本發(fā)明涉及一種光伏電站灰塵遮擋損失分析方法，屬于光伏發(fā)電領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在我國絕大部分大型光伏電站都分布在西北地區(qū)，而西北地區(qū)又是我國沙塵暴比較嚴重的地區(qū)，這也意味著西北地區(qū)是我國降塵比較嚴重的地區(qū)。而灰塵對光伏電站發(fā)電量的影響至今還沒有引起我國科研人員的注意。

我國西部地區(qū)是亞洲沙塵暴的發(fā)源地，降塵都很高，且我國的大型光伏電站都安裝在戈壁攤或者沙漠上，植被較少，所以降塵損失率保守估計在5％以上。而一個十兆瓦的光伏電站25年的降塵總損失約為：1.3度/年/瓦×10兆瓦(電站規(guī)模)×25年(工作年限)×0.9元/度(上網(wǎng)電價)×5％(降塵損失的效率)＝14625000元，約為1462萬元。這個數(shù)值還是很大的。所以建議光伏電站的管理人員能提高對降塵損失率的重視程度，并做好定期的清洗工作。

灰塵對光伏電池板的影響主要來源于兩個方面，一是灰塵性質(zhì)，二是當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件?；覊m具備多種化學(xué)、生物和靜電性質(zhì)，同時根據(jù)大小、形狀和重量的差別可分為不同的類型。當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素則包括當(dāng)?shù)亟ㄖ玫匦再|(zhì)、建筑特征(安裝的方向和角度)、環(huán)境特點(植被種類)以及氣候條件等。光伏面板的表面情況也相當(dāng)重要，一個粗糙的、帶有粘合性殘留物的粘滯表面比更光滑的表面更容易積累灰塵。而且灰塵本身也會吸附灰塵，一旦有了初始灰塵存在，就會導(dǎo)致更多的灰塵累計。

考慮重力因素，水平的表面通常比傾斜表面更容易累計灰塵。此外還需要考慮風(fēng)的運動，一般而言，低速風(fēng)會促進灰塵累積，高速風(fēng)可以消除灰塵累積。在一個傾斜或者垂直的面板表面，灰塵很可能沉聚在一個由高速風(fēng)運動所產(chǎn)生的低壓風(fēng)速帶，這就是為何灰塵會在面板邊緣沉積的原因。

中國專利201610317357.1公開了一種光伏電站系統(tǒng)效能的測量方法，涉及光伏發(fā)電設(shè)備檢測領(lǐng)域，包括：光伏電池板、微型逆變器、直流電表、數(shù)據(jù)采集器、溫度采集器、智能分析儀(pc機)、云平臺部件。該分析方法誤差較大，不能準確反映灰塵遮擋損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種光伏電站灰塵遮擋損失分析方法。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種光伏電站灰塵遮擋損失分析方法，依次包括如下步驟：

1)選取若干日為積灰日，普通組串與清洗組串均在積灰日內(nèi)進行積灰，使用表格記錄在積灰日內(nèi)同一時刻下普通組串的電流數(shù)據(jù)與清洗組串的電流數(shù)據(jù)；本步驟記錄的電流數(shù)據(jù)中，普通組串的電流數(shù)據(jù)為積灰日普通組串電流，清洗組串的電流數(shù)據(jù)為積灰日清洗組串電流；對所有積灰日普通組串電流求和，得到∑積灰日普通組串電流；

2)步驟1)結(jié)束后，選取若干日為清洗日，普通組串在清洗日內(nèi)繼續(xù)進行積灰，清洗機器人在清洗日內(nèi)對清洗組串進行清洗，使用表格記錄在清洗日內(nèi)同一時刻下普通組串的電流數(shù)據(jù)與清洗組串的電流數(shù)據(jù)；本步驟記錄的電流數(shù)據(jù)中，普通組串的電流數(shù)據(jù)為清洗日普通組串電流，清洗組串的電流數(shù)據(jù)為清洗日清洗組串電流；對所有清洗日普通組串電流求和，得到∑清洗日普通組串電流；

3)步驟1)結(jié)束后，計算積灰日中所有時刻下的積灰日某時刻偏差，其中積灰日某時刻偏差＝(積灰日清洗組串電流-積灰日普通組串電流)/積灰日普通組串電流；本步驟中積灰日某時刻偏差、積灰日清洗組串電流和積灰日普通組串電流均在同一個測試時刻的數(shù)據(jù)；

4)步驟2)結(jié)束后，計算清洗日中所有時刻下的清洗日某時刻偏差，其中清洗日某時刻偏差＝(清洗日清洗組串電流-清洗日普通組串電流)/清洗日普通組串電流；本步驟中清洗日某時刻偏差、清洗日清洗組串電流和清洗日普通組串電流均在同一個測試時刻的數(shù)據(jù)；

5)步驟4)和步驟3)結(jié)束后，分別計算積灰日平均偏差和清洗日平均偏差，其中積灰日平均偏差＝∑(積灰日某時刻偏差×積灰日普通組串電流)/∑積灰日普通組串電流,清洗日平均偏差＝∑(清洗日某時刻偏差×清洗日普通組串電流)/∑清洗日普通組串電流；本步驟中積灰日某時刻偏差和積灰日普通組串電流均在同一個測試時刻的數(shù)據(jù)；清洗日某時刻偏差和清洗日普通組串電流均在同一個測試時刻的數(shù)據(jù)

