估算電站的發(fā)電量，一直是一個大家都關(guān)注的問題。精準(zhǔn)估算，對于產(chǎn)業(yè)內(nèi)不同角色有著不同的意義。 對于電站開發(fā)商來說，估算電站發(fā)電量直接影響電站的選址，關(guān)鍵元器件選型等前期工作。對于電站運(yùn)維人員來講，估算發(fā)電量可以有助于對電站的后評估，也就是發(fā)電狀態(tài)評估，損失評價以及原件性能評價等。對于投資上來說，直接影響到其對電站的投資收益，今兒影響到相應(yīng)的融資計劃，電站交易決策和投資決策。對于售配電人員來講，也希望準(zhǔn)確了解光伏電站未來一段時間的發(fā)電量，有助于其對電站的交易，以及電網(wǎng)的區(qū)域性調(diào)配。 根據(jù)經(jīng)驗，電站發(fā)電量評估，說容易也容易，說難也比較難。容易是指，關(guān)鍵的計算方式和需要考慮的因素已經(jīng)基本明確。在特定的比較成熟的區(qū)域，某些服務(wù)機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)高精度發(fā)電量評估。說難是因為，關(guān)鍵的模型所需要的變量均為未知，如果可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗研究，準(zhǔn)確了解相關(guān)參數(shù)，那么電站評估的最難瓶頸就迎刃而解了。今天就手把手給大家提供一種光伏電站發(fā)電量計算方式，當(dāng)然并不是唯一的方式。

原理篇

工欲善其事必先利其器，光伏電站的發(fā)電量評估需要考慮到相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入，模型建立和修正等因素。雖說目前很多模擬是使用軟件進(jìn)行的，但是了解一般的光伏電站發(fā)電量模擬計算思路可以有助于對實際操作的理解。更有助于處理特殊的情況。同時目前不同的軟有自己的局限性。后期部分?jǐn)?shù)據(jù)也需要單獨(dú)修正。因而對相關(guān)原理的了解是很有必要的。首先，在本期當(dāng)中兔子就位大家總結(jié)介紹模擬的基本思路和應(yīng)用到的原理。

計算發(fā)電量的考量因素

環(huán)境變量

環(huán)境變量：光伏電站主要靠光照資源吃飯，最關(guān)鍵的主要為光輻照度、環(huán)境溫度以及其他天氣變量。 a) 光輻照度直接影響到電站所獲得的能源原料。簡單的比方，正如火電站的煤炭資源，水電站的水資源。光伏電站的光照資源直接影響到電站有多少原料可以轉(zhuǎn)化為發(fā)電。關(guān)于光輻照資源的獲取，在之前一期，兔子有談到過，大家可以參照相關(guān)的內(nèi)容深入學(xué)習(xí)。 光照的計算方法會影響到光輻照的計算準(zhǔn)確度。一般在估算光輻照的時候，使用的是水平面的輻照，這就涉及到水平面的輻照向傾斜面轉(zhuǎn)化的因素。一般在pvsyst里面使用的是Preze或者Hay兩個模型。b) 環(huán)境溫度主要影響到電站本身器件的轉(zhuǎn)化效率。組件，逆變器的運(yùn)行直接受到溫度的影響。在兔子之前的文章中有提到過組件發(fā)電效率與溫度的關(guān)系。實際的電站運(yùn)行當(dāng)中，可以明顯發(fā)現(xiàn)高溫天氣，電站的發(fā)電量會有明顯的衰減。當(dāng)然，逆變器的運(yùn)行效率也會受到溫度的影響。關(guān)于逆變器的運(yùn)行，兔子會在以后的文章中詳細(xì)描述。c) 其他天氣變量主要有：灰塵，積雪以及極端的天氣。變量主要以前兩個變量為主。每年關(guān)系到各個地區(qū)，光伏電站都會有相關(guān)的損失。

關(guān)鍵電器模型

其中最主要的電器為光伏組件、逆變器和箱式變壓器。三者者的運(yùn)行效率直接關(guān)系到光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)。a) 光伏組件：需要考慮的主要是：溫度，光照以及效率。

i. 對于溫度來說，溫度升高，組件的發(fā)電量會下降。這個在光伏電池出場的時候會注明相關(guān)的溫度系數(shù)。根據(jù)該系數(shù)就可以修正組件的功率。ii. 光照角度和計算方法會產(chǎn)生一定的損失。首先，組件的測量是在光源正對組件情況下完成的。但是正常的太陽光照在一天中是變化的，光照入射到組件上產(chǎn)生的角度差別會導(dǎo)致一定的損失。這點(diǎn)在估算中需要對組件的功率進(jìn)行相關(guān)的修正。iii. 低光響應(yīng)。組件在不同光照強(qiáng)度下，輸出功率會與實際功率有所差別。因而存在一定的修正系數(shù)。

b) 光伏逆變器：

i. 逆變器效率：逆變器本身有自己的運(yùn)行效率，并且受其工作狀態(tài)和周邊環(huán)境的影響。一般逆變器有相關(guān)的運(yùn)行模型，可以模擬其功率輸出。ii. 逆變器運(yùn)行功率和電壓窗口。逆變器有規(guī)定的輸入電壓和功率范圍。對于電壓來講，當(dāng)超出了一定的電壓范圍，逆變器將無法完成組串運(yùn)行功率的最大點(diǎn)跟蹤，或者逆變器會關(guān)閉。對于功率來講，當(dāng)功率超出一定范圍，逆變器會限制功率輸出或者關(guān)閉。這類運(yùn)行會直接影響到電站的運(yùn)行效率。

