基于青海地区在运光伏电站监测数据的容配比提升分析

随着光伏发电技术进步,近年来光伏组件价格呈快速下降趋势,于是对早期光伏电站进行大规模的光伏组件扩容翻新有了实质性的经济意义。根据青海地区正在运行的光伏电站的实时监测数据,建立光伏组件-逆变器限电率模型,以度电成本(LCOE)为考核指标,分析在不同扩容工程的工程造价影响下,光伏组件-逆变器容配比(下文简称“容配比”)与LCOE的敏感性关系,以确定在运光伏电站扩容后的最佳容配比,为未来光伏电站扩容设计提供指导方法。     

基于优化LCOE的光伏平价上网可行性分析

平准化度电成本(LCOE)是国际上通用评价发电技术的主要经济性指标。在原有LCOE评估模型基础上,增加了考虑折旧抵税后的税收成本和损耗带来的额外成本,进一步优化成本模型,并考虑清洁发展机制(CDM)的收入因素,提出更准确、更完整的优化LCOE模型,并结合其他投资指标提出适应我国现状的光伏发电效益模型。以南京某3 MW分布式光伏电站项目为例进行敏感性分析,进一步探讨未来光伏平价上网的可行性,提出提高光伏系统单位造价和提高发电量是实现平价上网的主要途径。     

提高“容配比”是降低光伏发电成本的最有效方法

通过分析光伏发电与逆变器工作原理,提出提高光伏-逆变器容配比可以改变光伏发电的功率曲线,充分利用光资源,提高逆变、变电、配电、送电设备和设施的利用率,降低工程造价;并进一步定量计算了青海格尔木与江苏苏州地区容配比对于工程造价与度电成本的影响,结果表明,合理的光伏-逆变器容配比应该在1.5:1以上;还讨论了提高容配比的同时补装直流侧容量,才能够使光伏电站达到备案容量的额定出力,真正意义上改变光伏电是"间歇电源""垃圾电"的认识,成为"压得下、拉得起"的支撑性电源;并利用度电成本分析的方法,计算了合理容配比能够降低度电成本0.026～0.041元/kWh。在光伏发电技术成本、非技术成本都下降到极限,再进一步下降已经非常困难的情况下,合理的光伏-逆变器容配比设计是降低光伏发电成本、促进平价上网最有效的方法。     

平单轴跟踪光伏发电系统容量配比研究

针对目前平单轴跟踪光伏发电系统组件与逆变器容量配比普遍采用1.2:1左右的现状,本文通过选取4个典型地区的年小时辐射量数据,计算组件与逆变器容量配比范围在1:1~1.8:1的最佳度电成本(LCOE),以获得最佳容量配比,并给出了日照资源对最佳容量配比的影响分析。此外,还分析了LCOE计算的各参数变化对LCOE和组件与逆变器最佳容量配比的影响,最终给出了平单轴跟踪光伏发电系统容量配比的研究结果。     

考虑弃光的光储联合电站输出功率控制策略

为减少弃光现象,参考国家标准确定弃光规则,建立计及弃光的光储联合电站输出功率控制目标函数,根据前一时间段历史光储联合输出功率对当前光伏输出功率进行划分,实时确定光伏正常发电区间与弃光区间,并给出各区间内储能系统输出功率范围。基于建立的目标函数采用遗传算法对储能系统输出功率进行优化,确定优化后的储能系统输出功率。最后通过Matlab率能在平滑光储联合电站输出功率的情况下,能有效减少或消除弃光现象。     

高收益要靠技术创新,好质量有赖精细设计

过去几年来,中国光伏制造业在降低成本上取得了瞩目的成绩,无论是光伏组件还是光伏系统,造价比起7年前都下降了80%以上,然而除了降低制造成本,提高系统效率和系统发电量也是降低光伏度电成本(LCOE)的有效方法,还有很大潜力可挖。通过光伏应用技术创新,使光伏度电成本再下降30%~40%是完全有可能的。通过制造业和应用技术创新,2020年就有可能使光伏发电全面达到平价上网。详细介绍了光伏-逆变器最优容量比、太阳跟踪器及反向跟踪技术,以及其他提高系统发电量的措施,有分布式最大功率跟踪(MPPT)或组串逆变器、光伏电站智能运维系统、提高光伏电站的能效比等。     

