分布式光伏发电效率研究

摘 要：在分布式光伏高渗透率的嘉兴地区，选取多个典型的分布式光伏并网项目，研究分析其发电效率、运行特性，为项目规划布局，电网改造提供更加可靠的技术依据。

关键词：分布式光伏；发电效率；高渗透率

随着这几年清洁能源的快速发展，适应于就地消纳的分布式光伏项目在东南沿海负荷中心区域呈现爆发式增长，但在快速发展的同时，会出现局部电网光伏高渗透率的情况，对电网安全稳定运行提出更高的要求。为了科学安排项目接入、为电网改造提供技术依据，做好项目前期的规划研究以及运行项目的调研分析就显得尤为重要。嘉兴目前分布式光伏装机已经超过600MWp，约占了全国分布式装机的10%，本次以嘉兴为例，选取十几个典型的并网项目， 分析其最大出力、运行特性、以及衰减情况。

一、分析对象

选取具有不同电压等级，不同区域的具有典型意义的十几个分布式光伏并网项目作为分析对象， 部分项目如下表所示：

二、典型接入形式：

所选分布式光伏项目均为接入企业内部电网，所发电量为自发自用余电上网形式，接入方案均采用国家电网分布式光伏接入系统典型设计，如下图2-1、2-2所示：

三、分析内容与结果

本调研报告分别通过最高发电效率，发电效率的季节性变化以及发电效率衰减三个方面，对总计十几个并网光伏项目进行了调研分析，得到以下结果：

1.实际发电利用小时数少。根据气象资源分类，嘉兴地处光照资源III类地区，理论年有效利用小时数为1200个小时，实际所选项目均达不到理论数值，甚至大部分分布式项目都没达到1000个小时，嘉兴地区天气近年来雾霾情况较严重，会影响光伏发电量。

2.实际最高出力比理论值略高。所选项目的年最高出力均高于理论计算的83%，其中效率最高达到89%的高盛项目1#并网点，发电效率明显高于其他两个高压并网项目；同样低压接入的高盛2#并网点，因具有多台逆变器的损耗影响，最大出力也比只有1台逆变器的1#并网点低。可以看出分布式光伏最大出力受接入电压等级，逆变器配置等影响较大。在之后的光伏出力评估上可根据实际情况适当提高理论出力值。

3.实际最高出力出现时间在春秋季节。由于光伏发电效率受温度影响，温度每升高1度，组件的功率将下降0.35%，所以在春秋时节日照情况好的时段，组件出力更高。本期选用的3个项目最高出力分别出现在5月，4月，9月。

4.发电功率与天气关系

光伏系统发电功率与天气情况关系密切，发电功率与太阳辐照度变化极其一致。

a）一般情况下，晴天最大发电功率可达到项目装机容量的85%左右，阴雨天最大发电功率仅装机容量的5%。晴天最大发电功率输出时间通常为正午12：00左右，阴雨天最大发电功率输出时间无法确定。

b）根据典型用户的分析结果，在阴雨等多变天气下，光伏输出功率呈现较为明显的多变性和随机性，晴天天气下光伏输出功率呈现出较为光滑的正态分布特性。

5.发电最大利用小时数与季节变化关系

发电量跟辐射总量成正比，均呈现出明显的季节性变化。

a）根据气象条件，春、夏、秋、冬四季的日均辐射总量分别为3730瓦时/平方米、4760瓦时/平方米、2830瓦时/平方米、2330瓦时/平方米，而春、夏、秋、冬四季日最大利用小时分别约为：3.05小时、3.29小时、2.65小时、1.75小时。

b）根据典型用户发电曲线，在天气晴好的情况下，春秋季有效发电时间段为6：30-17：30，夏季有效发电时间段为5：00-18：30；冬季有效发电时间段为7：00-17：00。

6.发电效率衰减情况基本符合理论值

从所选的典型项目情况可以看出，所选项目衰减率基本在0.3%-4.6%附近徘徊。理论衰减率第一年在3%，以后大致呈线性0.7%。由于目前嘉兴地区光伏项目并网的时间不长，大部分项目均为近一两年并网，所以在调研其每年的衰减率所选样本较小，且年份较短（只有2-3年比较），容易受外在因素干扰，如施工停电，天气变化等。因此调研结果显示，所选项目的实际发电衰减率基本符合理论计算估计。

7.其他：

影响光伏项目的发电效率因素还有很多，本期仅仅选取了几个方面进行调研。其他有些因素对效率的影响也十分巨大，如：

1）遮挡对组件性能的影响

2）隐裂对组件性能的影响

两者均容易产生局部热斑效应，降低发电效率，减少组件寿命等。