近日，由黃河公司建設(shè)運(yùn)營(yíng)的國(guó)家光伏、儲(chǔ)能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（大慶基地）2022年度數(shù)據(jù)成果發(fā)布會(huì)在黑龍江省大慶市舉辦。
國(guó)家光伏、儲(chǔ)能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（大慶基地）
國(guó)家光伏、儲(chǔ)能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（大慶基地）位于黑龍江省大慶市，是國(guó)家能源局批準(zhǔn)的首個(gè)國(guó)家級(jí)光伏儲(chǔ)能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，平臺(tái)以推動(dòng)光伏、儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展為目標(biāo)，于2021年11月啟動(dòng)運(yùn)行，2022年1月正式開展實(shí)證實(shí)驗(yàn)工作，填補(bǔ)了行業(yè)戶外實(shí)證空白。
平臺(tái)總建設(shè)規(guī)模105萬(wàn)千瓦，實(shí)證實(shí)驗(yàn)約640種方案，目前已完成一、二期項(xiàng)目建設(shè)，一期共實(shí)證實(shí)驗(yàn)方案161種，實(shí)證產(chǎn)品共60種，涉及28個(gè)制造廠商；二期共實(shí)證實(shí)驗(yàn)方案111種，實(shí)證產(chǎn)品共73種，涉及30個(gè)制造廠商，基本涵蓋了國(guó)家光伏、儲(chǔ)能行業(yè)的主流產(chǎn)品和具備推廣應(yīng)用的新產(chǎn)品。
平臺(tái)可采集數(shù)據(jù)點(diǎn)達(dá)30多萬(wàn)點(diǎn)，每天采集數(shù)據(jù)量超過300GB，開發(fā)150多種自動(dòng)分析報(bào)表，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、自動(dòng)分析，自動(dòng)生成報(bào)告，已發(fā)布四次季度實(shí)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，受到行業(yè)的高度關(guān)注，得到地方政府及國(guó)家能源局的充分肯定。
此次數(shù)據(jù)發(fā)布為首個(gè)完整年度的數(shù)據(jù)采集與分析成果，針對(duì)光伏和儲(chǔ)能設(shè)備、光儲(chǔ)系統(tǒng)等方面進(jìn)行了多維度分析和探索，形成了高緯度、寒溫帶地區(qū)的265項(xiàng)實(shí)證實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)，基于24種不同典型天氣，不同應(yīng)用場(chǎng)景分析維度，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品和系統(tǒng)的50余項(xiàng)性能參數(shù)，積累了氣象、組件、逆變器、支架、儲(chǔ)能系統(tǒng)等大量客觀全面科學(xué)精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論。
不僅驗(yàn)證了產(chǎn)品性能和技術(shù)方案，還取得了如雪地對(duì)于發(fā)電能力影響、超額定電流電壓運(yùn)行對(duì)產(chǎn)品壽命及安全性能影響等若干成果，將為國(guó)家制定光伏和儲(chǔ)能新產(chǎn)品、新技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)政策及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等提供更為詳實(shí)的科學(xué)依據(jù)，為中國(guó)乃至全球新能源行業(yè)技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮更大作用、作出更大貢獻(xiàn)。
發(fā)布會(huì)上，國(guó)家光伏、儲(chǔ)能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)學(xué)術(shù)委員會(huì)主任謝小平圍繞氣象、組件、逆變器、支架、儲(chǔ)能產(chǎn)品、光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)主要實(shí)證成果七個(gè)方面，對(duì)國(guó)家光伏、儲(chǔ)能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（大慶基地）2022年度實(shí)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)成果進(jìn)行了全面系統(tǒng)解讀和發(fā)布，光伏們按照PPT內(nèi)容對(duì)實(shí)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了梳理，供讀者參考。
