法控制简单,容易实现,但可能会发生振荡和误判现象。在实验室110W_p光伏电池参数的基础上,采用扰动观察法,对光伏发电系统进行仿真研究,仿真结果表明采用扰动观察法会导致在最大功率点附近产生功率损失。 四、提出了一种基于遗传算法的光伏发电系统的效率优化算法,尝试将遗传算法用在光伏发电系统优化问题中。遗传算法将问题的求解表示成“染色体”,将其置于问题的“环境”中,根据适者生存的原则,从中选择出适应环境的“染色体”进行复制,即再生,通过交叉、变异两种基因操作产生出新一代更适合环境的“染色体”群,这样一代代不断改进,最后收敛到
光伏发电系统设计计算公式 1、转换效率： η= Pm（电池片的峰值功率）/A（电池片面积）×Pin（单位面积的入射光功率） 其中：Pin=1KW/㎡=100mW/cm2。 2、充电电压： Vmax=V额×1.43倍 3.电池组件串并联 3.1电池组件并联数=负载日平均用电量（Ah）/组件日平均发电量（Ah） 3.2电池组件串联数=系统工作电压（V）×系数1.43/组件峰值工作电压（V） 4.蓄电池容量 蓄电池容量=负载日平均用电量（Ah）×连续阴雨天数/最大放电深度 5平均放电率 平均放电率（h）=连续阴雨天数×负载工作时间/最大放电深度 6.负载工作时间 负载工作时间（h）=∑负载功率×负载工作时间/∑负载功率 7.蓄电池： 7.1蓄电池容量=负载平均用电量（Ah）×连续阴雨天数×放电修正系数/最大放电深度×低温修正系数 7.2蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压 7.3蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量 8.以峰值日照时数为依据的简易计算 8.1组件功率=（用电器功率×用电时间/当地峰值日照时数）×损耗系数 损耗系数：取1.6～2.0，根据当地污染程度、线路长短、安装角度等； 8.2蓄电池容量=（用电器功率×用电时间/系统电压）×连续阴雨天数×系统安全系数 系统安全系数：取1.6～2.0，根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等； 9.以年辐射总量为依据的计算方式 组件（方阵）=K×（用电器工作电压×用电器工作电流×用电时间）/当地年辐射总量 有人维护+一般使用时，K取230；无人维护+可靠使用时，K取251；无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时，K取276； 10.以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算 10.1方阵功率=系数5618×安全系数×负载总用电量/斜面修正系数×水平面年平均辐射量 系数5618：根据充放电效率系数、组件衰减系数等；安全系数：根据使用环境、有无备用电源、是否有人值守等，取1.1～1.3； 10.2蓄电池容量=10×负载总用电量/系统工作电压；10：无日照系数（对于连续阴雨不超过5天的均适用） 11.以峰值日照时数为依据的多路负载计算 11.1电流： 组件电流=负载日耗电量（Wh）/系统直流电压（V）×峰值日照时数（h）×系统效率系数 系统效率系数：含蓄电池充电效率0.9，逆变器转换效率0.85，组件功率衰减+线路损耗+尘埃等0.9.具体根据实际情况进行调整。 11.2功率：
光伏电站集控中心监控系统（SPSIC-3000）简介 如今光伏电站分布地域广、运行管理人员少、运行管理工作量大。为了减少场站监管的工作量、实现不同类型各光伏电站的统一监管、多层监控、从而实现无人值班少人值守的运营模式，国能日新推出了光伏电站集控中心监控系统的解决方案。 光伏电站集控中心监控系统（SPSIC-3000）是在已有的各光伏电站监控的基础上建立统一的实时历史数据库平台以及集中监控平台来实现对光伏电站群的远程监控和管理的总体目标。集控系统将现有光伏电站本地的监控系统、功率预测系统等相关信息进行整合构建成统一的生产信息系统平台，实现各光伏电站监控系统和统一系统平台之间的数据交互，并能够向各个监控点提供统一的运行相关信息，实现新能源公司在监控层面上的一致性。因此，基于远程的集中监控系统平台能够实现对其区域内的光伏电站进行监控调度功能，实现对光伏电站群的集中运行管理、集中检修管理、集中经营管理和集中后勤管理，通过人力资源、工具和备件、资金和技术的合理调配与运用，达到人、财、物的高效运作和资源的优化利用，保障实现光伏电站群综合利用效益最大化。 集控系统充分总结了调度自动化系统的成功运行经验，涵盖了调度主站、变电站、集控中心站运行工作的各种业务需求，可以向用户提供各种规模的调度运行、集控中心、变电站的完整解决方案。系统采用模块化设计，基于厂站一体化综合信息平台，搭建站内各种应用子系统，各子系统相对独立；通过配置的方式改变运行方式，应用子系统可以合并到一台机器/嵌入式工控机上运行，也可以分散到多个机器上运行。在此背景上，紧密跟踪国际上电网调度自动化技术的最新发展，广泛吸取国内外的调度自动化系统的实际经验而产生的新一代平台系统。 光伏电站集控中心监控系统（SPSIC-3000）可实现如下功能： 1、升压站监控系统功能； 2、光功率预测系统； 3、电站视频/安防监控系统； 4、故障报警系统； 5、光伏电站生产运营分析系统； 6、能量综合管理子系统； 7、监控中心GPS； 国能日新24小时技术支持服务，为客户的利益保驾护航。
