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影响分布式光伏发电站发电效率的因素及提升措施思考

2024-10-23 15 上传者：管理员

摘要：在社会经济高质量发展的大背景下，人们的生产生活对电能的需求量日益增加。在推动电力事业蓬勃发展特别是在双碳目标的指导下，光伏发电事业的发展更加值得关注和讨论。通过分布式光伏电站将光能转化为电能，可以在一定程度上满足人们对绿色电能的需求，更重要的是减少煤电带来的碳排放对环境的影响，实现对自然环境的有效保护。但是光伏发电在实际运行过程中仍然会受到诸多因素影响，导致发电效率不高。因此，需要采取有效措施提升光伏电站发电效率，从而提高光伏电站的收益率，促进光伏发电产业健康发展。本文联系分布式光伏发电站的实际运行情况，对影响分布式光伏电站发电效率的主要因素进行深入分析，从优化设计、选择光电转换效率高的设备、加强运行管控、注重日常维护等方面入手，提出几点有效提升光伏发电效率的策略，以供参考。

关键词：
供电质量
分布式光伏发电站
发电效率
影响因素
提升措施
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在分布式光伏发电站运行过程中，容易受到自然、设备、人为等因素的影响，导致发电效率较为低下，这不仅会影响到供电质量和稳定性，还会对光伏发电产业发展带来不利的影响。因此，加强分布式光伏发电站的发电效率，提升研究就显得十分有必要。在准确把握影响分布式光伏发电站发电效率的各类因素后，就能针对实际情况，采取有效措施提升光伏电站的发电效率。解决这一问题后，不仅光伏发电效率与实际供电质量能得到同步提升[1]，更重要的是能够提高投资者的投资收益率和光伏设备的利用率，大大促进光伏发电产业的高质高效发展，为双碳目标的实现提供了更大可能。

1、分布式光伏发电的基本概述

分布式光伏发电主要是指在用户场地附近地面或厂房顶部建设，以用户侧自发自用和多余电量上网运行方式相结合的光伏发电模式。作为一种新型的拥有广阔发展前景的发电和绿色能源利用方式，它倡导的是就近发电、就近并网、就近转换和就近使用原则，不仅可以提高同等规模光伏电站发电量，还能有效解决电力在长途运输过程中的损耗问题。

分布式光伏发电系统主要是由光伏组件及其支撑部件、逆变器、电网连接装置等构成，如图1所示。其中，光伏组件主要由光伏电池组成，主要功能是将太阳能转换为直流电能；逆变器作为一项关键设备，承担着将光伏组件产生的直流电能转换为方便我们日常使用交流电能，以便家庭、企业等用户直接进行使用；电网连接装置可以将光伏发电系统与电网有效连接起来，在促进双向能量交互中，将多余电能输入电网或通过电网向光伏系统提供额外电能[2]。另外，分布式光伏发电站具有输出功率相对较小和环保效益突出的优势。前者是相较于集中式电站，一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内，其单个电站规模大小及发电量不会对发电效率和经济性产生较大的影响，但是建设难度和审批流程等都相对简单，分布数量庞大，量变带来质变，整体来看其对社会经济发展起到一定的积极作用。后者是分布式光伏发电项目在发电过程中，不会产生噪声，也不会对空气、水产生污染，而且与煤电相比，能够降低一定的碳排放量，因此大量的开发建设可以取得较好的经济和环保效益。

图1分布式光伏发电系统构成图

2、影响分布式光伏发电站发电效率的因素分析

2.1环境因素

由于环境因素影响，导致分布式光伏发电站发电效率较低，具体包括：①地理位置。在选择分布式光伏发电站位置时，若出现太阳辐射观测数据了解不足的情况，就有可能将光伏电站设置在总辐射量一般的地区，这无疑会对光伏电站发电效率和发电质量带来不利的影响。②阴影遮挡。在分布式光伏发电站运行过程中，存在于组件周边的树木和建筑也会对光伏组件产生局部遮挡，使得光伏电站发电效率出现降低的情况。③气温湿度。光伏组件发电量受气温和湿度影响，主要表现在气温升高太阳辐射增加、气温降低太阳辐射减少和相对湿度增大发电量减小三个方面，如图2所示。

图2光伏发电日发电量与气温之间的关系

2.2设备因素

分布式光伏发电站运行需要其他众多设备一起配合形成一整套光伏发电系统，这些设备选择是否合理和是否高质量完成安装调试，也会对光伏电站发电效率产生极大的影响。具体包括：①设备选择不够科学合理。分布式光伏发电站需要运用到的设备有很多，并且不同生产厂商提供的设备类型、组件参数等也有一定的差异，即便是类型、规格和参数一致的情况，在实际测试中也有可能出现输出电流和功率的偏差情况，进而对发电效率产生负面的影响[3]。②设备安装质量不佳。在完成分布式光伏发电站设备选择工作以后，还要对其进行安装施工，整个过程也容易受到安装图纸及工艺不够熟悉、实际操作不够规范等因素影响，导致各项设备安装质量不佳，后续投入使用也会对光伏电站正常运行带来不利的影响，光伏电站发电效率也无法得到保障。

