太阳能光伏发电系统(PVsyst运用)

科技视界Science&TechnologyVision

Science&TechnologyVision科技视界0引言随着光伏行业的发展袁企业开始借助于专业软件来协助完成具体工作袁其中PVsyst在光伏领域中被越来越多的企业应用袁借助其高效的光伏发电系统设计能力袁在缩短设计周期的同时也节省了设计成本[1]遥作为此软件的主要用途袁在电站建设早期袁基于不同设计方案进行发电量产出模拟结果比对袁进而获得最优化的设计方案遥而随着光伏电站的广泛应用袁如何客观的评价光伏电站的性能被越来越多的企业关注遥本文将结合PVsyst的特点袁介绍具体使用PVsyst软件进行已建成光伏电站发电性能验证的方法袁同时也以内蒙地区一地面光伏电站为例袁介绍此验证方法的使用方式遥1光伏电站理论发电性能模拟仿真方法针对光伏电站发电性能验证的PVsyst精细模型建立袁有别于设计环节应用此软件的方法袁通过获取已建成光伏电站现场的实际参数代替预估参数袁完成模型的建立袁进而进行仿真模拟遥以下将就针对已建成光伏电站PVsyst精细模型仿真模拟过程中的关键要素进行介绍遥1.1气象数据的选取作为光伏电站发电性能仿真过程中袁对模拟结论影响最为直接的输入量袁此数据的准确性将直接导致最终模拟结论的准确性遥在项目设计阶段袁更多的是选择Meteonorom尧NASA或SolarGIS等大型知名的数据库袁但以上数据库往往与现场实际获取的气象数据资源存在差异[2]袁针对已建成项目袁如可以通过实测的方式获取实际的光资源数据袁并且相关数据采集设备可以满足IEC61724[3]标准的具体要求袁建议使用实测数据遥但大多数情况在不满足实测的情况下袁建议选用Meteonorm数据库或SolarGIS数据库遥1.2模型的建立由于已建成电站的所有细节已经明确袁针对模型建立过程中的具体参数均来自于实际的竣工图纸袁其中包含总平面布置图尧设备参数清单尧电气线路配置尧集电线路设计等遥同时将针对光伏组件阵列进行3D建模[4]遥1.3系统损失作为整个模拟环节中最为重要的环节袁系统损失部分所涉及到的相关参数是否准备袁将直接影响最终仿真模拟的结论袁因此袁在完成建模并运行仿真模拟后袁在输出仿真报告中的全年损耗图部分袁需要对图中所包含的损耗比例进行进一步的确认袁如出现较大差异部分袁需要对模型进行重新调整袁获得用于比对的仿真结论遥1.4不确定度模拟无法保证最终结论的百分百精确袁并且作为模拟仿真的输入袁大部分参数虽经过实际现场获得袁但均在特定的区间内选择袁因此存在不确定性遥为了在最终比对环节袁考虑软件仿真中不确定的影响袁需要针对不确定度进行定义遥辐照度的不确定度袁主要包含两个部分袁水平面辐照度不确定度及组件平面辐照度不确定度遥针对水平面辐照度不确定度袁主要采用系统的默认数值2.6%曰而组件平面辐照度不确定度取决于电站的所在位置袁基于项目所在地的地理位置及气候情况袁从软件内部的列表中选取相匹配的区域进行不确定度的选取遥而针对产品质量的不确定度尧阴影遮挡尧灰尘及污染遮挡尧组件低辐照度尧组件温度尧组件质量尧阵列失配尧直流线损尧逆变器损失尧交流线损的不确定度袁除非特定内容出现与一般项目存在较大差异的情况下袁均建议使用默认数值遥2光伏电站理论发电性能与实际发电量比对方法基于以上光资源数据库的选择尧系统建模及损耗分析袁最终通过仿真袁可以获得光伏电站在理论情况下的发电量情况遥同时针对不确定度的设定袁可以获得在不同的置信区间内袁光伏电站所对应的理论发电作者简介院蒋鸿飞渊1986.04要冤袁男袁河北海星人袁汉族袁硕士研究生袁工程师袁研究方向为光伏与太阳能遥基于PVsyst模拟仿真的光伏电站发电性能验证方法蒋鸿飞渊杭州汉德质量认证服务有限公司上海分公司袁中国上海200072冤揖摘要铱本文主要介绍一种通过PVsyst软件模拟进行光伏电站实际发电性能验证的具体方法袁基于已建成电站的实际情况获取真实的相关参数袁利用PVsyst软件对已建成电站进行建模并获得电站在不同置信区间内的理论发电量袁用于与光伏电站的实际发电量进行比对袁通过比对获得已建成电站的发电性能情况遥同时以一内蒙古地面光伏电站为例袁介绍此验证方法的使用方式袁为实现短期内光伏电站的发电性能评价提供支持遥揖关键词铱地面光伏电站曰PVsyst精细模拟曰发电性能验证中图分类号院TM615文献标识码院A文章编号院2095-2457渊2019冤20-0022-002DOI院10.19694/ki.issn2095-2457.2019.20.009

