本文以山東某2MW山地電站為例，就光伏功率優(yōu)化器應(yīng)用效果進行分析。在安裝豐郅光伏功率優(yōu)化器后，優(yōu)化區(qū)域發(fā)電量提升92%，平均每個組串每天多發(fā)電7.07度。

該電站組件間間距不足形成遮擋，周圍樹木和電線桿也對部分組件形成遮擋，因為是山地電站，不同組串采光也有差異。電站里存在組串內(nèi)串聯(lián)失配與組串間并聯(lián)失配的情況，較為嚴重的遮擋拉低了電站整體發(fā)電量。

一.項目概況

項目位置位于山東省棗莊市，現(xiàn)場電站環(huán)境為山地集中式電站，容量2MW。 組件安裝在地面支架上，系統(tǒng)投運時間為 2015 年 1 月 15 日，發(fā)現(xiàn)發(fā)電量偏低時間為上午和下午。

該電站采用海潤光伏255W多晶組件，開路電壓為36.75V，短路電流為9.09A。逆變器采用陽光電源SG1000集中式逆變器，該逆變器配有4個MPPT,每個逆變器接入8個組串。

建模分析

優(yōu)化器安裝日期為2017年12月26日，安裝在16區(qū)1號匯流箱中2、3、4組串，每串安裝優(yōu)化器數(shù)量22pcs，共安裝66pcs，16區(qū)1號匯流箱1號組串為對比組串。現(xiàn)場陰影遮擋較為復(fù)雜，主要分為電線桿遮擋、樹木遮擋和組件前后間距過小三個部分。其中組件前后排遮擋在冬季時因為太陽高度角變低時會出現(xiàn)，夏天不會出現(xiàn)。電線桿遮擋和樹木遮擋全年都會出現(xiàn)。

圖1-項目現(xiàn)場圖片根據(jù)系統(tǒng)中組件和逆變器的型號參數(shù)，項目地點及受到陰影遮擋的具體情況，在PVsyst中對整個系統(tǒng)建立模型

圖2-PVsyst中前后組件遮擋、周圍樹木遮擋模型圖 

圖3-左圖：組件前后排遮擋建模分析結(jié)果(2#組串，4#組串)右圖：樹木遮擋建模分析結(jié)果(3#組串)

根據(jù)建模分析結(jié)果，2#組串與4#組串各22塊光伏板系統(tǒng)，在晴天下，光的輻射量的線性損失為8.5%，組件電性能損失為20.5%;3#組串22塊光伏板系統(tǒng)，在晴天下，光的輻射量的線性損失為14.9%，組件電性能損失為21.3%。3#組串遮擋情況最嚴重。

數(shù)據(jù)分析

1. 發(fā)電量數(shù)據(jù)的選取與定義

從客戶監(jiān)控系統(tǒng)采集16區(qū)1號匯流箱中2、3、4組串優(yōu)化器安裝前后各5個晴天的電壓、電流、功率、發(fā)電量數(shù)據(jù)。

1)數(shù)據(jù)定義:

A段數(shù)據(jù)：實驗組串未安裝優(yōu)化器期間采集5天的有效(晴天)數(shù)據(jù)。

B段數(shù)據(jù)：實驗組串安裝優(yōu)化器期間采集的5天的有效(晴天)數(shù)據(jù)。

C1段數(shù)據(jù)：未安裝優(yōu)化器的對比組串，與A段同期采集5天的有效(晴天)數(shù)據(jù)。

C2段數(shù)據(jù)：未安裝優(yōu)化器的對比組串，與B段同期采集5天的有效(晴天)數(shù)據(jù)。

2)數(shù)據(jù)選擇：

優(yōu)化器的安裝日期為2017年12月26日

備注： 上述天氣數(shù)據(jù)來源為 http://www.tianqihoubao.com/lishi/zaozhuang

A段數(shù)據(jù)選取(5天)：12月18日，12月19日，12月20日，12月21日，12月25日

B段數(shù)據(jù)選取(5天)：12月27日，12月31日，1月1日，1月9日，1月10日

C1段數(shù)據(jù)選取(5天)：12月18日，12月19日，12月20日，12月21日，12月25日

C2段數(shù)據(jù)選取(5天)：12月27日，12月31日，1月1日，1月9日，1月10日

2. 分析過程及結(jié)果：

1)相同組串優(yōu)化前后的橫向?qū)Ρ?A段，B段數(shù)據(jù)平均值對比)：

圖4-2#組串優(yōu)化前后功率曲線對比2#組串主要為組件前后遮擋，遮擋時段為上午7：00-11：00和下午14：00-17：00。優(yōu)化器安裝前A-2淺藍色曲線拐點在11：00和14：00左右，優(yōu)化器安裝后B-2紅色曲線在遮擋時段有明顯的提升，曲線變得平滑。

