大型光伏电站的支架系统和发电分析

大型光伏电站的支架系统和发电分析

张佰啸

中建材浚鑫科技有限公司江苏省江阴市214400

摘要：基于科技水平的逐渐提高，光伏发电受到人们的关注，而其在技术体系、技术实施阶段也彰显自身独特的优势。依据主观思考的角度，风力发光伏发电技术，既是对居民正常用电需求的满足，还具有可再生的特点，符合我国可持续性发展理念。但是，作为新兴发电技术，光伏发电若要实现长远发展，则应对诸多技术指标予以突破，提高电能生产效率及质量。

关键词：大型光伏电站；支架；发电

引言

在全球能源安全和气候变化问题日趋严峻的形势下，太阳能发电日益受到世界各国的高度重视，战略地位不断提高。近年来，我国光伏产业蓬勃发展，大量光伏发电站陆续建成投产。

1支架形式分类

目前大型光伏电站的太阳电池组件支架包括固定式支架、水平单轴跟踪支架、倾斜单轴跟踪支架（也称倾纬度角单轴跟踪支架）和双轴跟踪支架，如图1所示。

图1太阳电池组件支架类型

固定式支架通常有一定的倾角，安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例和特定的场地条件等。最佳安装倾角可采用专业系统设计软件进行优化设计来确定，它应是系统全年发电量最大时的倾角。

水平单轴跟踪支架，通过其在东西方向上的旋转，以保证每一时刻太阳光与太阳电池板面的法线夹角为最小值，以此来获得较大的发电量。倾斜单轴跟踪支架，是在固定太阳电池面板倾角的基础上，围绕该倾斜的轴旋转追踪太阳方位角，以便接受更多的太阳辐射量。

双轴跟踪支架，通过其对太阳光线的实时跟踪，以保证每一时刻太阳光线都与太阳电池板面垂直，以此来获得最大的发电量。

一般而言，采用跟踪支架的光伏电站发电量增益明显，但是占地面积大，支架的造价高，运营维护成本高，而且在不同的纬度地区，跟踪支架对发电量的增益效果也存在一定差别，综合考虑以上因素，在现阶段固定支架和跟踪支架不存在决定的优劣之分，跟踪支架的性价比不见得高，在实际情况中应针对具体的项目进行分析比对，选择最优的支架方案。

2光伏发电现状

我国的光伏发电装机容量从2007年的10万kW增加到2016年的7742万kW，增加了700多倍，年平均增长率103%。2010和2011年是增长最快的年份，增长幅度超过了200%。到2016年底，中国光伏发电总装机容量7742万kW，其中新增3454万kW，累计和新增装机容量均为世界第一。光伏电站总装机容量6710万kW，光伏总装机容量1032万kW。2016年光伏发电662亿kWh，占全国总发电量的1%。我国西北地区新增光伏发电974万kW，占全国的28%；其他地区新增2480万kW，占全国的72%，其中，山东、河南、安徽、河北、江西、山西、浙江、湖北和江苏等省的新增装机容量均超过100多万kW。2016年新增光伏装机容量424万kW，同比增长200%。浙江、山东、江苏、安徽、江西等省的新增光伏装机容量排名前五。

目前，大型光伏电站仍占主流。截至2014年底，全国地面大型并网光伏电站装机容量为2338万kW，占总装机规模的83%，其中2014年新增855万kW。地面大型电站项目主要分布在甘肃、青海、新疆、内蒙古、宁夏等西部省区，以上5个省区累计并网装机超过1700万kW，占全国大型地面电站总并网装机的70%以上。到2016年底，全国地面大型光伏电站累计装机容量仅为6710万kW，占总装机规模的86.67%，其中2016年新增3031万kW，但上述甘肃等5省区装机增速放缓，累计2531万kW，约占全国大型地面电站总装机的37%。