6)清洗日平均偏差與積灰日平均偏差相減，得到灰塵遮擋損失率。

光伏電池板表面的灰塵會減少接收輻照量，進而產(chǎn)生能量損失。試驗中保證其他參數(shù)影響不變，將灰塵及污穢作為唯一的自變量進行計算。因此我們根據(jù)清洗情況，選取一組清洗后組串的數(shù)據(jù)和一組未清洗組串的數(shù)據(jù)作為我們模型的輸入數(shù)據(jù)，通過對比模型數(shù)據(jù)，清洗之前數(shù)據(jù)計算兩個組串的原始發(fā)電電流偏差，清洗之后數(shù)據(jù)計算其中一個組串清洗之后的兩個組串的發(fā)電電流偏差，兩者偏差之差即為灰塵損失，明確消除了其他因素的影響因子。

選取一條加裝自動清洗裝置的清洗組串，和一條附近的普通組串近7天的電流數(shù)據(jù)做對比，每天晚上0:00計算一次當(dāng)天的電流偏差平均值，得到近7天的平均偏差(以普通組串電流為權(quán)重的加權(quán)平均)

對表格中空白的單元格，用相鄰上一時刻的對應(yīng)值補齊；如果表格中第一行包含空白的單元格，第一行的空白單元格填補0。

表格內(nèi)包括同一時刻下日照輻射輻強度、普通組串的電流數(shù)據(jù)和清洗組串的電流數(shù)據(jù)；如果出現(xiàn)下列數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)對應(yīng)的整行數(shù)據(jù)刪除：①日照輻射輻強度<200w/m²；②清洗組串的電流數(shù)據(jù)<0.2a，或者，普通組串的電流數(shù)據(jù)<0.2a；③清洗組串的電流數(shù)據(jù)>10a，或者，普通組串的電流數(shù)據(jù)>10a；④清洗組串的電流數(shù)據(jù)<(0.7×日照輻射輻強度/100)a，或者，普通組串的電流數(shù)據(jù)<(0.7×日照輻射輻強度/100)a；⑤清洗組串的電流數(shù)據(jù)>(1.3×日照輻射輻強度/100)a，或者，普通組串的電流數(shù)據(jù)>(1.3×日照輻射輻強度/100)a。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)計合理,能快速準確計算光伏電站灰塵遮擋損失,提高光伏電站整體效率和企業(yè)收益的方法和系統(tǒng)，方法明確了計算方法中采集的參數(shù)。排出了其他因素的影響，提高了計算結(jié)果的精度。本發(fā)明設(shè)計合理,能準確計算光伏電站灰塵遮擋損失的電能,為光伏發(fā)電企業(yè)的運維提供指導(dǎo)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例積灰日的數(shù)據(jù)圖。

圖2是本發(fā)明實施例清洗日的數(shù)據(jù)圖。

圖1和圖2中，橫坐標----日照輻射強度(w/m²)；縱坐標----匯流箱光伏直流通道組串的直流電流(a)；灰色數(shù)據(jù)點----使用清洗機器人清洗的組串的數(shù)據(jù)點；黑色數(shù)據(jù)點----未使用清洗機器人清洗的組串的數(shù)據(jù)點。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。

實施例。

參見圖1至圖2。

本實施例為一種光伏電站灰塵遮擋損失分析方法。

試驗系統(tǒng)共兩個發(fā)電組串，分別為十八區(qū)三號匯流箱十一號光伏直流通道和十八區(qū)三號匯流箱十三號光伏直流通道。十八區(qū)三號匯流箱十一號光伏直流通道為普通組串2，十八區(qū)三號匯流箱十三號光伏直流通道為清洗組串3。

選取若干日為積灰日，十八區(qū)三號匯流箱十一號光伏直流通道和十八區(qū)三號匯流箱十三號光伏直流通道均在積灰日內(nèi)進行積灰，使用表1記錄在積灰日內(nèi)同一時刻下十八區(qū)三號匯流箱十一號光伏直流通道的電流數(shù)據(jù)與十八區(qū)三號匯流箱十三號光伏直流通道的電流數(shù)據(jù)，表1記錄的電流數(shù)據(jù)中，十八區(qū)三號匯流箱十一號光伏直流通道的電流數(shù)據(jù)為積灰日普通組串電流，十八區(qū)三號匯流箱十三號光伏直流通道的電流數(shù)據(jù)為積灰日清洗組串電流。同時表1中記錄下同一時刻積灰日普通組串電流和積灰日清洗組串電流對應(yīng)的日照輻射強度。本實施例中積灰日為2016-09-17至2016-09-21。