太阳能光伏系统在变电站直流系统中的应用 摘要：太阳能是资源最丰富的可再生能源，具有独特的优势和巨大的开发利用潜力。充分利用太阳能有利于保持人与自然的和谐相处及能源与环境的协调发展。进入21世纪以来，世界太阳能光伏发电产业快速发展，市场应用规模迅速扩大，中国光伏产业在国家大型工程项目、推广计划和国际合作项目的推动下，正以前所未有的速度迅速发展。随着太阳能光伏电池价格的逐渐降低，变电站使用太阳能供电已经成为可能。 关键字：太阳能光伏，光伏直流系统，光伏控制器 太阳能是资源最丰富的可再生能源，具有独特的优势和巨大的开发利用潜力。充分利用太阳能有利于保持人与自然的和谐相处及能源与环境的协调发展。进入21世纪以来，世界太阳能光伏发电产业快速发展，市场应用规模迅速扩大，中国光伏产业在国家大型工程项目、推广计划和国际合作项目的推动下，正以前所未有的速度迅速发展。随着太阳能光伏电池价格的逐渐降低，变电站使用太阳能供电已经成为可能。
2110kV变电站光伏直流系统的应用 110kV变电站作为典型的无人值守变电站，其直流负荷正常不超过1kW，配置的蓄电池容量为200Ah，直流充电机的额定电压、额定电流分别为220V、40A，太阳能光伏直流系统110kV变电站试用非常理想。变电站直流系统为独立的太阳能发电系统，在白天有日照的情况下，由太阳能光伏系统产生的电能向变电站内的直流系统供电，同时再和变电站原有的交直流系统连接。通过光伏控制器来实现当光伏发电系统发电量不足时的电源自动切换，增强直流系统供电的可靠性。变电站光伏直流系统原理图见图1所示。 太阳能光伏系统在变电站直流系统中的应用 图1变电站太阳能光伏直流系统连接原理图 3变电站光伏直流系统的特点 在变电站原有直流系统的基础上，增加了太阳能电池组件和光伏控制器，太阳能电池组件方阵在太阳光的照射下产生并输出电能，经光伏控制器稳压后输出至直流系统的合闸母线上。在充电机输出回路上加防反二极管(实际上，在光伏控制
发电厂电气自动化解决方案 发电厂电气自动化解决方案１.PDS-7000电厂电气自动化系统 电厂电气自动化系统（ECS）是指使用保护、测控、通信接口、监控系统等设备实现所有电厂电气设备的监测、控制、保护和信息管理。是实现发电厂电气自动化的全面解决方案。 国内大部分发电厂都采用集散控制系统（DCS）来实现热工系统的自动化运行，而传统的电气系统一般采用“一对一”的硬连接控制以及仪表监视，自动化水平相对落后。为了提升电气系统的自动化水平，应考虑建设相对独立的电气控制系统，ECS系统包括电厂所有电气子系统即升压站子系统、机组子系统和厂用电子系统。 PDS-7000电厂电气自动化系统适用于中小型电厂的电厂电气系统。 １.１系统特点 ★完整的电厂电气自动化解决方案 PDS-7000系统贯彻“以高性能的子系统构筑优异的电厂电气自动化系统” 的设计思想，包含了计算机监控系统、发电机机组子系统、升压站子系统、厂用电子系统，实现与电网调度通讯、与DCS通讯以及电厂内其它智能电气设备的接入等功能，构成了一个完整的电厂电气自动化系统。 PDS-7000电厂电气自动化系统采用分层分布式结构，从间隔层设备、通信网络到监控系统等各方面综合考虑，提供了完整的电厂电气自动化解决方案，系统结构更加清晰，信息的获得更加快捷，系统的维护更加简便，扩展更加灵活。 ★开放性设计思想 PDS-7000的开放性设计思想满足了系统扩展的灵活性，在从间隔层到站控层的各个环节的设计中，PDS-7000除了保持其自身的系统性和完整性以外，还可以方便的实现与其他智能设备的互相联接。 在系统的互联设计中，PDS-7000系统提供了与其它通信方式(以太网、RS-232C、EIA422/485或现场总线)的兼容性设计，这使得电厂电气自动化的设计或改造选择性更多、更灵活，能够方便的被接入DCS、SIS和远方调度。 ★可靠性
光伏电站发电效率的计算与监测 1、影响光伏电站发电量的主要因素 光伏发电系统的总效率主要由光伏阵列的效率、逆变器的效率、交流并网效率三部分组成。 1.1光伏阵列效率： 光伏阵列的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换与传输过程中影响光伏阵列效率的损失主要包括：组件匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度的影响以及直流线路损失等。 1.2逆变器的转换效率: 逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。影响逆变器转换效率的损失主要包括：逆变器交直流转换造成的能量损失、最大功率点跟踪（MPPT）精度损失等。 1.3交流配电设备效率： 即从逆变器输出至高压电网的传输效率，其中影响交流配电设备效率的损失最主要是：升压变压器的损耗和交流电气连接的线路损耗。 1.4系统发电量的衰减： 晶硅光伏组件在光照及常规大气环境中使用造成的输出功率衰减。 在光伏电站各系统设备正常运行的情况下，影响光伏电站发电量的主要因素为光伏组件表面尘埃遮挡所造成太阳辐射损失。 2、光伏电站发电效率测试原理 2.1光伏电站整体发电效率测试原理 整体发电效率E PR公式为： E PDR PR PT = —PDR为测试时间间隔(t?)内的实际发电量；—PT为测试时间间隔(t?)内的理论发电量；