作为全国光伏电站建设规模最大的省份，截至2016年底，新疆累计装机862万kW，超过全国电站总装机量的12.85%；2016年，新疆新增装机329万kW，占全国当年新增总量的约10%，相较2015年的210万kW和2014年的59万kW，有较大幅度的上升。青海是仅次于新疆的第二大光伏装机省份，截至2016年底光伏电站累计装机682万kW，占全国并网装机总量的10.2%。近3年青海的年度新增装机量均超过100万kW，2016年新增118万kW，占全国当年新增总量的约4%，相较2015年的151万kW新增量略有减少。甘肃在2014年和2015年的是全国光伏电站装机容量最大省份，但在2016年被新疆和青海超越，变成全国第三。内蒙古近3年地面光伏电站建设稳步增长，每年新增装机容量均超过150万kW。

3光伏电站发电效率提升策略

3.1设计标准化处理

在光伏电站的发电效率提升中，首要进行的就是对其电站的设计标准化处理，只有保障了电站设计的标准化，这样才能全面提升其电站的发电运行效率。在电站的标准化设计中，应该对整体的电站运行进行优化，尽量提升电站的运行效率，比如将太阳光辐射的强度按照月份进行规划分析，将电站的设备建设和其运行做匹配化处理。同时在其系统的设计中，应该进行标准化电压设计处理，通过合理的方案设计，及时的将电站的运行效率提升涉及到电站的运行中。

3.2设备型号的选定

设备的型号对于光伏电站的发电站效率提升而言，具有重要性研究意义，设备的型号关系到发电能力转换以及发电输送，因此，在这种背景下，需要加强对电站建设中的设备进行选择。在当前的电站设备运行中，主要有以下几种型号的设备（1MW方阵、MPPT逆变器），每种型号的设备在其运行过程中都具有不同的发电供应效率，因此，在这种背景下，应该加强对电站发电设备的型号选择，保障在发电设备型号的选择中，能够找到适合电站发电运行的设备。

3.3施工规范化

光伏电站在其建设施工中，需要对其整个电站的施工进行规范化要求，保障在规范化施工技术要求下，能够及时的运用好相应的策略管理。整个光伏电站在建设过程中涉及到的建设项目较多，因此应该针对不同的建设项目进行不同的电力建设管理，保障在电力建设管理下，能够提升整体的电力运行效率。比如，在发电站的远程电力控制中心建设中，应该注重对电力建设的系统运行建设和维护，保障在电力系统的运行和实施下，能够提升整体的电力运行效果。

3.4系统运维

一般情况下，当光伏电站发电效率不够理想时，作为发电站的管理人员，首先需要做的就是从逆变器的运行着手，针对发电站的实际发电状况进行发电故障分析。其次，进行实际发电量计算，只有计算出准确的电量结果，才能以最快的速度查找出影响发电效率的故障因素，进而解决故障恢复供电。最后一点，也是最重要的一点，就是做好发电站内发电系统的运行工作，只有发电系统的正常运行，才能确保整个发电站的正常运行，一旦系统出现故障，必然会引起一系列的负面联锁反应，影响用电用户的供电效率。另外一方面，作为光伏电站的管理者，还应该积极运用电压、电流测试手段进行日常维护，同时辅以清洗、热板效应等高级的运维方法。

结语

总而言之，光伏发电技术以强有力的优势，在我国各地区得以普及。光伏发电以太阳能的角度，为电力事业的发展添砖加瓦，且利用和光伏发电技术间的互补互助，不仅对自然资源予以充分利用，还可切实社会效益、经济效益间融合的意义。同时，开拓国内市场，建构有力政策环境，由根本上提振业内信心，促进我国光伏产业可持续发展。。

参考文献：

[1]赵争鸣，雷一，贺凡波，等.大容量并网光伏电站技术综述[J].电力系统自动化，2011（12）.

[2]赵春江，杨金焕，陈中华，等.太阳能光伏发电应用的现状与前景[J].节能技术，2007（5）.

[3]李天下.太阳能光伏支架系统的应用[J].中国建设动态：阳光能源，2010（5）.