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摘要：本文首先介绍了光伏电站电气设备系统的构成，然后分析了光伏电站电气设备系统对发电量输出的影响，最后探讨了提高光伏电站发电量输出对策。
关键词：光伏电站；电气设备系统；发电量；对策
中图分类号：S972文献标识码： A
随着日趋紧张的能源形势以及城市空气污染等问题的凸显，清洁能源发电越来越多的得到了社会的重视，而光伏发电以其污染物零排放、能源储量丰富、市场前景广阔等特点在国内外学术界和产业界得到了越来越多的关注。
1光伏电站电气设备系统的构成
光伏发电系统的实质是用太阳能电池的光伏效应将太阳能转变为电能。和火电相比，光伏发电过程中没有燃烧不会破坏环境。和风电相比较，光伏发电过程中没有机械传动。光伏发电系统的组成部分一般包括：太阳能电池组件、防雷汇流箱、太阳能充放电控制器（离网系统）、逆变器和储能蓄电池(离网系统)、配电箱等构成。
1.1太阳能电池组件
太阳能电池组件是光伏系统最重要的部分，光伏组件大约占到光伏电站投资成本的二分之一。它的作用是将太阳能直接转换成电能，太阳能电池组件的转化率，即太阳能转换成电能的比率是其十分重要的参数。
1.2汇流箱
在太阳能光伏发电系统中，为了尽量减小光伏方阵和与其连接的逆变器之间的连接电缆和接点的数量，因此使用汇流箱。在使用时将型号、个数的相同太阳能电池串联起来，组成一个组串，组串个数根据逆变器的参数而定，然后再将多个组串并联接入光伏汇流防雷箱的铜牌，在汇流箱内电流由多点汇集至一点。
1.3太阳能控制器
一般用于离网光伏发电系统中。太阳能控制器是用来控制蓄电池充放电的。太阳能控制器的核心是模数转换器和微处理器。目前国内的控制器多为 24V、48V、220V的系统。
1.4逆变器
逆变器是将太阳能电池方阵发出的直流电转换成所需频率的交流电的一种设备，由于太阳能电池组件和发出的是直流电，当用于交流负载或者并网时，需将直流电变为交流电。逆变器按系统的分类，可分为离网逆变器和并网逆变器。
1.5蓄电池
蓄电池的作用是将光伏阵列发出的直流电能储存起来，供其负载使用。在光伏发电系统中，当太阳能辐射量较大时，除了保证负载运行外，还对蓄电池进行充电；当太阳能辐射量较小或者无日照时，蓄电池中儲存的电能将被逐步放出。
2光伏电站电气设备系统对发电量输出的影响
2.1光照入射角对不同种类电池转换效率的影响
光照入射角包括方位角和倾角，参阅有关文献，多个光照倾角下各类电池组件实际转换效率对比试验，得出结论为：倾角对晶硅电池和非晶硅电池转换效率影响趋势一致，但受倾角影响的转换效率变化幅度晶硅电池弱于非晶硅电池。
2.2电池板不匹配损耗
该类损耗影响发电量约1.3%。并网光伏电站的电池方阵进行电池组件串、并联时，理想状态是将工作电流基本相同的串联在一起，再将组件串中工作电压基本相同的并联在一起。但在实际安装时很难做到，而且每一组件，其最佳工作电压和电流不一定完全相同，造成整个方阵的总功率小于各个组件的功率之和。
2.3组件连接损耗
该类损耗影响发电量约2%。电池组件间及到接线盒使用导线连接，接线较细，且连接点众多，导线电阻损耗及连接点接触不良都会产生损耗。
2.4电池衰减损耗
该类损耗影响发电量每年减少约1%。多晶硅光伏组件的老化衰减，主要是由于电池的缓慢衰减以及封装材料的性能退化所造成，导致组件主材性能退化的主要原因是紫外线的照射。
2.5并网逆变器
并网逆变器是光伏发电系统中的关键设备。国内逆变器产品多数技术比较成熟，生产工艺也相当过关，但仍然有些问题需要改进，以进一步提高逆变器的运行稳定性，尤其是大功率逆变器。因为对于500KW逆变器来说，每次停运，对发电量的影响，少则二五百度，多则上万度。
1)过温保护问题：逆变器G8T模块是实现DC/AC转换的核心部件，同时也是逆变器内的热源中心。高负荷运行时，该模块在强制风冷的情况下，温度仍然高达70摄氏度左右，该温度对于G8T模块来说自然在允许范围内，但对于G8T驱动板已是非常高温，导致驱动板上电子元件多数变形(原本方形的集成芯片、贴片电阻、贴片电容等受热膨胀变为圆形)，逆变器与G8T故障报警、停止运行，严重影响系统发电量。
