Straty elektrowni na podstawie strat absorpcyjnych układu fotowoltaicznego i strat inwertera
Oprócz wpływu czynników zasobów, na wydajność elektrowni fotowoltaicznych wpływa również utrata produkcji i sprzętu operacyjnego elektrowni. Im większa strata sprzętu elektrowni, tym mniejsza generacja energii. Strata sprzętu elektrowni fotowoltaicznej obejmuje głównie cztery kategorie: stratę absorpcji kwadratowego układu ogniw fotowoltaicznych, stratę falownika, stratę linii zbiorczej i transformatora skrzynkowego, stratę stacji wspomagającej itp.
(1) Strata absorpcyjna układu fotowoltaicznego to strata mocy z układu fotowoltaicznego poprzez skrzynkę łączeniową do wejścia prądu stałego falownika, obejmująca stratę spowodowaną awarią sprzętu podzespołu fotowoltaicznego, stratę ekranowania, stratę kątową, stratę kabla prądu stałego i stratę odgałęzienia skrzynki łączeniowej;
(2) Strata inwertera odnosi się do straty mocy spowodowanej konwersją prądu stałego na prąd przemienny inwertera, w tym utraty sprawności konwersji inwertera i utraty możliwości śledzenia maksymalnej mocy MPPT;
(3) Straty w linii zbiorczej mocy i transformatorze skrzynkowym to straty mocy od końca wejściowego prądu przemiennego falownika poprzez transformator skrzynkowy do licznika mocy każdej gałęzi, w tym straty na wyjściu falownika, straty w konwersji transformatora skrzynkowego i straty w linii wewnątrz zakładu;
(4) Strata stacji wspomagającej to strata od licznika mocy każdej gałęzi przez stację wspomagającą do licznika bramkowego, obejmująca stratę głównego transformatora, stratę transformatora stacyjnego, stratę magistrali i inne straty na liniach stacji.
Po przeanalizowaniu danych z października dotyczących trzech elektrowni fotowoltaicznych o ogólnej sprawności od 65% do 75% i zainstalowanej mocy 20 MW, 30 MW i 50 MW, wyniki pokazują, że strata absorpcyjna układu fotowoltaicznego i strata inwertera są głównymi czynnikami wpływającymi na moc wyjściową elektrowni. Spośród nich, układ fotowoltaiczny ma największą stratę absorpcyjną, stanowiącą około 20~30%, a następnie stratę inwertera, stanowiącą około 2~4%, podczas gdy strata linii zbiorczej i transformatora skrzynkowego oraz strata stacji wspomagającej są stosunkowo niewielkie, łącznie około Stanowiło około 2%.
Dalsza analiza wyżej wymienionej 30MW elektrowni fotowoltaicznej, jej inwestycja budowlana wynosi około 400 milionów juanów. Strata mocy elektrowni w październiku wyniosła 2 746 600 kWh, co stanowi 34,8% teoretycznej generacji energii. Jeśli przeliczyć na 1,0 juana za kilowatogodzinę, całkowita strata w październiku wyniosła 4 119 900 juanów, co miało ogromny wpływ na korzyści ekonomiczne elektrowni.
Jak zmniejszyć straty elektrowni fotowoltaicznej i zwiększyć produkcję energii
Spośród czterech typów strat sprzętu elektrowni fotowoltaicznej straty linii zbiorczej i transformatora skrzynkowego oraz strata stacji wspomagającej są zwykle ściśle związane z wydajnością samego sprzętu, a straty są stosunkowo stabilne. Jednak jeśli sprzęt ulegnie awarii, spowoduje to dużą utratę mocy, dlatego konieczne jest zapewnienie jego normalnej i stabilnej pracy. W przypadku układów fotowoltaicznych i inwerterów stratę można zminimalizować poprzez wczesną budowę oraz późniejszą eksploatację i konserwację. Szczegółowa analiza przedstawia się następująco.
