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摘 要：结合对光伏系统的研究及工程实践，重点分析了影响分布式光伏发电站性能比PR的几个因素，提出了的一些优化性能比的观点和方法，目的在于提高分布式发电站的发电量，使电站创造更大的收益.
关键词：分布式发电站 性能比 PR
随着近年来雾霾天气的日趋严重，我们的生态环境也在每况日下，国家和政府也在大力提倡和发展环保事业，而太阳能发电站是一种能直接将阳光转换为电能供人类使用的系统，它作为一种可再生的新能源无疑具有广阔的发展前景。
无论是投资或是管理分布式光伏发电站，电站的性能比（Performance Ratio）将是评价其优劣的关键指标，这一指标涵盖了所有对发电量的影响因素：光伏组件的遮挡和污染损失、光伏组件的串并联失配损失、用电线缆热损耗损失、温升损失、关键部件的效率以及定期检修、线路故障等的损失，本文将主要从会影响到该性能比的前三大因素进行浅析，目的在于优化分布式光伏电站的设计或施工以避免在电站建设过程中可能会忽略的一些细节，提高电站的日发电量，因为每多发一度电就会有多一份的收益。
1.光伏组件的遮挡和污染损失
分布式光伏电站因其分散布局因地制宜的特点，方阵很容易就会受到阴影的遮挡，遮挡一般是由前期设计的不合理或是后期的新建建筑物或是灌木造成，污染一般是方阵位置离污染源近，灰尘、鸟粪或是积雪造成，无论是哪种成因，都将造成光伏组件的热斑效应，之前有在光伏电站现场做过热成像试验，发现组件热斑区域电池片温度比正常高出了一倍，电池片一旦出现了热斑效应，不但不会再发电，反而还会以负载的形式消耗其余电池片的发电量，严重的热斑效应还会造成电池片烧毁，还会有引发火灾的可能。
业内人士也有做过相关的组件遮挡试验，发现组件的发电量损失与遮挡的面积不是成正比的，仅仅一两块电池片的遮挡就会造成高达整块组件50%的功率损失，由此可见阴影遮挡对发电站的PR影响是相当大的。
所以电站的前期选址很重要，设计时可利用现有的阴影分析设备如Suneyes210对场地做好阴影分析以获得最优的方阵分布，我们可利用该设备分析出一年12个月及一天从早到晚太阳的轨迹变化对方阵选址造成的阴影区域，而在需要有支架的光伏电站设计时，我们可以利用公式计算来确保阵列之间不会被阴影遮挡到。
为了减少污染对发电量造成的损失，光伏电站在设计时方阵应远离烟囱等有重污染源的地方，并设计好最佳倾角（可参考当地纬度来设计）不但可提高发电量还可以有利积雪滑落以及在下雨时灰尘能更好的被雨水冲洗掉，水源充足的地区还可以设计专用清洗水管道定期对组件表面进行清洗，现在见到的比较多的是在彩钢瓦上铺设的组件，因受倾角的限值，一般的小雨会把灰尘冲洗到组件下端而被下边框挡住从而积累成较厚泥土层，或是积雪的不完全融化沉积在组件下边的一端，此时除了人工及时清理掉这部分遮挡外，在组件的安装方式上设计成横向安装以尽可能的减少这种遮挡造成的发电量损失。由组件的内部封装原理我们知道，当组件横向安装时，污渍造成的阴影会遮挡靠近侧边框的1个电池串，被遮挡电池串对应的旁路二极管会承受正压而导通，这时被遮挡电池串产生的功率全部被遮挡电池消耗，同时二极管正向导通，可以避免被遮挡电池消耗未被遮挡电池串产生的功率，而未被遮挡的电池串可以正常输出功率；而当组件竖向安装时，阴影会同时遮挡组件内所有电池串靠近下边框的位置，电池串二极管若全部正向导通，则组件没有功率输出，电池串二极管若没有全部正向导通，则组件产生的功率会全部被遮挡电池消耗，组件也没有功率输出，所以设计横向安装组件可以大幅度的降低此类污染因素对整个系统PR的影响。
2.光伏组件的串并联失配损失
从光伏组件串联形成组串，再由组串并联形成光伏方阵，最后将方阵的发电量送入逆变器转换成日常生活用电，这即是形成光伏发电站的主要过程，在这个过程中，首先应该考虑的是方阵选型的逆变器规格参数，逆变器的MPPT工作电压是一个范围，而能满载运行的输入电压一般是要比这个范围窄的，所以设计多少块组件串联得出的组串电压应该要在能使逆变器能满载运行的电压范围内。
