這套儀器和檢測方法將可能引起光伏電站檢測技術(shù)變革

內(nèi)容摘要:

寫在文章前面：“我為什么寫這篇文章?前幾天我的一個(gè)前同事，他們在進(jìn)行電站資產(chǎn)交易，購買方要求拆一定量的組件到檢測室做測試，因?yàn)楹芎唵?，要購買一個(gè)電站，買方要清楚

寫在文章前面：

“我為什么寫這篇文章?前幾天我的一個(gè)前同事，他們在進(jìn)行電站資產(chǎn)交易，購買方要求拆一定量的組件到檢測室做測試，因?yàn)楹芎唵?，要購買一個(gè)電站，買方要清楚這個(gè)電站組件的實(shí)際發(fā)電效率，可是拆一定量的組件到檢測室做檢測費(fèi)用很高，而且過程中對組件的損耗和損壞是不可避免的。他問我公司研發(fā)的【DXC-W1低效光伏組件查找儀】是否可以直接帶到現(xiàn)場來做檢測。經(jīng)研究和測試，能做!而且還是過去的方法無法做到的。這套儀器，可以只用1塊已知容量組件就能準(zhǔn)確測出全站組件的實(shí)際容量，這將給光伏電站的買方和賣方都帶來巨大的便利和收益。”

文庭榮，鎮(zhèn)江榮昱精電科技有限公司創(chuàng)始人，逾35年電力行業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，曾任國網(wǎng)徐州發(fā)電廠副總工程師，順風(fēng)光電投資有限公司總工程師，昱投電力發(fā)展有限公司副總裁、首席技術(shù)官，個(gè)人擁有2項(xiàng)發(fā)明專利、多項(xiàng)實(shí)用新型專利。聯(lián)系：13912036033

以下，請閱讀：

當(dāng)前光伏電站資產(chǎn)交易十分火爆，但交易雙方對電站實(shí)際發(fā)電效率并非心中有數(shù)，特別是買方，更是摸不著頭腦，為了摸清電站光伏組件狀況的底，買方一般都會(huì)提出對光伏組件進(jìn)行抽樣檢測，也就是拆下一定數(shù)量的光伏組件送到組件標(biāo)準(zhǔn)檢測室進(jìn)行功率檢測;然而光伏組件作為光伏電站的發(fā)電設(shè)備，數(shù)量眾多，每兆瓦達(dá)4千塊左右，一個(gè)50兆瓦的光伏電站，就有約20萬塊光伏組件，抽檢多少?抽檢少了不能說明問題，抽檢多了工作量太大，常規(guī)地認(rèn)為，樣品抽檢不能低于3%-5%，按3%抽檢，就要抽檢6000塊組件，即使抽檢了3%-5%，也代表不了百分百，況且這么大量的組件拆卸、復(fù)裝、搬運(yùn)、運(yùn)輸、檢測，不僅工作量大，所需費(fèi)用也很驚人，還影響了發(fā)電，并且在這些環(huán)節(jié)中造成組件損壞是難免的。

使用鎮(zhèn)江榮昱精電科技有限公司研制的“DXC-W1低效光伏組件查找儀”在現(xiàn)場檢測，用一塊已知實(shí)際容量的光伏組件作比較，即可快速、準(zhǔn)確地測出全站光伏組件的實(shí)際容量，或者說，只需送一塊光伏組件到組件容量檢測室，測出其實(shí)際容量，就可以得知全站所有光伏組件的實(shí)際容量，進(jìn)而也可以得出全站光伏組件的發(fā)電效率。

低效光伏組件查找儀不僅能夠快速、準(zhǔn)確地查找出光伏電站組件串中的低效組件，還可以在光伏電站組件功率檢測中發(fā)揮出意想不到的作用，它可以使光伏電站的組件狀況準(zhǔn)確、清晰地呈現(xiàn)在業(yè)主、運(yùn)維以及電站交易雙方的面前。

為什么使用“DXC-W1低效光伏組件查找儀”可以實(shí)現(xiàn)上述效果?