理论发电量PT 公式中： i o I T I =，为光伏电站测试时间间隔(t ?)内对应STC 条件下的实际有效发电时间； －P 为光伏电站STC 条件下组件容量标称值； －I 0为STC 条件下太阳辐射总量值，Io =1000 w/m 2； －Ii 为测试时间内的总太阳辐射值。 2.2光伏电站整体效率测试（小时、日、月、年） 气象仪能够记录每小时的辐射总量，将数据传至监控中心。 2.2.1光伏电站小时效率测试 根据2.1公式，光伏电站1小时的发电效率PR H i H i PDR PR PT = 0I I i i T = —PDRi ，光伏电站1小时实际发电量，关口计量表通讯至监控系统获得； —P ，光伏电站STC 条件下光伏电站总容量标称值； —Ti ，光伏电站1小时内发电有效时间； —Ii ，1小时内最佳角度总辐射总量，气象设备采集通讯至监控系统获得； —I 0=1000w/m 2 。 2.2.2光伏电站日效率测试 根据气象设备计算的每日的辐射总量，计算每日的电站整体发电效率PR D D PDR PR PT = 0I I T = —PDR ，每日N 小时的实际发电量，关口计量表通讯至监控系统获得； —P ，光伏电站STC 条件下光伏电站总容量标称值； —T ，光伏电站每日发电有效小时数
将各种损耗都算进来后光伏并网电站系统效率通常为多少呢? 光伏组件虽然使用寿命可达25-30年，但随着使用年限增长，组件功率会衰减，会影响发电量。另外，系统效率对发电量的影响更为重要。 1组件的衰减 1，由于破坏性因素导致的组件功率骤然衰减，破坏性因素主要指组件在焊接过程中焊接不良、封装工艺存在缺胶现象，或者由于组件在搬运、安装过程中操作不当，甚至组件在使用过程中受到冰雹的猛烈撞击而导致组件内部隐裂、电池片严重破碎等现象; 2，组件初始的光致衰减，即光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降，但随后趋于稳定，一般来说在2%以下; 3，组件的老化衰减，即在长期使用中出现的极缓慢的功率下降现象，每年的衰减在0.8%,25年的衰减不超过20%;25年的效率质保已经在日本和德国两家光伏公司的组件上得到证实。2012年以后国内光伏组件已经基本能够达到要求，生产光伏组件的设备及材料基本采用西德进口。 2系统效率 个人认为系统效率衰减可以不必考虑，系统效率的降低，我们可以通过设备的局部更新或者维护达到要求，就如火电站，水电站来说，不提衰减这一说法。 影响发电量的关键因素是系统效率，系统效率主要考虑的因素有：灰尘、雨水遮挡引起的效率降低、温度引起的效率降低、组件串联不匹配产生的效率降低、逆变器的功率损耗、直流交流部分线缆功率损耗、变压器功率损耗、跟踪系统的精度等等。 1)灰尘、雨水遮挡引起的效率降低 大型光伏电站一般都是地处戈壁地区，风沙较大，降水很少，考虑有管理人员人工清理方阵组件频繁度一般的情况下，采用衰减数值：8%; 2)温度引起的效率降低 太阳能电池组件会因温度变化而输出电压降低、电流增大，组件实际效率降低，发电量减少，因此，温度引起的效率降低是必须要考虑的一个重要因素，在设计时考虑温度变化引起的电压变化，并根据该变化选择组件串联数量，保证组件能在绝大部分时间内工作在最大跟踪功率范围内，考虑0.45%/K的功率变化、考虑各月辐照量计算加权平均值，可以计算得到加权平均值，因不同地域环境温度存在一定差异，对系统效率影响存在一定差异，因此考虑温度引起系统效率降低取值为3%。 3)组件串联不匹配产生的效率降低 由于生产工艺问题，导致不同组件之间功率及电流存在一定偏差，单块电池组件对系统影响不大，但光伏并网电站是由很多电池组件串并联以后组成，因组件之间功率及电流的偏差，对光伏电站的发电效率就会存在一定的影响。组件串联因为电流不一致产生的效率降低，选择该效率为2%的降低。 4)直流部分线缆功率损耗 根据设计经验，常规20MWP光伏并网发电项目使用光伏专用电缆用量约为350km，汇流箱至直流配电柜的电力电缆(一般使用规格型号为ZR-YJV22-1kV-2*70mm2)用量约为35km，经计算得直流部分的线缆损耗3%。 5)逆变器的功率损耗 目前国内生产的大功率逆变器(500kW)效率基本均达到97.5%的系统效率，并网逆变器采用无变压器型，通过双分裂变压器隔离2个并联的逆变器，逆变器内部不考虑变压器效率，即逆变器功率损耗可为97.5%，取97.5%。 6)交流线缆的功率损耗 由于光伏并网电站一般采用就地升压方式进行并网，交流线缆通常为高压电缆，该部分