在一个电站系统中，可能会使用到来自不同厂家生产的多个型号的组件，不同型号的组件电性能参数是有差异的，这种情况下，遵循的一个原则就是同一个逆变单元里所有光伏组串中组件串联的数量要一致，组件的电性能参数要一致，对应方阵的朝向和倾斜角度也应该保持一致，即保证了输入到逆变器的各组串运行电压和电流的一致性，才可能减少组件在串并联中造成的损失，这些在GB 50797-2012光伏电站设计规范中也是有明确规定的，对于分布式电站，尤其是彩钢瓦屋顶电站项目，因为地形的不规则而将屋顶上南北坡的方阵汇到同一个逆变器单元，比如南坡朝向区域里的方阵如果汇到一台逆变器会超出逆变器容量限值，汇到两台容量又不够，就干脆将北坡朝向区域里的方阵分配一部分过来安装，这样的后果会直接影响到系统的PR，因为同一时刻南北坡方阵采集的太阳光辐照度是不一样的，不同辐照度条件下组件的输出特性是不同的，不同输出特性的组件最后被汇到了一起就会造成严重的失配损失，所有一定要避免这种情况，在前期设计时应实地考察，特殊场地方阵可以选用组串型逆变器或是微型逆变器。
3. 用电线缆热损耗损失
电缆的线损是不可避免的，电站系统的设计应该考虑将线损降到最小，不仅可节约成本还有利于提高系统PR。
首先线缆的型号、电压、线径规格应符合设计要求，其次在施工设计过程中要合理布局线缆走线，电站中用线量最大的是方阵的串并联用线，但这里面很多的用线是可以节省下来的，在很多电站的实地考察中发现方阵中组串间的布线一般是采用了用 - 形连接，汇流箱安装位置于第一个 形的左边，这种连接方式确实可以节省线缆，每两个组串的并联就可以节省1/4的线缆，但如果适当改变汇流箱的安装位置，即将汇流箱安装在阵列的中间位置，汇流箱可以是在阵列的上方位置或是下方位置以不产生阴影遮挡为宜，即布线方式采用 - 形连接，这样可以减少延长线缆的使用量，既可大大节约线缆，还减小了线路损耗，但在实际操作中，很多电站建设时往往忽略了这个小小的改动。
总之，分布式光伏电站是以最大盈利为目的的，要想提高电站的PR，不光是做好后期运维工作，前期设计施工的每一个细节都要充分考虑到。
关键词：分布式发电站 性能比 PR
随着近年来雾霾天气的日趋严重，我们的生态环境也在每况日下，国家和政府也在大力提倡和发展环保事业，而太阳能发电站是一种能直接将阳光转换为电能供人类使用的系统，它作为一种可再生的新能源无疑具有广阔的发展前景。
无论是投资或是管理分布式光伏发电站，电站的性能比（Performance Ratio）将是评价其优劣的关键指标，这一指标涵盖了所有对发电量的影响因素：光伏组件的遮挡和污染损失、光伏组件的串并联失配损失、用电线缆热损耗损失、温升损失、关键部件的效率以及定期检修、线路故障等的损失，本文将主要从会影响到该性能比的前三大因素进行浅析，目的在于优化分布式光伏电站的设计或施工以避免在电站建设过程中可能会忽略的一些细节，提高电站的日发电量，因为每多发一度电就会有多一份的收益。
1.光伏组件的遮挡和污染损失
分布式光伏电站因其分散布局因地制宜的特点，方阵很容易就会受到阴影的遮挡，遮挡一般是由前期设计的不合理或是后期的新建建筑物或是灌木造成，污染一般是方阵位置离污染源近，灰尘、鸟粪或是积雪造成，无论是哪种成因，都将造成光伏组件的热斑效应，之前有在光伏电站现场做过热成像试验，发现组件热斑区域电池片温度比正常高出了一倍，电池片一旦出现了热斑效应，不但不会再发电，反而还会以负载的形式消耗其余电池片的发电量，严重的热斑效应还会造成电池片烧毁，还会有引发火灾的可能。
业内人士也有做过相关的组件遮挡试验，发现组件的发电量损失与遮挡的面积不是成正比的，仅仅一两块电池片的遮挡就会造成高达整块组件50%的功率损失，由此可见阴影遮挡对发电站的PR影响是相当大的。
所以电站的前期选址很重要，设计时可利用现有的阴影分析设备如Suneyes210对场地做好阴影分析以获得最优的方阵分布，我们可利用该设备分析出一年12个月及一天从早到晚太阳的轨迹变化对方阵选址造成的阴影区域，而在需要有支架的光伏电站设计时，我们可以利用公式计算来确保阵列之间不会被阴影遮挡到。