從大慶基地的氣象實(shí)證數(shù)據(jù)來看，在大慶的典型氣候條件下，背面輻照占比根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景、不同月份、不同高度均會(huì)呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì)特點(diǎn)。
光伏應(yīng)用場(chǎng)景豐富，根據(jù)對(duì)比，不同應(yīng)用場(chǎng)景背面輻照占比差異較大，雪地背面輻照占比50%-60%。
另外，月份不同電站發(fā)電量也不同。1月份最高達(dá)到了4411.88萬(wàn)kWh發(fā)電量。
組件方面，通過對(duì)比不同技術(shù)類型組件發(fā)現(xiàn)，全年數(shù)據(jù)對(duì)比N型TOPCon發(fā)電量最高，分別較IBC、PERC高0.5%、2.24%。
對(duì)比210mm、182mm、166mm、158mm四種尺寸電池片組件，發(fā)現(xiàn)最大發(fā)電量差異在1.6%。
另外，功率性能方面：雙面組件受溫度、背面增益等綜合影響，實(shí)際運(yùn)行功率高于設(shè)計(jì)功率。冬季雪天時(shí)，背面輻照占比高，溫度低，實(shí)測(cè)功率最高時(shí)高于設(shè)計(jì)功率6%，實(shí)際運(yùn)行出現(xiàn)限功率現(xiàn)象。
電流性能方面：受背面反射增益影響，組件存在超工作電流（Imp）運(yùn)行情況，最高運(yùn)行電流超工作電流（Imp）14.65%，全年超工作電流（Imp）運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)占比達(dá)到10%以上。PERC210mm組件運(yùn)行電流最大達(dá)到19.8A，接近逆變器支路額定電流。
逆變器方面，不同廠家組串式逆變器最大發(fā)電量差異在1.7%。集散式逆變器由于前期調(diào)試原因未達(dá)到最佳運(yùn)行工況，發(fā)電量偏低。
不同技術(shù)路線逆變器效率均達(dá)到98%以上，基本達(dá)到廠家承諾值。實(shí)證國(guó)產(chǎn)IGBT元器件逆變器與進(jìn)口IGBT元器件逆變器效率均為98.23%。
值得注意的是，30%負(fù)載率以下逆變器效率整體偏低，特別是5%負(fù)載率逆變器效率在85%，低于實(shí)驗(yàn)室效率97%。30%負(fù)載率以下全年平均運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)占比達(dá)到44%，極端月份（6-7月）30%負(fù)載率以下運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)占比超50%。
不同類型支架發(fā)電差異也較大，跟蹤支架發(fā)電量較優(yōu)，其中雙軸、平單軸（帶10°傾角）、斜單軸和平單軸發(fā)電量分別較固定支架高22.52%、18.06%、17.52%和5.09%。
其中，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)柔性支架由于撓度原因，組件間產(chǎn)生角度偏差，每塊組件吸收輻照強(qiáng)度不一致，發(fā)電量低于固定支架。
而高緯度地區(qū)帶傾角平單軸發(fā)電能力具有一定優(yōu)勢(shì)，平單軸（帶10°傾角）全年發(fā)電量最高，較平單軸（帶5°傾角）、平單軸分別高8.24%、13.1%。
平單軸支架各月發(fā)電量差異較大，3月-9月平單軸支架發(fā)電量高于固定支架，較固定支架最高33.16%（6月）；其他月份平單軸支架發(fā)電量低于固定支架，較固定支架最低40.84%（12月）
不同類型支架可靠性方面，雙軸支架全年故障時(shí)長(zhǎng)占全年運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)4.78%，平單軸和斜單軸全年故障時(shí)長(zhǎng)占全年運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)1%左右。
跟蹤精度偏差1°以內(nèi)占支架總套數(shù)的88%以上，跟蹤精度整體較好。
電池效率方面，鋰電池實(shí)測(cè)電池效率均在93%以上，液流電池實(shí)測(cè)效率79.12%，功率型儲(chǔ)能電池效率均超過92%，實(shí)測(cè)值均能達(dá)到廠家承諾值。