2)调节启动电压：由于光伏组件峰值工作电压受温度影响比较大。如果逆变器并网启动电压冬夏设置相同值，可能出现夏天即使阳光明媚，早上5：00太阳升起，但8：00逆变器迟迟达不到启动电压不能并网。
2.6 遮挡损耗
该类损耗影响发电量约5%。实际运行中，当电池方阵表面沉积灰尘或积雪时没有及时清洗，或有树叶、鸟粪等遮挡物长期存在电池组件上，不仅会影响系统发电量，而且遮挡物形成局部阴影，使组件局部长期发热，甚至引起热斑效应，产生的温度超过一定极限将会烧爆玻璃。
2.7温度影响
该类损耗影响发电量约4.5%。太阳能电池组件的额定功率是在标准测试条件下测定的，如果运行时，电池的温度高于25℃，输出功率将会减少。因为电池组件的光电转换效率随温度的增加而下降，太阳能电池温度每升高1℃，功率减少0.35%。
2.8电气设备损耗
该损耗包括逆变器损耗、变压器损耗、直流和交流电缆损耗，影响发电量分别约为3%、2.5%、2%。
2.9 系统故障及维护损耗
该类损耗影响发电量约0.5%。实际运行中，发生电池组件破损、汇流箱内公母头烧损等故障后进行维护处理会影响发电量。
3提高光伏电站发电量输出对策
3.1减少组件的遮挡损耗
针对电站所处区域特点，春季多沙尘天气易积灰，夏秋季组件间的杂草易遮阴，冬季易覆盖积雪，定期检查光伏组件表面积尘情况，根据污染情况及时清洗组件表面，减少遮挡损耗。
3.2加强设备维护，减少故障原因造成的损失电量
加强运行参数监控，确认汇流箱各路电流正常，箱式变压器、逆变器设备运行正常。需更换破损电池组件、汇流箱内公母头时，可在白天使用遮光板满足电气安全前提下进行作业，减少个别组件支路不能正常发电造成的电量损失。
(1)光伏组件
定期检查光伏组件，是否存在玻璃破碎、背板灼焦、明显的颜色变化。光伏组件接线盒有无变形、扭曲、开裂或烧毁，接线端子是否良好连接。使用测温仪定期测量同一光伏组件外表面温差应小于2 0 0C。使用直流钳型电流表在太阳辐射强度基本一致的条件下测量接入同一个直流汇流箱的各光伏组件串的输入电流，其偏差应不超过5%。
(2)汇流箱
定期检查直流汇流箱有无锈蚀、漏水、积灰现象，箱内各个接线端子不应松动、锈蚀，确保螺钉紧固，防止接线松动发热燃烧。确保防水端子拧紧，防止漏水导致汇流箱故障。
(3)逆变器
定期检查逆变器室散热环境良好，逆变器运行中无较大振动和异常噪声，定期紧固逆变器母排螺丝，防止接触不良过热，检查逆变器中模块、电抗器、变压器的散热器风扇根据温度自行启动和停止的功能正常。春季，及时关闭逆变器室通风百叶窗，保持室内和柜体内清洁，柜体内灰尘较多时，夜间断电后进行清理。对比检查逆变器监控盘面上的各种数据，及时发现异常。
3.3优化逆变器运行方式
依据季节调节逆变器并网电压，增发电量。由于光伏组件峰值工作电压受温度影响较大。夏季可适当将逆变器并网电压调低30-70V，将并网电压从680V降至610V，逆变器每日可延长并网0. 5h，每台逆变器一天多发电约15kWh， 30MW。光伏电站月发电量可提高约0. 35%，延长逆变器的并网发电时间，不仅增发电量，同时减少约2%的夜间从电网系统吸收的箱变和逆变器空载损耗电量。
3.4减少电站自用能耗
春夏季，宁夏地区异夜温差较大，根据每天早、中、晚环境温度变化及时调整逆变器室通风百叶窗，控制室内温度低于28℃，尽量减少逆变器轴流抽风机的工作时间。冬季，电站采暖依据天气情况控制壁挂式电暖器温度，晴天控制温度17℃，阴天控制温度20℃。多项措施减少耗电增发电量。
4结语
本文结合作者在大中型光伏电站的实际运行管理经验，分析大中型并网光伏电站建设初期和投运后各种障影响系统发电量的因素，并提出相应的解决措施，所列问题不一定齐全，希望各位同仁共同探讨。
参考文献
[1]王大飞.如何提高大中型并网光伏电站的发电量[J].硅谷，2012, (15)
[2]王长贵.太阳能光伏发电实用技术(第二版)[M].北京:化学工业出版社, 2009.
