发电量提升92%!光伏功率优化器应用案例深度分析

本文以山东某2MW山地电站为例，就光伏功率优化器应用效果进行分析。在安装丰郅光伏功率优化器后，优化区域发电量提升92%，平均每个组串每天多发电7.07度。

该电站组件间间距不足形成遮挡，周围树木和电线杆也对部分组件形成遮挡，因为是山地电站，不同组串采光也有差异。电站里存在组串内串联失配与组串间并联失配的情况，较为严重的遮挡拉低了电站整体发电量。

一、项目概况

项目位置位于山东省枣庄市，现场电站环境为山地集中式电站，容量2MW。组件安装在地面支架上，系统投运时间为2015年1月15日，发现发电量偏低时间为上午和下午。

该电站采用海润光伏255W多晶组件，开路电压为36.75V，短路电流为9.09A。逆变器采用阳光电源SG1000集中式逆变器，该逆变器配有4个MPPT,每个逆变器接入8个组串。

二、建模分析

优化器安装日期为2017年12月26日，安装在16区1号汇流箱中2、3、4组串，每串安装优化器数量22pcs，共安装66pcs，16区1号汇流箱1号组串为对比组串。现场阴影遮挡较为复杂，主要分为电线杆遮挡、树木遮挡和组件前后间距过小三个部分。其中组件前后排遮挡在冬季时因为太阳高度角变低时会出现，夏天不会出现。电线杆遮挡和树木遮挡全年都会出现。（图1）

根据系统中组件和逆变器的型号参数，项目地点及受到阴影遮挡的具体情况，在PVsyst中对整个系统建立模型。（见图2、图3）

根据建模分析结果，2#组串与4#组串各22块光伏板系统，在晴天下，光的辐射量的线性损失为8.5%，组件电性能损失为20.5%；3#组串22块光伏板系统，在晴天下，光的辐射量的线性损失为14.9%，组件电性能损失为21.3%。3#组串遮挡情况最严重。

三、数据分析

1、发电量数据的选取与定义

从客户监控系统采集16区1号汇流箱中2、3、4组串优化器安装前后各5个晴天的电压、电流、功率、发电量数据。

1）数据定义:

A段数据：实验组串未安装优化器期间采集5天的有效（晴天）数据。

B段数据：实验组串安装优化器期间采集的5天的有效（晴天）数据。

C1段数据：未安装优化器的对比组串，与A段同期采集5天的有效（晴天）数据。

C2段数据：未安装优化器的对比组串，与B段同期采集5天的有效（晴天）数据。

2）数据选择：

优化器的安装日期为2017年12月26日

备注：上述天气数据来源为http://www.tianqihoubao.com/lishi/zaozhuang

A段数据选取（5天）：12月18日，12月19日，12月20日，12月21日，12月25日

B段数据选取（5天）：12月27日，12月31日，1月1日，1月9日，1月10日

C1段数据选取（5天）：12月18日，12月19日，12月20日，12月21日，12月25日

C2段数据选取（5天）：12月27日，12月31日，1月1日，1月9日，1月10日

2、分析过程及结果：

1）相同组串优化前后的横向对比（A段，B段数据平均值对比）：（见图4）

2#组串主要为组件前后遮挡，遮挡时段为上午7：00-11：00和下午14：00-17：00。优化器安装前A-2浅蓝色曲线拐点在11：00和14：00左右，优化器安装后B-2红色曲线在遮挡时段有明显的提升，曲线变得平滑。

（见图5）

3#组串主要为树木遮挡，遮挡时间段为全天。故其优化器安装前A-3浅蓝色曲线整体数值偏低，峰值明显低于2#组串。

（见图6）

4#组串遮挡情况和2#组串类似，主要为组件前后遮挡，遮挡时段为上午7：00-11：00和下午14：00-17：00。

2）对照组串优化前后的横向对比（C1、C2段数据平均值对比），消除辐照度变化的影响：

（见图7）

综合考虑对比组C段数据，在系统其余变量未改变的情况下，C1与C2数据只有天气辐照度影响因素。由图可知C2平均功率高于C1平均功率，则表明B段天气辐照强度高于A段。为了消除天气辐照度变化的影响，加入对比组C段数据以剔除天气辐照变化因素，更加精确的得出加装优化器后发电量的提升比列。

3）数据融合对比（A，B，C1，C2段），通过对照组，消除辐照影响，判断优化前后发电量比例变化:

（见图8）

其中灰色为对比组串在优化前后5个晴天发电量，蓝色为优化组串安装优化器前5个晴天发电量，红色为优化组串安装优化器后5个晴天发电量。（公式见配图）

4）结论：按上述样本统计，组串在天气状况为晴的条件下，安装优化器之后发电量提升92%，即每个组串每天多发电7.07度。（见图9）

四，总结

1、发电量的提升

如上述发电量对比图所示12月26日为优化器运行的第一天，同时计入对比组串的发电量数据（灰色），进行分析以排除辐照量，温度等干扰量的影响，安装优化器后提升发电量比例为92%，平均每个组串每天多发7.07度电。

2、电站收益优化改造效果总结

改善了电站阴影遮挡、组件隐裂等引起整体发电量降低情况；

解决了每块组件发电量不一致的问题，避免因个别组件问题拖累其他组件寿命及电站25年收益；

有效防止热斑效应及反向电流对组件造成损害，减少电站安全隐患，为电站全生命周期保驾护航。

丰郅光伏功率优化器，采用世界领先的Buck-Boost技术方案，有效解决光伏电站中因阴影遮挡、朝向不一、组件隐裂、组件清洁度不一致等各种原因导致的串联、并联失配问题，从而解决了因串联的组件中“木桶短板”拉低电站整体发电量的情况，有效保障电站收益。

除提升发电量外，丰郅光伏功率优化器还可以采集每块组件的电压、温度等数据，有效监测组件健康度，精准定位电站故障点，实现精细化监控与精准运维。

针对老旧光伏电站收益优化，丰郅目前可提供前期调研设计、现场安装测试、组件监控分析、优化效果评估的全流程服务，让电量提升省心、放心、有保障。收益优化适用场景：PR值、发电量较低的集中式电站；受阴影、朝向等影响发电量少于预期的分布式屋顶电站。

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