Потери электростанции на основе потерь поглощения фотоэлектрической батареей и потерь инвертора
Помимо влияния ресурсных факторов, на выход фотоэлектрических электростанций также влияют потери производственного и эксплуатационного оборудования электростанции. Чем больше потери оборудования электростанции, тем меньше выработка электроэнергии. Потери оборудования фотоэлектрической электростанции в основном включают четыре категории: потери поглощения квадратной фотоэлектрической решетки, потери инвертора, потери линии сбора мощности и трансформатора коробки, потери бустерной станции и т. д.
(1) Потери поглощения фотоэлектрической батареи представляют собой потери мощности от фотоэлектрической батареи через объединительную коробку до конца входа постоянного тока инвертора, включая потери из-за отказа оборудования фотоэлектрических компонентов, потери на экранирование, потери на угол, потери в кабеле постоянного тока и потери на ответвлении объединительной коробки;
(2) Потери инвертора относятся к потерям мощности, вызванным преобразованием постоянного тока инвертора в переменный, включая потерю эффективности преобразования инвертора и потерю возможности отслеживания максимальной мощности MPPT;
(3) Потери в линии сбора мощности и трансформаторе коробки представляют собой потери мощности от конца входа переменного тока инвертора через трансформатор коробки до измерителя мощности каждой ветви, включая потери на выходе инвертора, потери преобразования трансформатора коробки и потери на линии внутри предприятия;
(4) Потери на подстанции повышения напряжения — это потери от счетчика мощности каждой ветви через подстанцию повышения напряжения до счетчика шлюза, включая потери в главном трансформаторе, потери в станционном трансформаторе, потери в шине и другие потери на линии внутри станции.
После анализа данных за октябрь по трем фотоэлектрическим электростанциям с комплексной эффективностью от 65% до 75% и установленной мощностью 20 МВт, 30 МВт и 50 МВт, результаты показывают, что потери поглощения фотоэлектрической решетки и потери инвертора являются основными факторами, влияющими на выход электростанции. Среди них фотоэлектрическая решетка имеет самые большие потери поглощения, составляя около 20~30%, за ней следуют потери инвертора, составляя около 2~4%, в то время как потери линии сбора энергии и трансформатора коробки и потери на подстанции повышения мощности относительно невелики, в общей сложности составляя около 2%.
Дальнейший анализ вышеупомянутой фотоэлектрической электростанции мощностью 30 МВт, инвестиции в ее строительство составляют около 400 миллионов юаней. Потери электроэнергии электростанции в октябре составили 2 746 600 кВтч, что составляет 34,8% от теоретической выработки электроэнергии. Если рассчитывать по 1,0 юаню за киловатт-час, то общая сумма потерь в октябре составила 4 119 900 юаней, что оказало огромное влияние на экономические выгоды электростанции.
Как сократить потери фотоэлектрической станции и увеличить выработку электроэнергии
Среди четырех типов потерь оборудования фотоэлектрической электростанции потери линии сбора и ящичного трансформатора и потери бустерной станции обычно тесно связаны с производительностью самого оборудования, и потери относительно стабильны. Однако, если оборудование выходит из строя, это приводит к большой потере мощности, поэтому необходимо обеспечить его нормальную и стабильную работу. Для фотоэлектрических решеток и инверторов потери могут быть минимизированы за счет раннего строительства и последующей эксплуатации и обслуживания. Конкретный анализ выглядит следующим образом.
(1) Отказ и потеря фотоэлектрических модулей и оборудования распределительного щита
Существует множество оборудования для фотоэлектрических электростанций. Фотоэлектрическая электростанция мощностью 30 МВт в приведенном выше примере имеет 420 распределительных коробок, каждая из которых имеет 16 ответвлений (всего 6720 ответвлений), а каждая ветвь имеет 20 панелей (всего 134 400 батарей) Board), общее количество оборудования огромно. Чем больше число, тем выше частота отказов оборудования и тем больше потери мощности. К распространенным проблемам в основном относятся сгоревшие фотоэлектрические модули, пожар на распределительной коробке, сломанные панели батарей, ложная сварка выводов, неисправности в цепи ответвления распределительной коробки и т. д. Чтобы сократить потери этой части, с одной стороны, мы должны усилить приемку завершения и обеспечить посредством эффективных методов проверки и приемки. Качество оборудования электростанции связано с качеством, включая качество заводского оборудования, установку и расположение оборудования, которые соответствуют стандартам проектирования, и качество строительства электростанции. С другой стороны, необходимо повысить уровень интеллектуальной эксплуатации электростанции и анализировать эксплуатационные данные с помощью интеллектуальных вспомогательных средств, чтобы своевременно выявлять источник неисправности, выполнять точечный поиск и устранение неисправностей, повышать эффективность работы эксплуатационного и ремонтного персонала, а также сокращать потери на электростанции.
(2) Потеря затенения
Из-за таких факторов, как угол установки и расположение фотоэлектрических модулей, некоторые фотоэлектрические модули блокируются, что влияет на выходную мощность фотоэлектрической батареи и приводит к потере мощности. Поэтому при проектировании и строительстве электростанции необходимо не допускать нахождения фотоэлектрических модулей в тени. В то же время, чтобы уменьшить повреждение фотоэлектрических модулей явлением горячей точки, следует установить соответствующее количество байпасных диодов, чтобы разделить цепочку батарей на несколько частей, так что напряжение и ток в цепочке батарей терялись пропорционально, чтобы уменьшить потерю электроэнергии.
(3) Потеря угла
Угол наклона фотоэлектрической батареи варьируется от 10° до 90° в зависимости от цели, и обычно выбирается широта. Выбор угла влияет на интенсивность солнечного излучения, с одной стороны, а с другой стороны, на выработку электроэнергии фотоэлектрическими модулями влияют такие факторы, как пыль и снег. Потери мощности, вызванные снежным покровом. В то же время угол фотоэлектрических модулей может контролироваться интеллектуальными вспомогательными средствами для адаптации к изменениям сезонов и погоды и максимизации мощности выработки электроэнергии электростанцией.
(4) Потери инвертора
Потери инвертора в основном отражаются в двух аспектах: один из них — потери, вызванные эффективностью преобразования инвертора, а другой — потери, вызванные возможностью отслеживания максимальной мощности MPPT инвертора. Оба аспекта определяются производительностью самого инвертора. Выгода от снижения потерь инвертора за счет дальнейшей эксплуатации и обслуживания невелика. Поэтому выбор оборудования на начальном этапе строительства электростанции фиксируется, а потери снижаются за счет выбора инвертора с лучшими характеристиками. На более позднем этапе эксплуатации и обслуживания данные об эксплуатации инвертора могут быть собраны и проанализированы с помощью интеллектуальных средств для обеспечения поддержки принятия решений при выборе оборудования новой электростанции.
Из вышеприведенного анализа видно, что потери приведут к огромным потерям в фотоэлектрических электростанциях, и общая эффективность электростанции должна быть улучшена за счет снижения потерь в ключевых областях в первую очередь. С одной стороны, эффективные инструменты приемки используются для обеспечения качества оборудования и строительства электростанции; с другой стороны, в процессе эксплуатации и обслуживания электростанции необходимо использовать интеллектуальные вспомогательные средства для повышения уровня производства и эксплуатации электростанции и увеличения выработки электроэнергии.
Время публикации: 20 декабря 2021 г.