根據(jù)組件發(fā)電功率與輻照度成線性正比關(guān)系的特點(diǎn)，已知一個(gè)組件的實(shí)際容量和現(xiàn)場實(shí)測功率，只要其它組件的實(shí)測功率是與該已知實(shí)際容量的組件處在相同的輻照、溫度、氣象、限電等環(huán)境條件下測得的，就可以根據(jù)已知實(shí)際容量組件的值按照比例計(jì)算出其它光伏組件的實(shí)際容量值。在光伏電站現(xiàn)場，輻照、環(huán)境溫度、氣象等條件是不斷變化的，如何做到眾多組件與已知實(shí)際容量組件在測量時(shí)同輻照、同溫度、同環(huán)境?只有“同時(shí)刻”測量才能做到，“DXC-W1低效光伏組件查找儀”能在同一時(shí)刻將一個(gè)組串中所有的光伏組件的發(fā)電功率等參數(shù)全部測量出來，由于是在同一瞬間完成測量，組件串中所有組件所受光照、環(huán)境溫度、氣象條件及限電情況完全相同，當(dāng)然就可以用“線性比例”的方法計(jì)算。我們用“DXC-W1低效光伏組件查找儀”將一個(gè)組件串的所有組件的實(shí)時(shí)發(fā)電功率“同時(shí)刻”測量出來，再將這個(gè)組串中任意一塊組件(最好選擇發(fā)電功率較大的)送去做實(shí)際容量檢測，將這塊組件的已知實(shí)際容量值除以現(xiàn)場功率測量值再乘以這個(gè)組件串中每塊組件的現(xiàn)場功率測量值就得出了這個(gè)組件串中每塊組件的實(shí)際容量值，這就相當(dāng)于將整個(gè)組件串的組件都送標(biāo)準(zhǔn)檢測室做了實(shí)際容量檢測。

對于光伏組件，本文用“實(shí)際容量”來表述經(jīng)檢測室檢測出的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)功率(而非標(biāo)稱功率)，目的是為了不和本文所述的功率混淆。

假設(shè)，我們用“DXC-W1低效光伏組件查找儀”對一個(gè)沒有被遮擋的組件串進(jìn)行“同時(shí)刻”發(fā)電功率測量，測得1號(hào)組件發(fā)電功率P1，2號(hào)組件發(fā)電功率P2，3號(hào)組件發(fā)電功率P3，……….，環(huán)境溫度是t攝氏度。我們將2號(hào)組件送檢測室檢測的結(jié)果實(shí)際容量是S2，檢測室溫度是25攝氏度，計(jì)算各組件的實(shí)際容量，首先將測量值轉(zhuǎn)換到25攝氏度的值，并用后綴c表示：

P1=P1c*(1-0.0044*(t-25))

則 P1c=P1/(1-0.0044*(t-25))

同理 P2c=P2/(1-0.0044*(t-25))

P3c=P3/(1-0.0044*(t-25))

則1號(hào)組件的容量：

S1= S2/P2c*P1c= S2/( P2/(1-0.0044*(t-25)))*( P1/(1-0.0044*(t-25)))= S2/P2*P1

同理，S3= S2/P2*P3

從上式可以看出，對于“同時(shí)刻”測量的一個(gè)組件串內(nèi)所有組件，其實(shí)際容量轉(zhuǎn)換值與在現(xiàn)場測量時(shí)的環(huán)境溫度無關(guān)。

例，我們用“DXC-W1低效光伏組件查找儀”對一個(gè)沒有被遮擋的組件串進(jìn)行同時(shí)刻發(fā)電功率測量，測得1號(hào)組件發(fā)電功率200W，2號(hào)組件發(fā)電功率210W，3號(hào)組件發(fā)電功率190W，4號(hào)組件發(fā)電功率180W，5號(hào)組件發(fā)電功率195W，…………..。我們將2號(hào)組件送檢測室檢測的結(jié)果實(shí)際容量是245W，則1號(hào)組件的實(shí)際容量是245/210*200=233.3W，3號(hào)組件的實(shí)際容量是245/210*190=222W，4號(hào)組件的實(shí)際容量是245/210*180=210W，5號(hào)組件的實(shí)際容量是245/210*195=227.5W，……………。這樣，我們送檢了一塊組件就相當(dāng)于送檢了一串組件，就得到了一個(gè)組串的組件的實(shí)際容量，從而也就知道了組件效率，一串組件一般為20塊或22塊。

我們將已知實(shí)際容量的光伏組件再臨時(shí)安裝到其它的組串，運(yùn)用相同的方法，得出其他組串中所有組件的實(shí)際容量，最后就能得出電站當(dāng)前的實(shí)際容量。據(jù)此可得電站當(dāng)前效率：

電站當(dāng)前效率=電站當(dāng)前實(shí)際容量/電站建設(shè)容量*電站建成時(shí)的效率

也可得出容量衰減率：

電站的容量衰減率=(1-電站當(dāng)前效率/建成時(shí)的效率)*100%

或

電站的容量衰減率=(1-電站當(dāng)前容量/電站建設(shè)容量)*100%

下面介紹如何應(yīng)用鎮(zhèn)江榮昱精電科技有限公司研制的“匯流箱支路功率同時(shí)刻測量儀”和“DXC-W1低效光伏組件查找儀”在每個(gè)匯流箱下只測量一路組串即可準(zhǔn)確、快速地計(jì)算出全電站實(shí)際容量的方法：