光伏DC1500V光伏直流系统断路器选型方案介绍光伏DC1500V直流系统断路器选型方案 随着光伏DC1500V系统的脚步临近，选型问题大家也提上了议事日程。2015年7月圣昂电气在国内率先上市DC1500V直流光伏断路器，并在2015年8月在三峡新能源30MW光伏电站项目中得到采用，这是国内第一次在大型地面光伏电站中批量使用DC1500V直流断路器。今天就和大家分享我们在DC1500V光伏系统的选型思路。 断路器的额定工作电流、额定工作电压、分断能力三大指标在光伏系统中应重点关注额定工作电压与额定工作电流，分断能力做参考指标。额定工作电压、额定工作电流的选型应当确保断路器保护可靠且无误动作。在光伏系统中断路器选型主要依据是组件的参数、组串块数、海拔、辐照度峰值、极端低温及余量等几个主要方面，组件参数与组串块数是主要的计算依据，海拔、辐照度峰值、极端低温应当与设计余量测算一起考量。额定工作电压主要与组件参数、组串块数有直接联系，海拔与低温在考虑设计余量中考虑。额定工作电流与辐照度峰值、经验余量一同考虑。我们的选型思路以额定工作电压与额定工作电流为主线展开，首先我们先谈系统电压，其次谈电流。 我们选择已经通过UL1500V认证的国内某知名组件厂的组件作为计算参照样本，组件功率260W到275W，组件效率16.8%。需要重点说明的是组件厂的样本参数是大气 AM1.5, 辐照度1000 W/m?, 温度25?C环境下参数，现场峰值数据与以上条件差异较大，这是余量设计计算的重点考虑方面。组件参数选择方面重点参照组件三个主要参数，1.最大工作电压;2.最大工作电流;3.最大开路电压。 首先我们来探讨一下电压的计算: 光伏组件参数表: (图表一)
变电站综合自动化系统设计方案 1.1.2 研究现状 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 如今变电站综合自动化已成为热门话题，研究单位和产品也越来越多，国内具有代表性的公司和产品有：北京四方公司的CSC 2000系列综合自动化系统，南京南瑞集团公司的BSJ2200计算机监控系统，南京南瑞继电保护电气有限公司的RCS一9000系列综合自动化系统，国电南自PS 6000系列综合自动化系统、武汉国测GCSIA变电站综合自动化系统、许继电气公司的CBZ一8000系列综合自动化系统。国外具有代表性的公司和产品有：瑞典ABB的MicroSCADA自动化系统等。现在的变电站自动化系统将站内间隔层设备（包括微机继电保护及自动装置、测控、直流系统等）以互联的方式与主机实现数据交换与处理，从而构成一种服务于电网安全与监测控制，全分散、全数字化和可操作的自动控制系统。 本系统站控层用的软件工具是瑞典ABB公司开发的用于变电站自动化系统的MicroSCADA和COM500，COM500作为前置机，它是整个系统数据采集的核心，MicroSCADA用于后台监控；间隔层测控装置用的主要是芬兰ABB公司生产的是REF54_系列和瑞典ABB公司生产的REC561等自动化产品，远动装置用的是浙江创维自动化工程有限公司自主研发CWCOM200。
附件十一 光伏电站系统效率保证协议 (发包方)与(承包方)经友好协商，一致同意将以下内容作为光伏发电项目总承包合同技术协议的补充协议。 一、光伏电站系统效率要求 发包方要求光伏电站的系统效率（Performance Ratio，即PR值）≥80％。 二、光伏电站系统效率测试方法 1. 目的 光伏电站系统效率测试（PR性能测试）用于证明光伏电站的整体转换效率能够满足电站设计转换效率的要求。 本测试方法是参照《Functional test,Seven day performance test criteria and procedure》，如有不明确的地方，以《Functional test,Seven day performance test criteria and procedure》为准。 2. 最小辐照度要求 测试期间的最小辐照度要求：每15分钟记录一个数据，至少获得40个光伏阵列倾斜面的太阳辐照度采样值数据，并且所测数据不小于600瓦每平方米。如果在测试初期最小辐照度要求不能达到上述要求，应该延长测试周期直至满足最小辐照度要求，或者由合同双方来确定测试周期。 简言之，在测试周期内，至少获得40个数据，每个数据持续15分钟，并且每个数据均满足辐照度大于600瓦每平方米的要求。 3. 性能测试方 合同双方应指定一个经双方认可的性能测试方（独立第三方）来负责测试事宜。性能测试方应起草一份详细的测试方案，并至少在测试开始前30天将方案提交给业主，经业主审核同意后才能实施。性能测试方应保证测试的权威性、公正性。 4. 一般测试条件 测试应该从测试周期第一天的零点开始，到测试周期最后一天的零点结束，
光伏电站系统效率分析 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