圖5-3#組串優(yōu)化前后功率曲線對比3#組串主要為樹木遮擋，遮擋時間段為全天。故其優(yōu)化器安裝前A-3淺藍色曲線整體數(shù)值偏低，峰值明顯低于2#組串。

圖6-4#組串優(yōu)化前后功率曲線對比4#組串遮擋情況和2#組串類似，主要為組件前后遮擋，遮擋時段為上午7：00-11：00和下午14：00-17：00。

2)對照組串優(yōu)化前后的橫向?qū)Ρ?C1、C2段數(shù)據(jù)平均值對比)，消除輻照度變化的影響：

圖7-1#對比組串對應(yīng)日期下功率曲線對比綜合考慮對比組C段數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)其余變量未改變的情況下，C1與C2數(shù)據(jù)只有天氣輻照度影響因素。由圖可知C2平均功率高于C1平均功率，則表明B段天氣輻照強度高于A段。為了消除天氣輻照度變化的影響，加入對比組C段數(shù)據(jù)以剔除天氣輻照變化因素，更加精確的得出加裝優(yōu)化器后發(fā)電量的提升比列。

3)數(shù)據(jù)融合對比(A，B，C1，C2段)，通過對照組，消除輻照影響，判斷優(yōu)化前后發(fā)電量比例變化:

 

圖8-對比組串與優(yōu)化組串發(fā)電量對比(含優(yōu)化前、優(yōu)化后日期)其中灰色為對比組串在優(yōu)化前后5個晴天發(fā)電量，藍色為優(yōu)化組串安裝優(yōu)化器前5個晴天發(fā)電量，紅色為優(yōu)化組串安裝優(yōu)化器后5個晴天發(fā)電量。

4)結(jié)論：按上述樣本統(tǒng)計，組串在天氣狀況為晴的條件下，安裝優(yōu)化器之后發(fā)電量提升92%，即每個組串每天多發(fā)電7.07度。

圖9-對比組串與優(yōu)化組串發(fā)電量對比(含優(yōu)化前、優(yōu)化后日期)四，總結(jié)

1. 發(fā)電量的提升

如上述發(fā)電量對比圖所示 12 月 26 日為優(yōu)化器運行的第一天，同時計入對比組串的發(fā)電量數(shù)據(jù)(灰色)，進行分析以排除輻照量，溫度等干擾量的影響，安裝優(yōu)化器后提升發(fā)電量比例為 92%，平均每個組串每天多發(fā) 7.07度電。

2. 電站收益優(yōu)化改造效果總結(jié)

改善了電站陰影遮擋、組件隱裂等引起整體發(fā)電量降低情況;

解決了每塊組件發(fā)電量不一致的問題，避免因個別組件問題拖累其他組件壽命及電站 25 年收益;

有效防止熱斑效應(yīng)及反向電流對組件造成損害，減少電站安全隱患，為電站全生命周期保駕護航。

視頻： 光伏功率優(yōu)化器工作原理

豐郅光伏功率優(yōu)化器，采用世界領(lǐng)先的Buck-Boost技術(shù)方案，有效解決光伏電站中因陰影遮擋、朝向不一、組件隱裂、組件清潔度不一致等各種原因?qū)е碌拇?lián)、并聯(lián)失配問題，從而解決了因串聯(lián)的組件中“木桶短板”拉低電站整體發(fā)電量的情況，有效保障電站收益。

除提升發(fā)電量外，豐郅光伏功率優(yōu)化器還可以采集每塊組件的電壓、溫度等數(shù)據(jù)，有效監(jiān)測組件健康度，精準定位電站故障點，實現(xiàn)精細化監(jiān)控與精準運維。

針對老舊光伏電站收益優(yōu)化，豐郅目前可提供前期調(diào)研設(shè)計、現(xiàn)場安裝測試、組件監(jiān)控分析、優(yōu)化效果評估的全流程服務(wù)，讓電量提升省心、放心、有保障。收益優(yōu)化適用場景：PR值、發(fā)電量較低的集中式電站;受陰影、朝向等影響發(fā)電量少于預(yù)期的分布式屋頂電站。

來源：索比光伏網(wǎng)