2.3人为因素

在对分布式光伏发电站进行设计、建设和运营过程中，也容易受到人为因素影响，导致光伏电站发电效率较为低下，对其应用及发展构成较大的影响。具体包括：①光伏电站设计。在对分布式光伏发电站进行建设之前，要结合实际情况及要求对其进行详细设计。但是实际操作中却出现太阳能资源评估不足、设计光伏电站规模偏大、光伏阵列间距把控不严等的情况，这无疑会对光伏电站的发电效率产生严重的影响。②忽略清洁维护。分布式光伏发电站在经过一段时间运行以后，通常会在光伏阵列表面形成一层积灰，若不及时清理干净，也会对光伏电站的发电效率产生不良的影响。同时，在分布式光伏发电站运行过程中，一旦出现设备损坏、检修不及时等的情况，就有可能引发光伏电站停止运行的情况，需要对这一问题引起高度重视，防止其对光伏电站发电效率与稳定性带来更大的影响[4]。

3、提升分布式光伏发电站发电效率的有效措施

在有效了解影响分布式光伏发电站发电效率的因素以后，就可以立足实际，采取积极有效措施提升分布式光伏电站发电效率及其设备的利用效率，从而促进光伏发电事业获得更加持续稳定的发展，具体措施如下。

3.1合理设计布局

要提升分布式光伏发电站的发电效率，首先要对光伏电站进行科学合理的布局，为其稳定、可靠和高效运行奠定良好的基础。具体内容包括：①科学选址。由于到达地面的太阳辐射主要受到当地太阳高度、海拔高度、日照时长等因素影响，因此在选择分布式光伏发电站的地理位置时，一方面要对太阳辐射观测数据进行了解与分析，选择总辐射量较优的地区作为光伏电站位置，尽可能选择在太阳能资源A级、B级地区建设光伏电站，可以大大提高光伏电站发电效率，太阳能资源丰富程度等级划分标准见表1。另一方面是尽量选择没有高大树木或建筑物的场地作为光伏电站建设位置，防止因为遮挡而大幅度降低输出功率。若最终选择的地理位置存在遮挡树木和建筑，也可以采取转移、赔偿等措施进行遮挡物处理。②优化设计。在完成分布式光伏发电站科学选址以后，对光伏电站进行优化设计。操作要将注意力放在方阵布置、间距控制等上面，一方面可利用现代测绘技术和测量仪器，对分布式光伏发电站所在区域进行仔细地测量与分析，并围绕测绘测量所获得资料信息，对方阵布置、间距控制等进行初步的考虑与设计。另一方面是有效利用建筑信息模型（BIM）技术，对分布式光伏发电站的建筑模型进行构建，再将提出设计要求及相关参数引入到该模型当中，就能自动生成相应模型，使之更加贴合现实运行工况。③规范施工。在对分布式光伏发电站进行建设时，要对设计方案进行熟悉和了解，然后按照规定工艺及操作流程进行规范化作业，针对实施过程也要加强管理，以及时发现并处理存在的各种问题和不足，为光伏发电站后期的高效运行奠定基础。

表1我国太阳能资源丰富程度等级划分标准

3.2选择合适设备

分布式光伏发电站的运行需要众多设备共同协作完成，并且这些设备选择是否合理和质量优劣状况等，也会对光伏电站发电效率产生极大的影响。为防止这一情况发生，需对光伏电站需要使用的设备进行科学合理的选择。具体包括：①光伏组件。作为分布式光伏发电站的核心设备，设备性能将直接关系到光伏组件的转换效率。实际操作时要对太阳能电池类型进行细致了解，常见的有硅料电池、纳米晶体材料电池等，可以根据光伏电站运行实际要求，选择工艺成熟、使用寿命较长的电池进行建设，尽可能选择大厂家、技术先进、单体容量较大的光伏组件。②逆变器。在对逆变器进行选择时，要更为关注逆变器的电压和容量，这些内容最好可以与光伏组串的数量相互匹配，若出现不匹配的情况，就可能引发电量损失，最终逆变器运行也会受到影响[5]。③电力线路。在所有电力系统中各类设备的连接都需要电力线路，分布式光伏发电站也不例外，在采用串联或并联方法进行连接作业时，要对交直流线路产生的损耗引起高度重视，合理选择电力线路、光伏列阵多串联光伏组件等措施，提高列阵输出电压降低线路损耗，并提高运行的安全可靠性。