为了减少污染对发电量造成的损失，光伏电站在设计时方阵应远离烟囱等有重污染源的地方，并设计好最佳倾角（可参考当地纬度来设计）不但可提高发电量还可以有利积雪滑落以及在下雨时灰尘能更好的被雨水冲洗掉，水源充足的地区还可以设计专用清洗水管道定期对组件表面进行清洗，现在见到的比较多的是在彩钢瓦上铺设的组件，因受倾角的限值，一般的小雨会把灰尘冲洗到组件下端而被下边框挡住从而积累成较厚泥土层，或是积雪的不完全融化沉积在组件下边的一端，此时除了人工及时清理掉这部分遮挡外，在组件的安装方式上设计成横向安装以尽可能的减少这种遮挡造成的发电量损失。由组件的内部封装原理我们知道，当组件横向安装时，污渍造成的阴影会遮挡靠近侧边框的1个电池串，被遮挡电池串对应的旁路二极管会承受正压而导通，这时被遮挡电池串产生的功率全部被遮挡电池消耗，同时二极管正向导通，可以避免被遮挡电池消耗未被遮挡电池串产生的功率，而未被遮挡的电池串可以正常输出功率；而当组件竖向安装时，阴影会同时遮挡组件内所有电池串靠近下边框的位置，电池串二极管若全部正向导通，则组件没有功率输出，电池串二极管若没有全部正向导通，则组件产生的功率会全部被遮挡电池消耗，组件也没有功率输出，所以设计横向安装组件可以大幅度的降低此类污染因素对整个系统PR的影响。
2.光伏组件的串并联失配损失
从光伏组件串联形成组串，再由组串并联形成光伏方阵，最后将方阵的发电量送入逆变器转换成日常生活用电，这即是形成光伏发电站的主要过程，在这个过程中，首先应该考虑的是方阵选型的逆变器规格参数，逆变器的MPPT工作电压是一个范围，而能满载运行的输入电压一般是要比这个范围窄的，所以设计多少块组件串联得出的组串电压应该要在能使逆变器能满载运行的电压范围内。
在一个电站系统中，可能会使用到来自不同厂家生产的多个型号的组件，不同型号的组件电性能参数是有差异的，这种情况下，遵循的一个原则就是同一个逆变单元里所有光伏组串中组件串联的数量要一致，组件的电性能参数要一致，对应方阵的朝向和倾斜角度也应该保持一致，即保证了输入到逆变器的各组串运行电压和电流的一致性，才可能减少组件在串并联中造成的损失，这些在GB 50797-2012光伏电站设计规范中也是有明确规定的，对于分布式电站，尤其是彩钢瓦屋顶电站项目，因为地形的不规则而将屋顶上南北坡的方阵汇到同一个逆变器单元，比如南坡朝向区域里的方阵如果汇到一台逆变器会超出逆变器容量限值，汇到两台容量又不够，就干脆将北坡朝向区域里的方阵分配一部分过来安装，这样的后果会直接影响到系统的PR，因为同一时刻南北坡方阵采集的太阳光辐照度是不一样的，不同辐照度条件下组件的输出特性是不同的，不同输出特性的组件最后被汇到了一起就会造成严重的失配损失，所有一定要避免这种情况，在前期设计时应实地考察，特殊场地方阵可以选用组串型逆变器或是微型逆变器。
3. 用电线缆热损耗损失
电缆的线损是不可避免的，电站系统的设计应该考虑将线损降到最小，不仅可节约成本还有利于提高系统PR。
首先线缆的型号、电压、线径规格应符合设计要求，其次在施工设计过程中要合理布局线缆走线，电站中用线量最大的是方阵的串并联用线，但这里面很多的用线是可以节省下来的，在很多电站的实地考察中发现方阵中组串间的布线一般是采用了用 - 形连接，汇流箱安装位置于第一个 形的左边，这种连接方式确实可以节省线缆，每两个组串的并联就可以节省1/4的线缆，但如果适当改变汇流箱的安装位置，即将汇流箱安装在阵列的中间位置，汇流箱可以是在阵列的上方位置或是下方位置以不产生阴影遮挡为宜，即布线方式采用 - 形连接，这样可以减少延长线缆的使用量，既可大大节约线缆，还减小了线路损耗，但在实际操作中，很多电站建设时往往忽略了这个小小的改动。
总之，分布式光伏电站是以最大盈利为目的的，要想提高电站的PR，不光是做好后期运维工作，前期设计施工的每一个细节都要充分考虑到。