表1

選取若干日為清洗日，十八區(qū)三號匯流箱十一號光伏直流通道在清洗日內(nèi)繼續(xù)進行積灰，清洗機器人在清洗日內(nèi)對十八區(qū)三號匯流箱十三號光伏直流通道進行清洗，使用表2記錄在清洗日內(nèi)同一時刻下十八區(qū)三號匯流箱十一號光伏直流通道的電流數(shù)據(jù)與十八區(qū)三號匯流箱十三號光伏直流通道的電流數(shù)據(jù)；表2記錄的電流數(shù)據(jù)中，十八區(qū)三號匯流箱十一號光伏直流通道的電流數(shù)據(jù)為清洗日普通組串電流，十八區(qū)三號匯流箱十三號光伏直流通道的電流數(shù)據(jù)為清洗日清洗組串電流。同時表2中記錄下同一時刻清洗日普通組串電流和清洗日清洗組串電流對應(yīng)的日照輻射強度。本實施例中清洗日為2016-09-22至2016-09-26。

表2

試驗過程：對十八區(qū)三號匯流箱十三號光伏直流通道進行清洗，十八區(qū)三號匯流箱十一號光伏直流通道保持原來工作環(huán)境(不清洗)。試驗前后分別讀取數(shù)據(jù)。

按照一種光伏電站灰塵遮擋損失其分析方法剔除因為限電、遮擋等原因造成的無效數(shù)據(jù)。無效數(shù)據(jù)條件如下：①日照輻射輻強度<200w/m²；②清洗組串3的電流數(shù)據(jù)<0.2a，或者，普通組串2的電流數(shù)據(jù)<0.2a；③清洗組串3的電流數(shù)據(jù)>10a，或者，普通組串2的電流數(shù)據(jù)>10a；④清洗組串3的電流數(shù)據(jù)<(0.7×日照輻射輻強度/100)a，或者，普通組串2的電流數(shù)據(jù)<(0.7×日照輻射輻強度/100)a；⑤清洗組串3的電流數(shù)據(jù)>(1.3×日照輻射輻強度/100)a，或者，普通組串2的電流數(shù)據(jù)>(1.3×日照輻射輻強度/100)a。

表3為表1去除無效數(shù)據(jù)后的表格。并且在表3中計算積灰日某時刻偏差、∑(積灰日某時刻偏差×積灰日普通組串電流)、∑積灰日普通組串電流和近7天的積灰日平均偏差。其中積灰日某時刻偏差＝(積灰日清洗組串電流-積灰日普通組串電流)/積灰日普通組串電流，積灰日某時刻偏差、積灰日清洗組串電流和積灰日普通組串電流均對應(yīng)同一測試時刻?！?積灰日某時刻偏差×積灰日普通組串電流)中，每一項積灰日某時刻偏差×積灰日普通組串電流對應(yīng)的積灰日某時刻偏差和積灰日普通組串電流均為同一測試時刻。積灰日平均偏差＝∑(積灰日某時刻偏差×積灰日普通組串電流)/∑積灰日普通組串電流。

表3

表4為表2去除無效數(shù)據(jù)后的表格。并且在表4中計算清洗日某時刻偏差、∑(清洗日某時刻偏差×清洗日普通組串電流)、∑清洗日普通組串電流和近7天的清洗日平均偏差。其中清洗日某時刻偏差＝(清洗日清洗組串電流-清洗日普通組串電流)/清洗日普通組串電流，清洗日某時刻偏差、清洗日清洗組串電流和清洗日普通組串電流均對應(yīng)同一測試時刻?！?清洗日某時刻偏差×清洗日普通組串電流)中，每一項清洗日某時刻偏差×清洗日普通組串電流對應(yīng)的清洗日某時刻偏差和清洗日普通組串電流均為同一測試時刻。清洗日平均偏差＝∑(清洗日某時刻偏差×清洗日普通組串電流)/∑清洗日普通組串電流。

表4

其中積灰日和清洗日中，無效數(shù)據(jù)實例如表5和表6所示。

表5

表5中a列為積灰日內(nèi)記錄數(shù)據(jù)的時間。表5中b列為積灰日日照輻射強度很小一部分數(shù)據(jù)事例。表5中c列為積灰日十八區(qū)三號匯流箱十一號光伏直流通道的直流電流很小一部分數(shù)據(jù)事例。表5中c列為積灰日十八區(qū)三號匯流箱十三號光伏直流通道的直流電流很小一部分數(shù)據(jù)事例。

表6

表6中a列為清洗日內(nèi)記錄數(shù)據(jù)的時間。表6中b列為清洗日日照輻射強度很小一部分數(shù)據(jù)事例。表6中c列為清洗日十八區(qū)三號匯流箱十一號光伏直流通道的直流電流很小一部分數(shù)據(jù)事例。表6中c列為清洗日十八區(qū)三號匯流箱十三號光伏直流通道的直流電流很小一部分數(shù)據(jù)事例。

試驗前后清洗效果＝試驗后近7天的清洗日平均偏差-實驗前近7天的積灰日平均偏差＝6.771-3.922＝2.849％。

試驗結(jié)果：灰塵遮擋損失電量率為2.849％。

試驗數(shù)據(jù)分布如圖1、圖2所示，數(shù)據(jù)重合度越高說明清洗效果越好，數(shù)據(jù)越離散說明灰塵遮擋影響電量越多。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。