系统效率分析 运行期光伏电站的生产工艺流程为：通过太阳辐照，经直流发电单元（将太阳能转化成直流电能，再经逆变产生交流电），出口电压为，再经35kV升压箱变，将电压升至35kV后，由35kV集电线路汇集至电站35kV汇集站，再经110kV 汇集站，电压升至110kV后，然后输送至220kV升压站，经220kV主变压器二次升压后，通过220kV架空线路送入系统电网。其发电工艺流程如下： 图运行期光伏电站的生产工艺流程图 结合光伏电站的运行特点其系统损耗主要为以下几方面组成： （1）入射角造成的不可利用的太阳辐射损耗； （2）灰尘、植被等遮挡损耗 （3）温度影响损耗 （4）光伏组件不匹配造成的损耗 （5）直流线路损耗 （6）逆变器损耗 （7）交流线路损耗 （8）变压器损耗 （9）系统故障及维护损耗 结合XX项目实施的实际情况，参考《XX光伏发电项目招商文件》中评分标准的要求，技术方案中系统能力先进性（5分），81%得1分，系统效率最高值得5分；因此系统效率即使是重要的招商得分项，同时该参数又直接影响发电量和效益测评即投标申报电价，为科学合理的控制和了解本项目地的系统效率水平，使其尽可能向可操作、可实现的最高效率努力，系统效率基本取值分析如下： （1）不可利用的太阳辐射损耗 根据项目地的地理位置、气候气象和太阳辐射数据当地的气象和太阳辐射特点，结合项目地太阳入射角的分析计算，并兼顾山地的地形条件在冬至日真太阳时9:00～15:00的阵列布置原则而确定的日照利用边界，经分析，本次由于
水电站自动化系统机组LCU 一、系统概述： 1、水电站自动化系统概括说明： 水电站自动化系统是电站安全、优质、高效运行的重要保证。 目前我国绝大多数大中型电厂以及新建电厂均投入计算机自动化系统设备，国内自动化系统的市场已步入成熟发展的阶段。 水电站自动化系统采用全开放、分层分布式结构，系统由站控层、网络层和现地层设备构成。站控层各站点功能相对独立，互不影响；现地层以间隔为单元，各个 LCU （现地控制单元Local Control Unit）功能也相对独立，在站控层故障的情况下，LCU 仍能独立完成其监测和控制功能。 站控层是水电厂/站设备监视、测量、控制、管理的中心。站控层包括：操作员站、工程师站、通信服务器。另外根据水电厂/站的需要可以配置模拟屏、背投系统。 现地层一般以间隔为单元，配有机组LCU、公用设备及升压站LCU、坝区LCU 以及辅机控制单元等，不同的控制对象分散在各个机旁，或是中控室。在站控层及网络层故障的情况下，现地层仍能独立完成各间隔的监测和控制功能。现地层各LCU完成各单元的任务，相互独立，一个LCU故障不会影响其他LCU的运行。
网络层是站控层与现地层数据传输通道通。网络层可以按不同的容量的水电厂/站和不同的客户需求，配置成单以太网、双以太网和光纤自愈环网。网络通讯介质可采用光纤、同轴电缆或屏蔽双绞线。 系统网络结构有：单以太网、双以太网模式等。 单以太网系统特点是：在保证系统数据通道带宽的同时，做到系统扩展能力强，形式简洁，接口简单，方便安装调试。在实现系统性能的同时，可以有效地降低系统的成本。系统适合与中小型水电站，以及对系统成本控制有较高要求的水电站。 选用双以太网模式，相比单以太网而言，有效地提高系统的可靠性以及分担数据流量、减轻网络负荷，相应得网络投资加大。正常时，设备的数据交换分配在两个网络上，当某个网络发生故障的时候，立即自动切换到非故障的网络上，保证系统得正常通讯。该网络模式适用于各类大中型水电站，以及对系统 可靠性要求相对较高的用户。
大型光伏电站系统效率计算方法优化分析 曹晓宁康巍连乾钧 光伏产业近年来继风力发电后发展最快的行业，据不完全统计，目前全世界范围内光伏发电系统的装机容量已超过40GWp，而且在持续高速增长。近几年我国光伏产业发展速度迅猛，2010年国内光伏发电新增装机容量达到520MWp，大大的超过了2009年的228MWp，而2011年国内光伏发电新增装机容量预计达到2GWp。对于大批进入运营阶段的光伏电站，电站运行状况的检测和运行维护工作将成为研究重点。 系统效率是表征光伏电站运行性能的最终指标，对于一个投入运行的光伏电站，在电站容量和光辐照量一致的情况下，系统效率越高就代表发电量越大。因此系统效率的准确性重要，本文就系统效率的计算方法的优化进行讨论。 一、系统效率的定义 一个发电系统的年发电量衡量这个系统优劣的最直接的标准，在进行一个发电系统的设计时，都要对发电系统的年发电量进行估算，作为后期运行维护的参考标准。进行发电量的估算首先要算出并网光伏发电系统的总效率，并网光伏发电系统的总效率由太阳电池阵列的效率、逆变器的效率、交流并网效率三部分组成。 太阳电池阵列效率η1，太阳电池阵列在太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与理论功率之比。太阳电池阵列在能量转换与传输过程中的损失包括：组件匹配损失、表面尘埃遮挡损失、光谱失配损失、温度的影响以及直流线路损失等。 逆变器转换效率η2，逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。包括逆变器转换的损失、最大功率点跟踪（MPPT）精度损失等。 并网效率η3，即从逆变器输出汇流并入南区10kV变电站400V低压母线段的传输效率，其中最主要的是升压变压器的效率和交流电气连接的线路损耗。 综上，光伏电站系统的总效率为η=η1*η2*η3，在进行光伏电站的设计和设备选型时，可针对性的进行优化设计，提高光伏电站的系统效率。 二、系统效率的算法 对于一个光伏电站，进行系统效率的测算时，通常是用实际计量的发电量与理论发电量相比得到，具体如下所示。