01 PVSYST认识

1.1 PVSYST软件功能

一、pvsyst简介

PVsyst软件是一套应用广泛的光伏系统仿真模拟软件，由瑞士Geneva大学环境科学院

开发。PVsyst软件主要用来对光伏发电系统进行建模仿真，分析影响发电量的各种因素，

并最终计算得出光伏发电系统的发电量，可应用于并网系统、离网系统、水泵和直流系统等，

也可可模拟不同类型的光伏系统，如地面电站、屋顶电站、农光互补、跟踪支架、离网系统

等，计算系统发电量、发电效率PR和发电损耗，辅助光伏系统的设计与优化。软件含有丰

富的NASA和Meteonorm等丰富气象数据库、组件数据库、逆变器数据库及定量分析工具

等，深受国内外工程设计、产品研发、设计院和高校等光伏人士的认可。

二、PVSYST功能

1. 三维建模和近场阴影仿真

(1)具有三维建模功能，可构建建筑物对光伏系统遮挡阴影影响评估，计算阴影时间及

遮挡阴影比例；

(2)内置三维建模模块，含有丰富的各类建筑物、遮挡模型，尺寸大小可定义；

(3)支持SketechUp和山地设计软件Helios3D的光伏组件阵列和建筑物3D模型，比进

行遮挡影响评估。支持SCV格式的三维地形数据，并可自由编辑高度和尺寸；

(4)可设置障碍物或光伏组件是否产生阴影遮挡，快速计算阴影遮挡损失；

(5)对于任意面积或形状的光伏厂区，可实现光伏组件方阵的批量填充和编辑，可自定

义参数，包括方阵尺寸、倾斜角、前后左右间距和离地高度等。

2. 阵列布局分析

(1)支持固定倾斜角阵列、跟踪系统阵列、多方位角阵列的功能不同的阵列运行方式；

(2)可用于平台地面或坡地的方阵最佳倾斜角、阵列前后和左右最佳间距的优化设计；

(3)可用于辅助光伏电缆经济界面选取分析、直流汇集和交流汇集方式的选取分析。

3. 精细化模拟分析

可根据系统设计设计情况对各编号的的组串内部组件进行电气连接，可模拟更加准确的

电性能。

4. 数据库管理

pvsyst逆变器输入超配导致的损失

逆变器输入超配是指逆变器输入电流或功率超过其额定数值，这会导致逆变器运行时产生损失，影响系统的性能和运行稳定性。在光伏系统中，逆变器是将太阳能板输出的直流电转换为交流电的关键设备，其性能和稳定运行对整个系统的发电效率和可靠性有着重要影响。

逆变器输入超配造成的损失主要表现在以下几个方面：

首先，逆变器输入超配会引发设备过载。当太阳能板输出电流或功率超过逆变器额定承载能力时，逆变器会处于过载状态，这会导致逆变器内部元件和电子器件的过热，甚至损坏。此外，过载状态下的逆变器运行稳定性也会受到影响，容易引发电网侧的保护动作或逆变器的自保护功能，从而导致系统停机。