1、在一個(gè)匯流箱用“匯流箱支路功率同時(shí)刻測量儀”同時(shí)刻測量出各組串支路的功率和匯流箱總功率P0、A組串功率PA1，環(huán)境溫度t0，已知該匯流箱的組串支路數(shù)是n;

2、用“DXC-W1低效光伏組件查找儀”在這個(gè)匯流箱所帶組串中“同時(shí)刻”測量出A組串中各組件的功率值,、組串功率值PA2、環(huán)境溫度ta(一個(gè)匯流箱所帶支路有12-16路，只需測量1路)，并運(yùn)用“線性比例”法將這個(gè)組串中組件的實(shí)際容量算出，并計(jì)算出該組串的實(shí)際容量之和SA。

3、將匯流箱測量值歸算到組串測量時(shí)的環(huán)境溫度值：

P0c=P0/(1-0.0044*(t0-ta))

PA1c=PA1/(1-0044*(t0-ta))

4、計(jì)算容量比例系數(shù)E：

E=(PA2/PA1c*P0c-PA2)/(n-1)/PA2

=(PA2/(PA1/(1-0.0044*(t0-ta)))*(P0/(1-0.0044*(t0-ta)))-PA2)/(n-1)/PA2

=(PA2/PA1*P0-PA2)/(n-1)/PA2

可見，容量比例系數(shù)E與測量時(shí)的環(huán)境溫度無關(guān)，所以在“同時(shí)刻”測量時(shí)無需測量環(huán)境溫度。

5、計(jì)算這個(gè)匯流箱下所有組件的實(shí)際容量之和S：

S=SA+SA*E*(n-1)=SA*(1+E*(n-1))

6、用同樣方法測量計(jì)算出每個(gè)匯流箱下所有組件的實(shí)際容量之和。

7、全站當(dāng)前實(shí)際容量=全站匯流箱下組件實(shí)際容量之和

這樣，我們就能輕松地獲得了一個(gè)光伏電站當(dāng)前的實(shí)際容量、實(shí)際效率和容量衰減率。

和前面測量方法不同的是，除了每個(gè)匯流箱下一個(gè)被測組串獲得的是組件的實(shí)際容量外，其余獲得的是每個(gè)匯流箱下所有組件實(shí)際容量之和，而非組件的實(shí)際容量;而前述方法獲得的是全部組件的實(shí)際容量，當(dāng)然工作量也大得多，對整個(gè)電站而言，其計(jì)算的電站當(dāng)前實(shí)際容量是相同的。

在使用“匯流箱支路功率同時(shí)刻測量儀”和“DXC-W1低效光伏組件查找儀”進(jìn)行測量時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意兩點(diǎn)：

1、在用“DXC-W1低效光伏組件查找儀”進(jìn)行測量時(shí)所有被測對象組件都不能有被遮擋的現(xiàn)象，否則得到的實(shí)際容量是不真實(shí)的;在用“匯流箱支路功率同時(shí)刻測量儀”對匯流箱支路功率測量時(shí)，被測匯流箱下所有組件都不應(yīng)該存在被遮擋現(xiàn)象，如存在則計(jì)算出的效率中包含了遮擋因素。

2、理論上，只要組串輸出功率大于零，就可以運(yùn)用“線性比例”的方法計(jì)算出組件的實(shí)際容量，但實(shí)際上，過小的值，會(huì)產(chǎn)生較大的測量誤差，在沒有被遮擋的情況下，當(dāng)被測組串功率損失達(dá)到20%以上時(shí)，該組串中必然存在多塊嚴(yán)重低效組件， 在用“DXC-W1低效光伏組件查找儀”測量時(shí)，就已經(jīng)顯示出了這些嚴(yán)重低效組件，最好更換掉，再進(jìn)行測量換算。

應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，不具有對組串中每塊組件功率“同時(shí)刻”測量和對匯流箱支路功率“同時(shí)刻”測量的儀器是不能運(yùn)用上述方法的，因?yàn)?ldquo;同時(shí)刻測量”的意義就在于將所有測量對象“定格”在相同輻照、相同溫度、相同氣象、相同限電條件下，只有這樣才能運(yùn)用線性比例的方法，得出正確的結(jié)果，而鎮(zhèn)江榮昱精電科技有限公司研制的“匯流箱支路功率同時(shí)刻測量儀”和“DXC-W1低效光伏組件查找儀”是目前唯一通過“同時(shí)刻測量”的方法獲取一個(gè)匯流箱中各組串支路、一個(gè)組串中各組件電壓、電流、功率及功率損失等數(shù)據(jù)的。

用“DXC-W1低效光伏組件查找儀”、“匯流箱支路功率同時(shí)刻測量儀”在電站現(xiàn)場測量非常簡單，在線測量，不需要拆開接線，不影響發(fā)電。