文| 储能100人「储能100人」获悉,7月13日,由黄河公司建设运营的国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)2022年度数据成果发布会在黑龙江省大庆市举办。
会议聚焦平台前期建设取得的良好实践,共享光伏、储能实证实验数据,为国家制定产业政策、技术标准和构建新型能源体系提供科学依据及实证研究,助力中国“3060”目标实现。国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地),总投资60亿元。一期项目实证实验方案161种、涉及31个制造厂商69种产品,采集数据点达30多万个,每天采集数据量超过300GB。平台可以实现数据自动采集、自动分析、自动生成报告。
这次发布的2022年度数据成果是继四季度数据发布之后,大庆基地完整年度数据首次对外正式公开。涵盖气象、组件、逆变器、支架、储能产品、光伏系统、储能系统等七大维度,可以为新技术、新产品、新方案实际应用效果提供科学的检验对照数据支撑,为国家制定产业政策和技术标准提供科学依据。
气象数据
准确的气象数据是光伏电站项目设计的基础之一,从大庆基地的气象实证数据来看,在大庆的典型气候条件下,背面辐照占比根据应用场景、不同月份、不同高度均会呈现出不同的趋势特点。其中,就应用场景而言,背面辐照占比最高是雪地场景50-60%,最低的为干草地,约为10-12%。
组件
从大庆基地组件实证数据发现,不同技术类型的组件产品中,N-TOPCon组件发电量最高,分别较IBC、PERC高 0.5%、2.24% 。
不同尺寸电池片组件发电量差异较小,对比210mm、182mm、166mm、158mm四种尺寸电池片组件,最大发电量差异在1.6%。整体来看大尺寸组件发电量相对较高,但是不同厂家同一尺寸电池片组件发电量存在差异。从下图可以看到,兆瓦发电量中最高来自182mm,最低来自于162mm。
逆变器
根据逆变器实证数据,不同厂家组串式逆变器最大发电量差异在1.7% 。组串式逆变器发电量最高,集散式逆变器发电量最低。集散式逆变器由于前期调试原因未达到最佳运行工况,发电量偏低。
从逆变器效率来看,不同技术路线逆变器效率均达到98%以上,基本达到厂家承诺值。此外,实证国产IGBT元器件逆变器与进口IGBT元器件逆变器效率均为98.23%。
支架
支架实证数据显示,不同支架类型发电量差异较大。高纬度地区带倾角平单轴发电能力具有一定优势,平单轴(带10倾角)全年发电量最高,较平单轴(带5倾角)、平单轴分别高8.24%、13.1% ;平单轴支架各月发电量差异较大,3月-9月平单轴支架发电量高于固定支架,较固定支架最高33.16%(6月);其他月份平单轴支架发电量低于固定支架,较固定支架最低40.84%(12月) 。
值得注意的是,不同倾角发电量差异较大,45倾角发电量最高; 固定支架不同距地高度发电量差异较小,在1% 以内。增加间距可降低早晚时刻遮挡,增加背面辐照占比,提高发电量 。
储能产品
大庆基地储能产品实证板块涵盖多个厂家多种不同储能技术类型,包括电化学储能、电磁储能、机械储能三大类技术, 涵盖磷酸铁锂、三元锂、钛酸锂、全钒液流、超级电容、混合电容、飞轮储能。
从电池效率来看,锂电池实测电池效率均在93%以上,液流电池实测效率79.12%,功率型储能电池效率均超过 92%,实测值均能达到厂家承诺值。
从储能系统效率来看,PCS、隔离变等功率转换器、升压设备均对储能整体效率造成一定影响,系统效率(不含厂用电)较电池效率平均下降7%-10%,其中隔离变损耗占比约为4% 。此外,储能系统增加空调、泵等辅助设备,系统效率(含厂用电)较系统效率(不含厂用电)下降7%-15%,储能利用小时数越高,充放电次数越多,系统效率越高。
光伏系统
从不同方案的系统实测情况来看,支架对系统的发电量影响最大。双轴支架+组串式逆变器+双面组件方案的单位兆瓦发电量最高。其次是平单轴(带10 倾角)支架+组串式逆变器+双面组件方案,然后是斜单轴支架+组串式逆变器+双面组件方案。
从光伏电站系统运行实证数据可以发现,现行设计方法采用地理位置、应用场景、气象环境等参数计算,与实际运行过程中实测数据偏差较大,出现不同程度的逆变器限功率、箱变限功率等现象,需长期监测、数据积累,用不同设备匹配探索适用于本地区的光伏电站设计所用的边界条件、计算方法。
光储系统
从光储系统实测情况来看,光储电站利用小时数受设计、设备选型、建设、调度、运行、维护等因素影响。5MW光储系统设计多年平均利用小时数为3000h,实测全年累计利用小时数3329.4h;10MW光储系统设计多年平均利用小时数2500h ,实测全年累计利用小时数2710.3h,均达到设计值。
此外,从光储系统运行实证数据可以发现,晴天可实现一次满充满放循环,多云天可实 现 多 次 浅 充 浅 放 , 日 最 高 利 用 率 为 170.4%,月平均利用率为72.3% 。提高储能利用率的关键在于提高多云天气下的充放电次数。
重点关注问题
限功率运行:雪地应用场景,背面辐照占比达到50%-60%,组件背面增益较高,实测运行电流 高于最大功率点工作电流(Imp),实测功率高于设计功率,实际运行出现限功率现象。设备间匹配:高纬度地区辐照变化较慢,全年低辐照强度(小于400W/m2)运行时长较长,占全年52%。逆变器在低辐照强度运行低负载效率偏低,需关注如何提高逆变器低负载下效率,最大化提高产品性能;同时应研究适用新型组件(钙钛矿)逆变器,发挥弱光性能。发电量理论计算公式:跟踪支架双面组件系统实测发电量与理论计算发电量差异较大,主要是实测背面辐照增益与现有软件模拟背面辐照增益差距较大,造成实测发电量与理论计算发电量存在偏差,下一步研究应开发一套用于计算跟踪支架背面发电量的软件。储能利用率:光储电站利用小时数据受设计、设备选型、建设、调度、运行、维护等因素影响,需要关注多云天充放电运行策略,提升储能利用率,提高储能系统效率。
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