其次，逆变器输入超配会影响系统发电效率。逆变器输入电流或功率超配会导致逆变器工作在不稳定的状态下，无法发挥其最佳的转换效率，从而降低系统的发电效率。此外，对于一些智能型逆变器来说，输入超配还会引发逆变器的主动功率降额或限制发电功率的功能，从而直接影响系统的发电收益。 另外，逆变器输入超配也会对电网侧造成影响。在并网光伏系统中，逆变器是直接与电网进行交互的设备，输入超配会导致逆变器输出的交流功率存在波动，影响到电网的稳定性。过大的功率波动会给电网带来额外的负荷，增加电网运行的压力，甚至影响其他用户的用电质量。

针对逆变器输入超配造成的损失，一般可通过以下几个方面来进行解决和优化：

首先，合理设计和选型逆变器。在系统设计阶段，需要根据太阳能板的输出特性和电网的接入条件来合理选择逆变器的额定容量，避免出现输入超配的情况。此外，针对有充足阳光照射和较高发电需求的地区，还可以考虑使用功率可调的逆变器或组串式逆变器，以提高系统的适应性和稳定性。

其次，实施合理的电站布置和运行管理。通过合理设计太阳能板的布置方案，避免影响逆变器正常运行的因素，如阴影遮挡、温度过高等。此外，对于已有的光伏电站，合理的设备维护和运行管理也能够及时发现并排除输入超配的问题，确保系统的稳定和高效运行。 最后，采用智能监控和调控技术。通过安装监测装置和专业的监控系统，及时监测系统的运行状态和性能参数，能够有效地发现系统出现的输入超配情况，并进行相应的限制或调整。同时，一些智能逆变器还具备主动功率降额、功率限制等功能，能够根据电网的需求进行主动调整，以保证系统的稳定运行和最大发电效益。

基于PVsyst的太阳能光伏电池电气特性的仿真研究

丁文龙;朴在林;王慧

【摘 要】在不同辐照强度和光伏电池温度、有无旁路二极管条件下,利用光伏软件PVsyst对多晶硅光伏电池组件及其单体电池的反向特性进行了研究,对不同旁路二极管数量、局部电池不同阴影率条件下的光伏组件输出特性进行了仿真.基于辐照强度、电池温度、旁路二极管对光伏组件及其电池反向特性的影响,对旁路二极管和局部电池阴影率对光伏组件发电性能的影响进行了分析.研究结果表明:当光伏电池加反向恒定电压时,随辐照强度、电池温度升高,流过电池的电流逐渐升高;当无旁路二极管的光伏组件加反向电压时,随反向电压升高,电流升高缓慢,当带旁路二极管的光伏组件加反向电压时,旁路二极管导通,电流急剧升高;当光伏组件局部电池被遮挡时随旁路二极管数量增加,光伏组件功率损失逐渐减小,当光伏组件无旁路二极管时随光伏组件局部电池阴影率升高,光伏组件输出功率持续下降.

【期刊名称】《可再生能源》

【年(卷),期】2016(034)004

【总页数】6页(P488-493)

【关键词】辐照强度;电池温度;旁路二极管;反向特性;阴影率;输出特性

【作 者】丁文龙;朴在林;王慧

【作者单位】沈阳农业大学信息与电气工程学院,辽宁沈阳110866;沈阳农业大学信息与电气工程学院,辽宁沈阳110866;沈阳农业大学信息与电气工程学院,辽宁沈阳110866 【正文语种】中 文

【中图分类】TM615

随着光伏发电技术在光伏建筑一体化方面的广泛应用，越来越多的光伏电站与建筑邻接，这些建筑会使光伏元件产生部分阴影。当单体电池被外部物体遮挡时，该电池将处于反偏状态，并成为负载。被遮挡的电池温度升高，通常称之为热斑现象。光伏组件温度的升高会使整个光伏组件失效[1]。

因而，研究光伏电池的反向特性及其影响因子、减少光伏组件热斑现象的发生显得非常重要。文献[2]在MATLAB中仿真了光伏电池的反向特性，分析了光伏组件模型各个参数对光伏电池电气特性的影响。文献[3]～[5]介绍了部分阴影时反向击穿电池的危害，及光伏电池的反向特性。文献[6]在MATLAB中建立了光伏电池仿真模型，模拟光伏电池的正反向特性和不同环境条件下的输出特性。