[3]吴永强.宁夏大唐国际青铜峡光伏并网电站维护浅谈[J].科技信息，2012,(31)
关键词：光伏电站；电气设备系统；发电量；对策
中图分类号：S972文献标识码： A
随着日趋紧张的能源形势以及城市空气污染等问题的凸显，清洁能源发电越来越多的得到了社会的重视，而光伏发电以其污染物零排放、能源储量丰富、市场前景广阔等特点在国内外学术界和产业界得到了越来越多的关注。
1光伏电站电气设备系统的构成
光伏发电系统的实质是用太阳能电池的光伏效应将太阳能转变为电能。和火电相比，光伏发电过程中没有燃烧不会破坏环境。和风电相比较，光伏发电过程中没有机械传动。光伏发电系统的组成部分一般包括：太阳能电池组件、防雷汇流箱、太阳能充放电控制器（离网系统）、逆变器和储能蓄电池(离网系统)、配电箱等构成。
1.1太阳能电池组件
太阳能电池组件是光伏系统最重要的部分，光伏组件大约占到光伏电站投资成本的二分之一。它的作用是将太阳能直接转换成电能，太阳能电池组件的转化率，即太阳能转换成电能的比率是其十分重要的参数。
1.2汇流箱
在太阳能光伏发电系统中，为了尽量减小光伏方阵和与其连接的逆变器之间的连接电缆和接点的数量，因此使用汇流箱。在使用时将型号、个数的相同太阳能电池串联起来，组成一个组串，组串个数根据逆变器的参数而定，然后再将多个组串并联接入光伏汇流防雷箱的铜牌，在汇流箱内电流由多点汇集至一点。
1.3太阳能控制器
一般用于离网光伏发电系统中。太阳能控制器是用来控制蓄电池充放电的。太阳能控制器的核心是模数转换器和微处理器。目前国内的控制器多为 24V、48V、220V的系统。
1.4逆变器
逆变器是将太阳能电池方阵发出的直流电转换成所需频率的交流电的一种设备，由于太阳能电池组件和发出的是直流电，当用于交流负载或者并网时，需将直流电变为交流电。逆变器按系统的分类，可分为离网逆变器和并网逆变器。
1.5蓄电池
蓄电池的作用是将光伏阵列发出的直流电能储存起来，供其负载使用。在光伏发电系统中，当太阳能辐射量较大时，除了保证负载运行外，还对蓄电池进行充电；当太阳能辐射量较小或者无日照时，蓄电池中儲存的电能将被逐步放出。
2光伏电站电气设备系统对发电量输出的影响
2.1光照入射角对不同种类电池转换效率的影响
光照入射角包括方位角和倾角，参阅有关文献，多个光照倾角下各类电池组件实际转换效率对比试验，得出结论为：倾角对晶硅电池和非晶硅电池转换效率影响趋势一致，但受倾角影响的转换效率变化幅度晶硅电池弱于非晶硅电池。
2.2电池板不匹配损耗
该类损耗影响发电量约1.3%。并网光伏电站的电池方阵进行电池组件串、并联时，理想状态是将工作电流基本相同的串联在一起，再将组件串中工作电压基本相同的并联在一起。但在实际安装时很难做到，而且每一组件，其最佳工作电压和电流不一定完全相同，造成整个方阵的总功率小于各个组件的功率之和。
2.3组件连接损耗
该类损耗影响发电量约2%。电池组件间及到接线盒使用导线连接，接线较细，且连接点众多，导线电阻损耗及连接点接触不良都会产生损耗。
2.4电池衰减损耗
该类损耗影响发电量每年减少约1%。多晶硅光伏组件的老化衰减，主要是由于电池的缓慢衰减以及封装材料的性能退化所造成，导致组件主材性能退化的主要原因是紫外线的照射。
2.5并网逆变器
并网逆变器是光伏发电系统中的关键设备。国内逆变器产品多数技术比较成熟，生产工艺也相当过关，但仍然有些问题需要改进，以进一步提高逆变器的运行稳定性，尤其是大功率逆变器。因为对于500KW逆变器来说，每次停运，对发电量的影响，少则二五百度，多则上万度。
1)过温保护问题：逆变器G8T模块是实现DC/AC转换的核心部件，同时也是逆变器内的热源中心。高负荷运行时，该模块在强制风冷的情况下，温度仍然高达70摄氏度左右，该温度对于G8T模块来说自然在允许范围内，但对于G8T驱动板已是非常高温，导致驱动板上电子元件多数变形(原本方形的集成芯片、贴片电阻、贴片电容等受热膨胀变为圆形)，逆变器与G8T故障报警、停止运行，严重影响系统发电量。
