基于历史数据的光伏电站发电量计算分析

基于历史数据的光伏电站发电量计算分析

汪玉华陈祥崔玉凤

（中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司云南昆明650011）

摘要：随着光伏电站特许权招标及光电电价的确定，国内大量光伏电站涌现。光伏电站的发电量仍主要采用国外软件进行分析和计算，目前国内还缺少具有自知识产权的光伏电站发电量计算软件。本文根据某投产两年的光伏电站的历史发电量进行了阐述，后分别将历史发电量与机理模型计算发电量、国外流行光伏电站电量计算软件进行了对比分析。并分析了偏差原因，最后对机理模型提出了改进。

关键词：光伏电站历史发电量计算

1序言

大力发展太阳能等可再生能源是优化我国能源结构、保护环境、保障能源安全的战略抉择，也是应对金融危机、促进节能减排、应对气候变化、促进经济社会可持续发展的重要举措。太阳能是新能源和可再生能源中最引人注目、开发研究最多、应用最广的清洁能源，可以说，未来全球能源的主流就是太阳能。尤其近年来，随着国内煤炭价格的不断高涨，太阳能开发的热潮随即涌现。而电站发电量，作为影响光伏电站投资决策、经济性分析、电气设备选型、接入系统分析的依据，其分析与计算，国内设计单位主要采用国外流行计算软件RETScreen、PVSYST等软件进行计算。国内目前还缺少具有自主知识产权的光伏电站发电量计算软件。

我院在进行石林地区两座10MW太阳能光伏电站设计时，采用太阳能辐射的机理模型进行发电量计算，理论计算值与国外流行软件计算值年发电量偏差4.2％[1]。

截至2012年5月，上述两座电站已经投产运行两年，我院对电站的实时数据进行采集后，分别与上述两种方式进行了对比分析。

2电站历史数据

昆明石林太阳能并网光伏实验示范电站是云南省能源局2009年核准项目，规划建设规模为166MWp，分为66MWp科普示范区和100MWp科普示范区。

科普示范区一期工程于2008年12月开工建设，光伏发电工程部分于2010年5月建成投产。一期规模10MWp。其中，5MWp为固定式单晶硅光伏发电系统，5MWp为单轴跟踪光伏发电系统。科研示范区一期工程于2008年12月开工建设，光伏发电工程部分于2010年5月建成投产。一期规模10MWp。

石林光伏电站场址太阳能发电量分析采用了云南省气候中心提供的1971~2000年石林30年气象数据（表1）。

4差异分析

电站5#方阵历史运行发电量为1280.0MWh；理论计算单位MW太阳电池方阵年发电量为1271.8MWh；RETScreen软件计算年发电量为1217.9MWh。从总量上来看，历史运行发电量比理论计算高约0.6％，历史运行发电量比RETScreen软件计算计算高约5.1％。

图1各发电量对比直方图

从逐月数据中看出：理论值分月数据均与实际发电量均差别较大。其中4、5、11月的偏差小于10％，5月的偏差为最小；软件计算值分月数据均与实际发电量均差比前者略好。其中4、5、9、10月的偏差小于10％，10月偏差最小。

分析原因，存在以下几个原因：

1）石林的历史气候特征可较明显的分为雨季和旱季，雨季为从5月中旬至10月中旬；旱季从10月中下旬至次年5月的上旬。2011～2013云南为连年干旱，雨季降雨偏少，故6～10月的实际发电量与理论值、计算值偏差较高。理论计算时，均未考虑阴雨天对发电量的影响，可以看出这5月至8月雨季的理论计算值均小于实际发电量。

2）12月份理论值、软件计算值均与实际发电量存在较大偏差。石林地区12月份阴天较多，与历史气候特征相悖。

3）在进行理论在计算，因缺少大气透明度相关实测数据。大气透明度取值为平均值。按照实际的天气状况，该值应是变化的，该数据的取值影响了发电量的计算。

4）在进行理论在计算，地面的反射率取值为恒值，未对该值在不同时段分别赋值。而根据天气、地表植被、降水等原因均会引起地面反射率的变化。

4小结

石林两座10MW太阳能光伏电站已经于2010年5月全部投产。到目前为止，已经取得两年的太阳能辐射数据和部分发电量数据。

上述两种算法的结果与实际值全年的偏差较小，但分月的数据偏差较大。逐月的偏差是否是因为云南干旱原因引起，仍值得商榷。

RETScreen软件的算法均被封装，其算法、相应参数的取值未知。对其的适应性分析缺乏理论基础，而随着电站运行数据的不断补充完善，理论值的计算可以通过对原始数据的分析进行优化，不断与实际运行数据吻合并在后期实现电站的发电预测。

参考文献

[1]陈祥.光伏电站发电量的理论计算及差异分析[J].太阳能,2011(1):39-40.