光伏系统直流干线电缆的使用特性及要求 直流干线是光伏组件系统经汇流箱汇流后到逆变器的传输用线。如果说逆变器是整个方阵系统的心脏，那么直流干线系统就是一条条主动脉。由于，直流干线系统采用不接地方案，如果电缆发生接地故障，将会给系统甚至设备带来相比交流大得多的危害，因此，光伏系统工程师对直流电缆的认识，要比其他行业电气工程师更为谨慎。综合各种电缆事故分析，我们得出电缆的接地故障占整个电缆故障的90-95%。 接地故障的主要原因有三种。第一，电缆制造缺陷，为非合格产品；第二，运行环境恶劣、自然老化、以及遭受外力破坏；第三，安装不规范，接线粗糙。接地故障的根本原因却只有一个---电缆的绝缘材料。光伏电站的直流干线运行环境比较恶劣。我国大型地面电站一般都在西部，这些地方一般都是荒漠、盐碱地以及昼间温差大，鼠害也比较严重，环境也会非常潮湿。电缆地埋敷设，电缆沟的填挖要求比较高；分布式电站电缆的运行环境也不比上述地面的要好，电缆会承受很高的温度，有技术人员测控，屋顶温度甚至能达到100-110℃的高温，电缆的防火阻燃要求，以及高温对电缆的绝缘击穿电压影响很大。因此，光伏电站直流干线电缆的选型设计要考虑以下几点： 1、 电缆的绝缘性能 2、 电缆的防潮、防寒以及耐候性 3、 电缆的耐热阻燃性能 4、 电缆的敷设方式 5、 电缆的导体材料（铜芯、铝合金芯、铝芯） 6、 电缆的截面规格 目前，我国光伏电站的直流干线电缆，大多采用一般低压交流电缆来代替，常用型号为 ZR-YJV22 0.6/1kv、ZRYJY23 0.6/1kv，电缆大多数为铜芯电缆，也有些电站逐步开始采用铝合金导体的电缆，但电缆的绝缘材料基本还是按1kv低压电缆的标准生产。也就是说，我们的光伏系统工程师对直流电缆厉害关系有认识，但对电缆的技术方案并没有过多重视。 直流电缆的绝缘特性 1， 交流电缆的场强应力分布是均衡的，电缆绝缘材料着重的是电介质常数，电介质是不受温度影响的；而直流电缆的应力分布是电缆绝内层为最大，受电缆绝缘材料的电阻系数影响，绝缘材料有负温度系数现象，即温度增高，电阻变小；电缆在运行时，线芯损耗会使温度升高，电缆的绝缘材料的电阻系数会随之变化，也将导致绝缘层的电场应力随之变化，也就是说，同样厚度的绝缘层，由于温度升高，其击穿电压随之变小。对于一些分布式电站的直流干线，由
光伏电站自动化系统区别于传统发电站，是通过太阳能发电。太阳能不仅是一种极具潜力的可再生能源，而且还具有储量无限、获取方便、无污染等优点，以其实用经济性受到人们的广泛关注。 光伏电站的主要组成部分包括光伏电池阵列、汇流箱、低压直流柜、逆变柜、交流低压柜、升压变压器等，其产生的高压交流直接并入电网，能够对光伏电站汇流箱、逆变器、箱变、环境监测仪、升压变电站等设备进行信息采集、存储、分析、处理、故障告警，然后通过绘制的图表、棒图、饼图、趋势曲线呈现电站的运行情况。而且，监控系统数据可以根据用户需求，将指定电站数据转发至当地电力公司数据中心、企业集团数据中心、各省市节能环保中心、住建部数据中心、可再生能源中心数据中心和智慧能源管理分析平台云等各类数据中心。 光伏电站自动化系统拥有先进性、完整性、规范性、扩展性、开放性、集成性、可操作性这7个特点，具体分析如下： 1、先进性：系统采用最先进、应用最广泛的C/S主从分布式体系结构。支持
Unix/Linux/Windows等多种操作系统，具有良好的移植性。 2、完整性： 业务数据完整性：系统能够完成不同厂商不同种类不同型号设备的监测数据统一完整采集； 业务流程完整性：系统能够提供实时数据、周期采样数据、实时报警数据的应用服务。 3、规范性：系统建设遵循有关国家标准、国际标准、电力行业有关标准；界面设计遵循有关界面设计规范。 4、扩展性： 硬件扩展性：系统能够广泛适配新接入监测设备的通信接口； 软件扩展性：软件功能模块可重用、可配置、可拆卸。 5、开放性：系统能够同各类第三方数据中心进行数据信息交换；系统能够与电网调度系统进行数据信息交换。 6、集成性：能够集成环境、安防、电能量、电能质量等监测数据，分类处理，分类存储，统一界面显示监测数据。 7、可操作性：界面友好，操作方便，注重用户体验；各模块界面风格统一、先进的动态图形技术，支持WEB发布浏览功能。
光伏电站220V直流系统运行规程 1、直流系统的作用和组成 1.1直流系统的作用：直流系统在变电站中为控制、信号、仪表、继电保护及自动化装置、事故照明、通讯等提供可靠的直流电源，还为操作提供可靠的操作电源。 直流系统能够自动实现恒流主充电、稳压均衡充电、浮充电，并能根据电池状态进行主充、均充、浮充状态的转换，对电池组每次合闸操作和事故放电损耗的电能进行及时补充。1.2 直流系统的组成： 1.2.1本站电力电源的220V直流系统由充电柜、馈线柜、事故照明、逆变柜、蓄电池组成 1.2.1.1充电柜:采用珠海瓦特电力设备有限公司提供的GZDW-C 系列直流电源装置。每面充电柜由5块WEPR-22020CF高频开关整流模块、WDJ微机监控单元、1.2.1.2馈线柜：由各直流负载电源空气开关、放电开关、绝缘监测仪组成。
1.2.1.3蓄电池组： 圣阳牌GFMD-C系列电池采用最新的AGM技术、高纯度材料以及多项专利技术，使其具有较长的浮充和循环寿命，具有高能量比，低自放电率以及很好的耐高低温性能。 蓄电池技术参数表 容量范围（C10）100Ah—3000Ah 设计寿命长设计寿命达15年（25℃）自放电小≤1%/月（25℃） 高密封反应效率≥99% 均匀一致的浮充电压≤±50mV 广泛的工作温度范围-15~45℃ 端子-采用嵌铜芯圆端子结构设计。 产品型号额 定 电 压 10h率 容量 （Ah） 长 (m m) 宽 (mm ) 高 (mm ) 重 量 (kg) 短 路 电 流 参 考 内 阻 端子 类型