(1) Awaria i utrata modułów fotowoltaicznych i urządzeń skrzynki rozdzielczej
Istnieje wiele urządzeń elektrowni fotowoltaicznych. Elektrownia fotowoltaiczna o mocy 30 MW w powyższym przykładzie ma 420 skrzynek rozdzielczych, z których każda ma 16 odgałęzień (łącznie 6720 odgałęzień), a każda gałąź ma 20 paneli (łącznie 134 400 baterii) Tablica), całkowita ilość urządzeń jest ogromna. Im większa liczba, tym wyższa częstotliwość awarii urządzeń i większa utrata mocy. Typowe problemy obejmują głównie przepalone moduły fotowoltaiczne, pożar skrzynki przyłączeniowej, uszkodzone panele baterii, fałszywe spawanie przewodów, usterki w obwodzie odgałęzienia skrzynki rozdzielczej itp. Aby zmniejszyć utratę tej części, z jednej strony musimy wzmocnić akceptację ukończenia i zapewnić poprzez skuteczne metody kontroli i akceptacji. Jakość urządzeń elektrowni jest związana z jakością, w tym jakością wyposażenia fabrycznego, instalacją i rozmieszczeniem urządzeń, które spełniają normy projektowe, oraz jakością konstrukcji elektrowni. Z drugiej strony, konieczne jest podniesienie poziomu inteligentnej obsługi elektrowni i analiza danych operacyjnych za pomocą inteligentnych środków pomocniczych, aby na czas znaleźć źródło awarii, przeprowadzić rozwiązywanie problemów punkt po punkcie, poprawić wydajność pracy personelu obsługi i konserwacji oraz zmniejszyć straty w elektrowni.
(2) Utrata zacienienia
Ze względu na takie czynniki jak kąt instalacji i układ modułów fotowoltaicznych, niektóre moduły fotowoltaiczne są blokowane, co wpływa na moc wyjściową układu fotowoltaicznego i prowadzi do utraty mocy. Dlatego podczas projektowania i budowy elektrowni konieczne jest zapobieganie, aby moduły fotowoltaiczne znajdowały się w cieniu. Jednocześnie, aby zmniejszyć uszkodzenia modułów fotowoltaicznych spowodowane zjawiskiem hot spot, należy zainstalować odpowiednią liczbę diod obejściowych, aby podzielić ciąg akumulatorów na kilka części, tak aby napięcie i prąd ciągu akumulatorów były tracone proporcjonalnie, aby zmniejszyć utratę energii elektrycznej.
(3) Strata kątowa
Kąt nachylenia układu fotowoltaicznego waha się od 10° do 90° w zależności od celu, a szerokość geograficzna jest zwykle wybierana. Wybór kąta wpływa z jednej strony na intensywność promieniowania słonecznego, a z drugiej strony na wytwarzanie energii przez moduły fotowoltaiczne wpływają takie czynniki, jak kurz i śnieg. Straty mocy spowodowane pokrywą śnieżną. Jednocześnie kąt modułów fotowoltaicznych można kontrolować za pomocą inteligentnych środków pomocniczych, aby dostosować się do zmian pór roku i pogody oraz zmaksymalizować zdolność wytwarzania energii przez elektrownię.
(4) Strata falownika
Straty falownika odzwierciedlają się głównie w dwóch aspektach, jeden to strata spowodowana wydajnością konwersji falownika, a drugi to strata spowodowana maksymalną zdolnością śledzenia mocy MPPT falownika. Oba aspekty są określane przez wydajność samego falownika. Korzyść ze zmniejszenia strat falownika poprzez późniejszą obsługę i konserwację jest niewielka. Dlatego wybór sprzętu na początkowym etapie budowy elektrowni jest zablokowany, a strata jest zmniejszana poprzez wybór falownika o lepszej wydajności. Na późniejszym etapie obsługi i konserwacji dane dotyczące pracy falownika mogą być zbierane i analizowane za pomocą inteligentnych środków w celu zapewnienia wsparcia decyzyjnego dla wyboru sprzętu nowej elektrowni.
Z powyższej analizy wynika, że straty spowodują ogromne straty w elektrowniach fotowoltaicznych, a ogólna wydajność elektrowni powinna zostać poprawiona poprzez zmniejszenie strat w kluczowych obszarach w pierwszej kolejności. Z jednej strony, skuteczne narzędzia akceptacji są wykorzystywane w celu zapewnienia jakości sprzętu i konstrukcji elektrowni; z drugiej strony, w procesie eksploatacji i konserwacji elektrowni konieczne jest wykorzystanie inteligentnych środków pomocniczych w celu poprawy poziomu produkcji i eksploatacji elektrowni oraz zwiększenia wytwarzania energii.
Czas publikacji: 20-12-2021