3.3加强运行管控

要保证分布式光伏发电站运行稳定性和提高实际发电效率，还要对分布式光伏发电站运行进行严格管理控制，在准确把握光伏电站运行情况的基础上，能够及时发现并处理出现的故障问题。相关措施包括：①有效运用信息网络技术。随着现代科学技术不断发展，各种先进技术在分布式光伏发电站运行管理中也得到十分广泛的应用，极大提高了光伏电站运行的稳定性和可靠性。实践中，可以根据实际情况对分布式光伏发电站运行管理系统进行建立，并直接通过计算机、互联网等了解光伏电站的运行状况。然后借助大数据、云计算、人工智能等现代最新信息技术，对电站各项设备运行参数信息进行有效收集、分析和处理，并从电站运行最优状态入手建立相关分析模型，根据所得结果对光伏电站运行管理进行优化改进，使电站发电效率得到提升，有了现代信息技术的支持电站运行的稳定性和可靠性也会进一步增强。②强化光伏发电站运行控制。在分布式光伏发电站运行过程中，可能会受到各种各样因素的影响，导致设备故障问题频发，进而对发电效率产生不利的影响。一方面可以通过引入的PLC控制技术和信息网络技术，将分布式光伏发电站各项内容高度集成起来，实现统一集中的管理，并根据搜集到的相关运行参数信息，有效判断电站实际运行状况，对于出现的异常情况也能及时察觉。另一方面是利用大数据、人工智能等技术，对分布式光伏发电站实际运行过程进行监测与分析，并可通过收集整理数据信息所构建的风险预测预警模型，及时发现光伏电站运行过程存在的各种隐患问题，尽早采取防范措施，控制问题的发生及扩大。

3.4落实日常维护

由于分布式光伏发电站的发电效率也容易受到温度、湿度、灰尘、设备故障等因素影响，因此要切实解决这一问题，还要深化落实光伏电站的日常维护工作。具体包括：①构建专业运维队伍。应该结合实际情况和运维工作需要，培养专业水平较高的运维人员，以便安全、可靠、高效地开展光伏电站运维工作。一方面要采用对外招聘、内部培养等方式，让兼具丰富专业知识、较强工作能力和职业素养较高的优秀人才加入其中，在提高队伍综合素质水平的基础上，也能为后续维护工作有效展开奠定良好的基础。另一方面是围绕具体工作内容及操作要求，开展定期工作，并建立详细的设备历史资料，建立健全相应的工作责任制度和维护实施细则，帮助维护人员准确认识到自身肩负职责，并在实际工作中严格遵照规范要求进行作业。②定期开展维护检查。在建立专门维护工作的队伍后，就可以定期组织开展分布式光伏发电站维护检查工作。执行时要将注意力放在环境、设备等上面，并围绕具体内容进行操作和准确记录，比如对于光伏组件所覆盖的灰尘，要及时定期进行清理清洗，避免因灰尘覆盖降低光伏发电站发电效率；又如针对维护过程中发现的设备老旧损坏情况，除了要将检查结果真实准确记录下来以外，还要采取更换、维修等措施及时处理，避免对光伏电站运行及发电效率带来不良的影响[6]。③强化维护总结反思。待完成分布式光伏发电站维护检查工作以后，也要根据掌握的信息资料开展总结大会，并围绕一个检查周期发现的各种问题进行细致分析和总结归纳，执行时要将重点放在持续优化改进上面，这样才能防止各种故障问题频繁发生，分布式光伏发电站运行效率与质量也能得到提高。

4、结语

本文是对影响分布式光伏发电站发电效率因素及提升策略的分析。伴随着光伏发电事业不断发展，分布式光伏发电效率也引起社会各界广泛关注，这不仅直接影响到光伏发电质量，还关系到光伏发电事业的可持续发展。实践中要先对光伏发电发展现状进行了解，并从环境、设备等层面入手，深度分析和有效把握影响光伏发电效率的各项因素，然后通过选择合适光伏电站地理位置，严格把控光伏电站设备类型及质量，有效利用现代技术加强光伏电站运行管控、深化落实好光伏电站日常维护工作等，有效保证光伏电站的整体发电功能，并在提升发电总体效率中，推动其朝着更好的方向发展。

参考文献:

[1]张华.50 MW分布式光伏发电站和接入电网系统设计[D].西安:西安科技大学,2020.

[2]颜世超,王海霞.分布式光伏电站发电效率提升策略[J].电子技术与软件工程,2019(7):212-213.

[3]张建.分布式光伏电站发电效率提升策略研究[J].光源与照明,2023(10):121-123.

[4]曹勇.分布式光伏电站发电效率提升办法分析[J].新型工业化,2020,10(11):111-112.

[5]吴士宾.基于光伏发电效率提升的智能化在线监控系统研究[J].现代工业经济和信息化,2023,13(9):102-105.

[6]许伟滨,陈秋宇,刘佳坤,等.光伏发电效率影响因素研究进展及前景展望[J].电器工业,2023(11):148-150,155.

[7]刘洲红.大规模光伏发电对电力系统的影响探析[J].流体测量与控制2023,4(5):33-36.

文章来源:张玉鹏.影响分布式光伏发电站发电效率的因素及提升措施思考[J].流体测量与控制,2024,5(05):105-108.