GFM D-20 0C 2 200 98.5 174 348. 5 13.5 310 0.5 GFM -21 1.2.1.4 作为调度通讯装置直流电源的48V直流系统由3面柜组成，其中光传输设备及PCM设备柜1面、交流电源柜1面、综合配线柜1面。 1.2.1.5充电柜:每面充电柜由3块中达电通ESR-48/50高频开关整流模块、MCS3000监控器、电池巡检仪、交流输入空开、直流输出空开、电池保护熔断器等组成。 1.2.1.6馈线柜:由智能控制器、联络开关、放电开关、各直流负载电源空气开关组成。 1.2.1.6电池柜:采用中达电通生产的DCF126-2/300固定型阀控密封铅酸蓄电池24块。 1.2.1.7交流电源柜：由智能控制器和ATS型切换开关组成。 1.2.1.8通讯配线柜:与调度、地调、电量采集等通讯接口。 2、直流系统投入前的检查 2.1蓄电池投入前的检查
光伏电站调度自动化系统及电力监控系统安全防 护春检工作总结 一、总体情况 1．春检工作开展情况 为全面落实电网文件《*************》的要求，深入推进自动化设备运行、基础数据质量、电力监控安全防护、隐患排查等工作，持续强化调度自动化系统安全风险管控和安全防护联合防御能力，保障自动化设备的安全稳定运行，提高运维管理水平。电站按照通知的要求，于****年****月****日至****月****日开展了自动化设备春季安全大检查活动。现将开展情况汇报如下： 电站认真组织开展调度春季大检查工作，将工作计划分解到周，将工作任务分解到人。共查出缺陷****项，已整改完成****项。 (1)充分做好防疫工作 提前做好了防疫物资的准备，配备了快速红外体温探测仪、消毒水、口罩等疫情防控物资，每日定时对在岗人员进行体温测量，提前对到站厂家进行近期活动轨迹、身体状况摸排检查，确保其到站时身体健康。 (2)自动化系统设备检查 运维人员对厂站端远动设备、计算机监控系统、光功率预测系统、AGC/AVC系统设备、调度数据网和安全防护设备进了清扫，除尘。对调度自动化系统设备的供电电源系统进行了检查，供电系统稳定、可靠。对系统、装置时钟运行
情况进行了检查，自动化设备时钟正确无误。检查设备之间通讯电缆连接，其连接可靠、部分标签脱落。检查通讯系统防雷击装置，其配置满足要求，防雷击装置工况良好。检查了自动化设备的接地系统，其接地线及接地电阻均满足规程要求。检查了供电电源和二次测量回路，自动化设备供电电源正常，二次测量回路正常。运维人员还对AGC和AVC 控制功能、控制回路和执行机构进行了检查，功能均正常。 (3)应用功能检查 对调度自动化系统应用功能进行检查。检查厂站自动化系统设备应用功能、站控层各服务器、工作站CPU负载率符合正常运行及故障时的要求。检查厂站远动通信工作站、功率预测、电量终端系统的通信状况正常，并与地调自动化处核对厂站设备与调度端的通信状况为均正常。各类通信网关机与调度数据网通信采用独立网络接口，默认路由已删除，且配置了符合要求的静态路由，没有不符合安全访问策略的事件发生。 (4 )自动化信息检查 于****年****月****日与地调配合，开展了厂站遥信量及遥测量的核对工作。开关状态子站显示与主站显示全部相符，遥测量子站显示与主站显示基本一致。遥测刷新速度满足要求。 (5)自动化隐患排查 针对通信中断、数据异常、遥测跳变和遥信异常等核心故障隐患进行排查，排查结果均正常。
一、组件的衰减： 光致衰减也称S-W效应。a-Si∶H薄膜经较长时间的强光照射或电流通过，在其内部将产生缺陷而使薄膜的性能下降，称为Staebler-Wronski效应（D.L.Staebler和C.R.Wronski最早发现。个人认为光伏组件的衰减实际就是硅片性能的衰减，首先硅片在长期有氧坏境中会发生缓慢化学反应被氧化，从而降低性能，这是组件长期衰减的主要原因；在真空成型过程中会以一定比例掺杂硼（空穴）和磷（给体），提高硅片的载流子迁移率，从而提高组件性能，但是硼作为缺电子原子会与氧原子（给体）发生复合反应，降低载流子迁移率，从而降低组件的性能，这是组件第一年衰减2%左右的主要原因。 组件的衰减分为： 1，由于破坏性因素导致的组件功率骤然衰减，破坏性因素主要指组件在焊接过程中焊接不良、封装工艺存在缺胶现象，或者由于组件在搬运、安装过程中操作不当，甚至组件在使用过程中受到冰雹的猛烈撞击而导致组件内部隐裂、电池片严重破碎等现象； 2，组件初始的光致衰减，即光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降，但随后趋于稳定，一般来说在2%以下； 3，组件的老化衰减，即在长期使用中出现的极缓慢的功率下降现象，每年的衰减在0.8%,25年的衰减不超过20%；25年的效率质保已经在日本和德国两家光伏公司的组件上得到证实。2012年以后国内光伏组件已经基本能够达到要求，生产光伏组件的设备及材料基本采用西德进口。 二、系统效率： (个人认为系统效率衰减可以不必考虑，系统效率的降低，我们可以通过设备的局部更新或者维护达到要求，就如火电站，水电站来说，不提衰减这一说法。 