双面组件光伏电站最优容配比的研究

通过对采用双面光伏组件的光伏电站(以下简称"双面组件光伏电站")系统效率损失进行分析,发现在光伏组件-逆变器容配比(下文简称"容配比")变化的情况下,逆变器过载损失对此类光伏电站发电量的影响最大。提出了双面组件光伏电站容配比的优化方法,并以太阳能资源Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类地区的典型城市为例,进行了不同容配比和背景反射率下双面组件光伏电站发电量的模拟,通过分析各种情况下双面组件光伏电站的内部收益率(internal rate of return,iRR),得到了太阳能资源Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类地区双面组件光伏电站在不同背景反射率下典型的最优容配比。     

不同太阳能资源区不同容配比对光伏电站发电量影响的研究

在太阳辐照度低于标准测试条件(1000 W/m~2)的时间段,光伏阵列的输出功率达不到额定的输出功率,导致逆变器不能按照额定功率运行,造成光伏发电系统交流侧设备的利用率低。根据项目所在地的太阳能资源情况,光伏电站在系统设计时选择合适的容配比,在不增加交流设备成本的情况下,可提高电站的整体发电量,并提高交流设备的利用率。     

基于LCOE的单面与双面双玻光伏组件经济性分析

首先引入平准化度电成本(LCOE)模型,分析了计算LCOE时合适的折现率取值;然后对典型场景下采用单面光伏组件和双面双玻光伏组件的光伏电站进行了发电量模拟;最后结合发电量模拟结果和LCOE模型,比较了典型场景下单面光伏组件和双面双玻光伏组件的经济性.此外,还对分析结果进一步拓展,得到了不同价差、不同发电量增益下的单面光...     

考虑保障收购年利用小时数的光伏发电系统最佳容配比分析

针对目前普遍通过分析度电成本来确定光伏发电系统最佳容配比(光伏组件的标称功率之和与逆变器功率的比值)的现状,本文提出了一种采用净现值法确定已设定保障收购年利用小时数的光伏发电系统最佳容配比的方法.以太阳能资源较好的银川地区为例,通过计算该地区建立的光伏电站在不同保障收购年利用小时数下的净现值,分析了不同交易电价、不同保...     

光伏支架成本及选型分析

以长沙地区为例，对采用不同类型光伏支架时光伏电站的占地面积、发电量、运行成本、平准化度电成本(LCOE)进行了分析，并分析了不同场景下适用的光伏支架类型。分析结果显示：1)从发电量差异系数来看，双轴跟踪式光伏支架的发电量差异系数最高，单轴跟踪式光伏支架的次之，固定式光伏支架的最低。2) LCOE从低到高依次为：水平单轴跟踪式光伏支架<固定式光伏支架<垂直单轴跟踪式光伏支架<斜单轴跟踪式光伏支架<双轴跟踪式光伏支架。3)当光伏电站项目以经济性最优为考量标准时，建议选择平单轴跟踪式光伏支架。4)当光伏电站项目以装机容量最大为考量标准时，建议选择固定式光伏支架。本研究方法适用于中国各个地区光伏电站的光伏支架成本及选型分析。     

国内外太阳能光伏政策、标准体系对比与展望

针对关于光伏发电的政策、标准都有待完善的状况,侧重研究政策绩效较高的国家—美国、日本和德国,并且对比我国出现的问题,如全国光伏装机总量大、西部地区弃光率高、光伏发电量占总发电量比例小等,提出建设性建议。     

新能源发电工程储能系统容量/功率优化配置

新能源风、光发电工程中配置一定容量的储能系统,可以显著提高新能源发电的消纳水平。储能系统的容量/功率的优化配置可最大程度提高储能系统利用效率和经济性,同时将新能源风电、光伏的弃电率降低到设定的目标值。提出以全生命周期内储能系统净现值最大为目标,综合考虑储能系统全生命周期内投资、运维成本、购电成本、售电收入、充放电效率、荷电状态、储能电池寿命、弃电率等多种因素的储能系统容量/功率优化配置方法,并以青海某工程1 030 MW光伏阵列和250 MW风电场的运行数据为例,计算得到该新能源风电、光伏发电工程中净现值最大的储能系统容量/功率配置,使整个储能系统获得最优的经济性。     

平准化度电成本是不同发电技术经济性评价的通用参数

文中系统梳理了平准化度电成本(LCOE)的理论内涵和核算机制等,简述了LCOE目前的进展及存在的不足。LCOE合理剔除了不同发电技术初始投资和发电量的差异、以及财务和税收差异性,可以真实地反映不同发电技术经济性。在LCOE实际测算过程中,国内外对成本的测算差异较大;实际应用中,需要构建适合我国特点的核算体系,清晰成本纳入标准,充分考虑增值税、所得税及优惠政策等实际国情。     