2)调节启动电压：由于光伏组件峰值工作电压受温度影响比较大。如果逆变器并网启动电压冬夏设置相同值，可能出现夏天即使阳光明媚，早上5：00太阳升起，但8：00逆变器迟迟达不到启动电压不能并网。
2.6 遮挡损耗
该类损耗影响发电量约5%。实际运行中，当电池方阵表面沉积灰尘或积雪时没有及时清洗，或有树叶、鸟粪等遮挡物长期存在电池组件上，不仅会影响系统发电量，而且遮挡物形成局部阴影，使组件局部长期发热，甚至引起热斑效应，产生的温度超过一定极限将会烧爆玻璃。
2.7温度影响
该类损耗影响发电量约4.5%。太阳能电池组件的额定功率是在标准测试条件下测定的，如果运行时，电池的温度高于25℃，输出功率将会减少。因为电池组件的光电转换效率随温度的增加而下降，太阳能电池温度每升高1℃，功率减少0.35%。
2.8电气设备损耗
该损耗包括逆变器损耗、变压器损耗、直流和交流电缆损耗，影响发电量分别约为3%、2.5%、2%。
2.9 系统故障及维护损耗
该类损耗影响发电量约0.5%。实际运行中，发生电池组件破损、汇流箱内公母头烧损等故障后进行维护处理会影响发电量。
3提高光伏电站发电量输出对策
3.1减少组件的遮挡损耗
针对电站所处区域特点，春季多沙尘天气易积灰，夏秋季组件间的杂草易遮阴，冬季易覆盖积雪，定期检查光伏组件表面积尘情况，根据污染情况及时清洗组件表面，减少遮挡损耗。
3.2加强设备维护，减少故障原因造成的损失电量
加强运行参数监控，确认汇流箱各路电流正常，箱式变压器、逆变器设备运行正常。需更换破损电池组件、汇流箱内公母头时，可在白天使用遮光板满足电气安全前提下进行作业，减少个别组件支路不能正常发电造成的电量损失。
(1)光伏组件
定期检查光伏组件，是否存在玻璃破碎、背板灼焦、明显的颜色变化。光伏组件接线盒有无变形、扭曲、开裂或烧毁，接线端子是否良好连接。使用测温仪定期测量同一光伏组件外表面温差应小于2 0 0C。使用直流钳型电流表在太阳辐射强度基本一致的条件下测量接入同一个直流汇流箱的各光伏组件串的输入电流，其偏差应不超过5%。
(2)汇流箱
定期检查直流汇流箱有无锈蚀、漏水、积灰现象，箱内各个接线端子不应松动、锈蚀，确保螺钉紧固，防止接线松动发热燃烧。确保防水端子拧紧，防止漏水导致汇流箱故障。
(3)逆变器
定期检查逆变器室散热环境良好，逆变器运行中无较大振动和异常噪声，定期紧固逆变器母排螺丝，防止接触不良过热，检查逆变器中模块、电抗器、变压器的散热器风扇根据温度自行启动和停止的功能正常。春季，及时关闭逆变器室通风百叶窗，保持室内和柜体内清洁，柜体内灰尘较多时，夜间断电后进行清理。对比检查逆变器监控盘面上的各种数据，及时发现异常。
3.3优化逆变器运行方式
依据季节调节逆变器并网电压，增发电量。由于光伏组件峰值工作电压受温度影响较大。夏季可适当将逆变器并网电压调低30-70V，将并网电压从680V降至610V，逆变器每日可延长并网0. 5h，每台逆变器一天多发电约15kWh， 30MW。光伏电站月发电量可提高约0. 35%，延长逆变器的并网发电时间，不仅增发电量，同时减少约2%的夜间从电网系统吸收的箱变和逆变器空载损耗电量。
3.4减少电站自用能耗
春夏季，宁夏地区异夜温差较大，根据每天早、中、晚环境温度变化及时调整逆变器室通风百叶窗，控制室内温度低于28℃，尽量减少逆变器轴流抽风机的工作时间。冬季，电站采暖依据天气情况控制壁挂式电暖器温度，晴天控制温度17℃，阴天控制温度20℃。多项措施减少耗电增发电量。
4结语
本文结合作者在大中型光伏电站的实际运行管理经验，分析大中型并网光伏电站建设初期和投运后各种障影响系统发电量的因素，并提出相应的解决措施，所列问题不一定齐全，希望各位同仁共同探讨。
参考文献
[1]王大飞.如何提高大中型并网光伏电站的发电量[J].硅谷，2012, (15)
[2]王长贵.太阳能光伏发电实用技术(第二版)[M].北京:化学工业出版社, 2009.
[3]吴永强.宁夏大唐国际青铜峡光伏并网电站维护浅谈[J].科技信息，2012,(31)