c) 箱式變壓器：主要涉及到箱變的標(biāo)稱容量，有負(fù)載損失和無負(fù)載損失

損失因素

多種因素會影響到電站的實際發(fā)電量 a)積灰。積灰是影響到光伏電站發(fā)電量的一個主要因素。主要是影響到伏組件的發(fā)電能力。在干燥的沙漠地區(qū)，工廠集中地區(qū)和建筑施工密集地區(qū)尤為嚴(yán)重。根據(jù)經(jīng)驗，清理之后的光伏組件發(fā)電量會比清理之前的組件發(fā)電量高出10%以上!在不同的地區(qū)，根據(jù)經(jīng)驗可以總結(jié)出不同月份、季節(jié)或者年的平均積灰損失。對于準(zhǔn)確估算發(fā)電量是十分有意義的。

b)積雪。積雪在部分地區(qū)對光輻照的影響較大，在每年的特定季節(jié)會對光伏組件功率輸出造成一定的影響。

c)失配損失。失配損失主要產(chǎn)生在線路并聯(lián)和串聯(lián)的過程中。一方面由于組件出場功率與發(fā)電參數(shù)之間各有差別，另一方面也取決與實際安裝過程中組件傾斜度不好，所處地區(qū)溫度差別，遮陰等等。組件之間相互制約會導(dǎo)致一部分損失。當(dāng)然，逆變器所連接的不同區(qū)域之間的發(fā)電不匹配也會有相關(guān)的失配產(chǎn)生。

d)遮陰。陰影遮擋有很多種情況。首先陣列之間的前后排遮擋是很難避免的。需要通過設(shè)計盡量減少。另外周邊建筑物情況，季節(jié)性雜草生長都會導(dǎo)致組件的遮陰損失。很好的估算這方面損失可以幫助精準(zhǔn)評估電站的發(fā)電量。

e)線損。電力傳輸過程中必然會造成線路損失。線路內(nèi)阻，各個節(jié)點(diǎn)的接觸電阻，漏電等等。主要的損失均可以根據(jù)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計算。

f) 限電因素。在電網(wǎng)運(yùn)行當(dāng)中，處于電力消納或者電力穩(wěn)定運(yùn)行的考慮，會對光伏電站進(jìn)行限電，該項也是目前西部電站所遇到的主要問題。g)現(xiàn)場運(yùn)行損失。逆變器等電器其實在待機(jī)的時候是會消耗能量的，同時現(xiàn)場部分的電器也是在光伏陣列端直接采電，因而其中會有部分損失。

計算邏輯光照資源評估電站建模數(shù)據(jù)修正

光照資源評估

根據(jù)以后的數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計計算實際落在組件平面上的光輻照度。這就涉及到以下兩個步驟：a) 實際水平面光照數(shù)據(jù)收集。該項在之前的文章里有詳細(xì)描述，如何選擇不同數(shù)據(jù)源，其準(zhǔn)確性如何。在文章里還描述了如何對所獲得的光輻照數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。b) 水平面光輻照數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為組件平面光輻照的算法。該項有很多已經(jīng)建立起來的模型。

根據(jù)已有的光伏組件運(yùn)行數(shù)據(jù)，光伏逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)以及箱式變壓器等對電站進(jìn)行建模。主要運(yùn)用光伏電站模擬軟件進(jìn)行模擬，將相關(guān)參數(shù)輸入。

其中包括以下參數(shù)的確認(rèn)：

a) 光伏組件相關(guān)參數(shù)b) 環(huán)境參數(shù)確認(rèn)c) 光伏逆變器相關(guān)參數(shù)d) 箱變相關(guān)參數(shù)e) 光伏電站設(shè)計連接方式f) 光伏電站運(yùn)行方式

數(shù)據(jù)修正

有了以上模型和輸入數(shù)據(jù)，就可以估算電站的大致光輻照輸出，但是仍需要進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)修正，主要是根據(jù)本文中所講到的各項損失對結(jié)果。

其中部分?jǐn)?shù)據(jù)已經(jīng)在相關(guān)軟件中有所體現(xiàn)，也有一部分需要手動修正。

a) 積灰積雪b) 遮陰c) 失配d) 線損e) 限電f) 現(xiàn)場電量損失g) 低光響應(yīng)h) 組件溫度響應(yīng)i) 逆變器功率和電壓響應(yīng)總結(jié)

以上為對整個發(fā)電量評估涉及到的原理，需要考量的因素和具體模擬步驟的介紹，光伏電站模擬需要考量的因素較多，主要的均概括在本文當(dāng)中，附上pvsyst中對電站模擬的電量損失圖，里面形象的描述了發(fā)電量損失的主要方面和具體發(fā)電量的計算邏輯，供大家參考。

具體的發(fā)電量模擬主要涉及到以下幾個步驟：

確定光輻照資源數(shù)據(jù)：通過相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，服務(wù)商等渠道獲得數(shù)據(jù)資源。

建立模型。通過相關(guān)的軟件建立光伏電站模型，估算光照資源轉(zhuǎn)換率。

修正數(shù)據(jù)。通過已知的光伏電站實際情況對數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。

原標(biāo)題:手把手教你估算自家光伏電站發(fā)電量的方法