系統(tǒng)效率方面，儲(chǔ)能系統(tǒng)中PCS、隔離變等功率轉(zhuǎn)換器、升壓設(shè)備均對(duì)儲(chǔ)能整體效率造成一定影響，系統(tǒng)效率（不含廠用電）較電池效率平均下降7%-10%，其中隔離變損耗占比約為4%。
儲(chǔ)能系統(tǒng)增加空調(diào)、泵等輔助設(shè)備，系統(tǒng)效率（含廠用電）較系統(tǒng)效率（不含廠用電）下降7%-15%。儲(chǔ)能利用小時(shí)數(shù)越高，充放電次數(shù)越多，系統(tǒng)效率越高。
發(fā)電量上，三種發(fā)電量最高設(shè)計(jì)方案依次為：雙軸支架+組串式逆變器+雙面組件、平單軸（帶10°傾角）支架+組串式逆變器+雙面組件、斜單軸支架+組串式逆變器+雙面組件。支架對(duì)系統(tǒng)的發(fā)電量影響最大。
另外，新型電力系統(tǒng)下，通過組合和配置不同類型支架容量比例，可一定程度上實(shí)現(xiàn)特定的輸出功率曲線，滿足不同負(fù)荷需求。各種組合方案運(yùn)行出力曲線各不相同，集成不同類型支架可改變單一支架的出力特性。
光儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)成果
從光儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)測(cè)情況來看，光儲(chǔ)電站利用小時(shí)數(shù)受設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、建設(shè)、調(diào)度、運(yùn)行、維護(hù)等因素影響。
5MW光儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)多年平均利用小時(shí)數(shù)為3000h，實(shí)測(cè)全年累計(jì)利用小時(shí)數(shù)3329.4h；10MW光儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)多年平均利用小時(shí)數(shù)2500h ，實(shí)測(cè)全年累計(jì)利用小時(shí)數(shù)2710.3h，均達(dá)到設(shè)計(jì)值。
從光儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)證數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，晴天可實(shí)現(xiàn)一次滿充滿放循環(huán)，多云天可實(shí)現(xiàn)多次淺充淺放，日最高利用率為170.4%，月平均利用率為72.3%。提高儲(chǔ)能利用率的關(guān)鍵在于提高多云天氣下的充放電次數(shù)。
雪地應(yīng)用場(chǎng)景，背面輻照占比達(dá)到50%-60%，組件背面增益較高，實(shí)測(cè)運(yùn)行電流高于最大功率點(diǎn)工作電流（Imp），實(shí)測(cè)功率高于設(shè)計(jì)功率，實(shí)際運(yùn)行出現(xiàn)限功率現(xiàn)象。
高緯度地區(qū)輻照變化較慢，全年低輻照強(qiáng)度（小于400W/m2）運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)，占全年52%。逆變器在低輻照強(qiáng)度運(yùn)行低負(fù)載效率偏低，需關(guān)注如何提高逆變器低負(fù)載下效率，最大化提高產(chǎn)品性能；同時(shí)應(yīng)研究適用新型組件（鈣鈦礦）逆變器，發(fā)揮弱光性能。
跟蹤支架雙面組件系統(tǒng)實(shí)測(cè)發(fā)電量與理論計(jì)算發(fā)電量差異較大，主要是實(shí)測(cè)背面輻照增益與現(xiàn)有軟件模擬背面輻照增益差距較大，造成實(shí)測(cè)發(fā)電量與理論計(jì)算發(fā)電量存在偏差，下一步研究應(yīng)開發(fā)一套用于計(jì)算跟蹤支架背面發(fā)電量的軟件。
光儲(chǔ)電站利用小時(shí)數(shù)據(jù)受設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、建設(shè)、調(diào)度、運(yùn)行、維護(hù)等因素影響，需要關(guān)注多云天充放電運(yùn)行策略，提升儲(chǔ)能利用率，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)效率。
來源：國(guó)家光伏、儲(chǔ)能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（大慶基地）2022年度數(shù)據(jù)成果發(fā)布會(huì)，光伏門
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