含大规模新能源的现代电力系统动态经济调度研究

随着化石燃料大量消耗,环境污染严重。虽然清洁可再生能源发电比例持续提升,但出现了严重的弃风、弃光现象。文章通过分析风、光、火打捆发电系统,引入弃风、弃光分段惩罚因子,在不影响电网稳定的情况下,尽可能多地消纳新能源。文章提出了以发电成本作为目标函数,分析新能源弃电量、火电机组的燃烧成本与启停费用,研究新能源日时序发电量,稳定充裕完成供电,使其经济最大化。文章采用SA-ABC算法对风、光、火打捆系统的经济调度优化做出深层研究,研究结果表明,多电源系统的动态经济调度对新能源的消纳有促进作用,有效提高了新能源利用率并降低了风、光、火打捆发电的总成本。     

基于LCOE的光伏支架选型研究

以不同类型的光伏支架作为研究对象,采用PVsyst软件,根据不同类型光伏支架的特点,通过数值模拟方法建立不同纬度、不同光照资源条件下的光伏方阵模型,对其采用不同类型光伏支架时的发电量及平准化度电成本(LCOE)差异进行了分析研究,并以LCOE作为评价指标指导光伏支架的选型.研究结果表明:在低纬度地区,光伏方阵采用固定式...     

一定弃风光率下的水光风互补发电系统容量优化配置研究

为解决水风光并网发电中弃风、弃光问题,提出了水光风互补发电方式,在允许互补发电系统有一定的弃风光率的条件下,以系统弃风光电量最小和接入的风光总规模最大为目标,采用C#语言建立了水光风互补发电系统容量优化模型,以计算水电站可接入的风光项目的最优比例和容量配置。最后以岗托水电站及周边风光资源为例进行了实例分析。结果表明,在满足模型最优准则的条件下,水电站应尽可能少地接入风电,较多地接入光伏发电。系统弃风光率分别为5%、8%、10%时,岗托水电站接入的风光项目最优比例均为0.5∶1,可接入的风光总规模分别为50.14×10~4、83.27×10~4、148.81×10~4kW,可分别送出风光总电量7.74×10~8、12.46×10~8、21.76×10~8kW·h,送出通道利用率分别提高了8.05%、12.95%、22.64%。研究成果可用于指导水光风互补发电。     

水面漂浮式光伏电站的经济性分析

地面光伏电站会占用大量土地且其发电效率受到光伏组件工作温度的限制，但水面漂浮式光伏(FPV)电站不仅可提升发电效率，还能在一定程度上缓解用地紧张等问题。太阳电池在水体附近的工作温度低于其在空气中的工作温度，太阳电池的负温度系数特性使其在FPV电站的光电转换效率提高，从而使电站整体发电效率提高。对FPV电站采用的太阳电池的工作温度进行分析，并以山东大学热科学与工程研究中心的学者得出的“FPV电站中太阳电池的实际光电转换效率比地面光伏电站中太阳电池的高1.58%～2.00%”研究结论为理论依据，从年发电量、投资成本、投资回收期和平准化度电成本(LCOE) 4个方面对FPV电站的经济性进行分析；最后对几种可再生能源发电方式与FPV电站相结合形成的混合型电站的设计方式进行介绍。分析结果显示：FPV电站的LCOE可低至0.4元/kWh。发电效率高、占地面积小、LCOE低且对水体起到保护作用等优势使FPV电站的未来发展前景可观。     

基于概率潮流的光伏电站中储能系统的优化配置方法

高比例光伏发电接入会对电力系统的稳定性等造成不利影响,而储能则被认为是消除这些影响的有效手段之一.本文从电力系统潮流的角度,分析了光伏发电对电力系统的影响,进而分析了储能对抑制这种影响的作用.首先,介绍了电力系统中元件的概率分布模型和储能模型,以及拉丁超立方采样法及Gram-Schmidt序列正交化方法;其次,建立了多目标优化模型,模型考虑了储能系统的成本、支路潮流的越限概率和电网的网络损耗,并用遗传算法求取目标函数的最优解;最后,在IEEE24节点测试系统中进行了仿真,分析了光伏不同接入容量和接入位置对电力系统的影响,储能对电力系统的作用,得出了对应不同光伏容量的储能最优配置.     

漂浮式光伏发电系统的发电性能研究

漂浮式光伏发电技术是未来光伏发电的应用方向之一。在同一地点建立了1座6.3 kW漂浮式光伏发电系统及1座6.3 kW陆上光伏发电系统,分别对其发电性能进行数据采集与分析。试验表明,漂浮式光伏发电系统的总发电量比陆上光伏发电系统高2%,总体发电效率更高,漂浮式光伏发电系统降低温度损耗对系统发电功率的影响较明显。