影响发电量的关键因素是系统效率，系统效率主要考虑的因素有：灰尘、雨水遮挡引起的效率降低、温度引起的效率降低、组件串联不匹配产生的效率降低、逆变器的功率损耗、直流交流部分线缆功率损耗、变压器功率损耗、跟踪系统的精度等等。 1）灰尘、雨水遮挡引起的效率降低 大型光伏电站一般都是地处戈壁地区，风沙较大，降水很少，考虑有管理人员人工清理方阵组件频繁度一般的情况下，采用衰减数值：8%； 2）温度引起的效率降低 太阳能电池组件会因温度变化而输出电压降低、电流增大，组件实际效率降低，发电量减少，因此，温度引起的效率降低是必须要考虑的一个重要因素，在设计时考虑温度变化引起的电压变化，并根据该变化选择组件串联数量，保证组件能在绝大部分时间内工作在最大跟踪功率范围内，考虑0.45%/K的功率变化、考虑各月辐照量计算加权平均值，可以计算得到加权平均值，因不同地域环境温度
光伏发电量计算及综合效率影响因素 Hessen was revised in January 2021
光伏发电量计算及综合效率影响因素 一、光伏电站理论发电量计算 1.太阳电池效率n的计算 在太阳电池受到光照时，输出电功率和入射光功率之比就称为太阳电池的效率，也称为光电转换效率。 厂巴一AX—〃仏匕 A几A几A几 其中，At为太阳电池总而积（包括栅线图形面积）。考虑到栅线并不产生光电，所以可以把At换成有效面积Aa （也称为活性面积），即扣除了栅线图形面积后的而积，同时计算得到的转换效率要高一些。Pin为单位而积的入射光功率。实际测量时是在标准条件下得到的：Pin取标准光强：AM 条件，即在25°C下，Pin 二1000W / nA 2.光伏系统综合效率（PR） n 总=HIX n 2X n 3 光伏阵列效率Hl：是光伏阵列在1000 W/m2太阳辐射强度下实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换过程中的损失包括：灰尘/污渍，组件功率衰减，组件串联失配损失、温升损失、方阵相互遮挡损失、反射损失、光谱偏离损失、最大功率点跟踪精度及直流线路损失等，目前取效率86%计算。 逆变器转换效率112:是逆变器输岀的交流电功率与直流输入功率之比，取逆变器效率97%计算。 交流并网效率A3:是从逆变器输出，至交流配电柜，再至用户配电室变压器10 KV高压端，主要是升压变压器和交流线缆损失，按96%计算。
3. 理论发电量计算
太阳电池的名牌功率是在标准测试条件下测得的，也就是说在入射功率为 1000W/m:的光照条件下，lOOOWp太阳电池1小时才能发一度电。而实际上，同一天不同的时间光照条件不同，因此不能用系统的容量乘以日照时间来预测发电量。计算日发电量时，近似计算： 理论日发电量二系统峰值功率(kw) x等效日照小时数(h) x系统效率 等效峰值日照小时数h/d二(日太阳辐照量m7d) /lkW/m: (H照时数：辐射强度^120W/m2的时间长度) 二、影响发电量的因素 的发电量由三个因素决定：装机容量、峰值小时数、系统效率。当电站的 地点和规模确定以后，前两个因素基木己经定了，要想提高发电量，只能提高 此图：来源于王斯成老师的ppi 灿观
光伏发电系统日常管理流程 1.1目的 1.1.1 为使光伏发电系统运行与维护做到安全适用、技术先进、经济合理，制定本规。 1.1.2 本规适用于光伏发电示项目 1.1.3 光伏发电系统运行与维护除应符合本规的规定外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。 1.2 电站人员配置及工具 1.人员配备 10~20MW电站一般配备人员2~3人，专业工程师一人，电工1~2人2.常用工具 2.1多功能万用表，直流钳表 2.2老虎钳、尖嘴钳、保险丝专用钳 2.3十字螺丝刀、一字螺丝刀、电笔、绝缘胶布 2.4500V兆欧表、吹风机 1.3光伏发电系统运行要求 1.3.1 光伏发电系统的运行与维护应保证系统本身安全，以及系统不会对人员造成危害，并使系统维持最大的发电能力。
1.3.2 光伏发电系统的主要部件应始终运行在产品标准规定的围之，达不到要求的部件应及时维修或更换。 1.3.3 光伏发电系统的主要部件周围不得堆积易燃易爆物品，设备本身及周围环境应通风散热良好，设备上的灰尘和污物应及时清理。1.3.4 光伏发电系统的主要部件上的各种警示标识应保持完整，各个接线端子应牢固可靠，设备的接线孔处应采取有效措施防止蛇、鼠等小动物进入设备部。 1.3.5光伏发电系统的主要部件在运行时，温度、声音、气味等不应出现异常情况，指示灯应正常工作并保持清洁。 1.3.6光伏发电系统中作为显示和交易的计量设备和器具必须符合计量法的要求，并定期校准。 1.3.7 光伏发电系统运行和维护人员应具备与自身职责相应的专业技能。在工作之前必须做好安全准备，断开所有应断开开关，确保电容、电感放电完全，必要时应穿绝缘鞋，带低压绝缘手套，使用绝缘工具，工作完毕后应排除系统可能存在的事故隐患。 1.3.8 光伏发电系统运行和维护的全部过程需要进行详细的记录，对于所有记录必须妥善保管，并对每次故障记录进行分析。 1.4运行与维护 1.4.1 光伏阵列 1.4.1.1光伏发电系统中光伏组件的运行与维护应符合下列规定： 1 光伏组件表面应保持清洁，清洗光伏组件时应注意：