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光伏发电站评价指标

2016-3-1 07:40| 编辑:电工学习网| 查看: 4110| 评论: 0

 为使读者对光伏发电站评价规范有个全面的了解,本文介绍了光伏发电站评价指标的框架内容及主要的创新性指标,包括电站的赢利能力、发电性能、安全性能、性能可靠性及建设和运维能力。

  一、电站的赢利能力

  “规范”中将“性价指数”作为电站赢利能力及其他性能的引领性指标。图1为电站赢利能力评价指标的总体框架。

  

  图1. 电站赢利能力评价指标框图

  对电站投资,投资者最关心的是电站的建设和运营成本及投资收益。目前,核心的考量指标主要有2个,包括电站运营期的度电成本及内部或全部投资收益率。

  涉及电站运营期的度电成本,目前尚缺少适合我国实际、统一规范、科学合理的核算方法,公开发表的文献中主要参考了Fraunhofer-ISE及SUNPOWER给出的计算模型。Fraunhofer-ISE及SUNPOWER给出的模型,参照国外的会计及税收制度设计,对国内并不完全适用;另外,计算“度电成本”时所使用的某些参数的量值,尚没有足够的数据支撑。

  等效于项目的投资收益率,为更客观地反应电站的实际赢利能力,便于横向比较,并与电站的财务、法律及其他方面的尽职调查相衔接,“规范”中导入了“性价指数”这一评价指标。该指标:

  1)旨在采用简易的财务性指标统领电站的技术性能。

  2)以目前较为理想的项目收益水平为基准,综合考虑银行贷款或投资回收的一般期限及其他因素,采用“参考投资回收期(注:视为基准投资回收期)与实际测算投资回收期(注:按不完全成本简易计算)的比值”核定电站的性价指数,旨在比较电站的投资价值,并为交易型电站的定价提供参考性技术支撑。

  3)指标计算时,一是剔除了开发企业可控程度较低的非技术性因素;二是尽可能采用实测数据核定指标计算中的某些变量,有效地克服了当前项目投资收益率计算时采用经验数据,与实际偏差较大的不足。

  针对当前电站建设和运维中存在的问题,除电站的初始投资和发电性能,如图1所示,“规范”中将与可靠性有关的指标纳入 “性价指数”的计算。包括:“组件最大功率减损率”、“故障停机发电量损失率”、“故障维修成本”。

  GB50797-2012《光伏发电站设计规范》中给出了光伏发电系统可利用率(&)这一可靠性评价指标,并参与“电站综合效率系数”的计算,该指标的计算公式为:&=((8760-(故障停用小时数+检修小时数))/8760)*100%。

  从上述计算公式可以看出,该指标存在2方面的不足:

  1)计算“电站综合效率系数”时,“&”以“日历时数”为核定基数,其他参数以“日照时数”为核定基数并取值,二者不统一。

  2)光伏发电系统中,不同端点的设备故障,对发电量影响程度的差异很大,不是简单的时间概念。以100MW的电站为例,主变停机1小时所造成的发电量损失会是某台汇流箱停机1小时的几千倍,二者不可同日而语,这也是有的国家强制要求有备用主变的原因之一,但上述公式并未反应这一点。另外,方阵中的某个或某些组件可能存在未导致系统停机、但影响发电量的隐性故障,需要详查并单独核定。

  为准确反应可靠性对发电量及运营成本的影响,“规范”中将与可靠性有关的指标进行分拆,并参与发电量和运维成本的计算。

  二、电站的发电性能

  “规范”中将“综合效率指数”作为评价电站发电性能的综合性指标。图2为电站发电性能评价指标的总体框架。

  

  图2. 电站发电性能评价指标框图

  目前,在进行项目前期可研或初步设计时,大多参照GB50797-2012中给出的效率及其影响因素核定电站的系统效率;而在电站的验收或后期检测中,主要参照IEC61724中给出的指标和方法。二者不完全统一。比较而言,按照GB50797中“电站综合效率系数”核定电站的发电能力,考虑因素较全,特别对不同的支架形式和多角度设计;缺点是,由于该指标基于水平辐射量核定电站的效率,时效性较差,特别对固定倾角或跟踪形式的支架。按照IEC61724,采用“性能指数(PR)” 核定电站的发电能力,时效性较强,但考虑因素不全,特别是没有将支架形式和组件安装角度这一关键的设计要素考虑在内。

  在现有标准要求的基础上,为更客观、全面地反应电站的发电性能及建设质量,“规范”中导入了“综合效率指数”这一评价指标。该指标:

  1)如图2所示,对GB50797-2012中给出的“电站综合效率系数”及IEC61724中给出的“性能指数(PR)”进行了有效整合,并给出了“年度综合效率指数”的核算方法。同时,为更准确地预测整个运营期的发电量,依据电站现地常年温度、辐照度的概率分布,通过核定组件现地条件下的相对转换效率,给出了“性能指数”的修正方法。

  2)“规范”中系统地规划了各类发电量影响因素,并给出了效率因素的检测和评定方法。

  3)“综合效率指数”采用两种方法核定,一是依据经核正的端口运行数据进行测算,即“实测综合效率指数”;二是依据效率因素的检测结果进行核算,即“核算综合效率指数”。两种方法的测算结果相互比对、互相印证,并可依据“核算综合效率指数“的扩展数据对“实测综合效率指数”进行必要的修正,大大提高了测试结果的准确度。

  三、电站的安全性能

  “规范”中将“安全指数”作为评价电站安全性能的综合性指标。图3为电站安全性能评价指标的总体框架。

  

  图3. 电站安全性能评价指标框图

  目前,有些项目在进行前期准备和设计时,地质和气象灾害的调查和评估工作不充分,防灾设计不到位,为电站的后期运行留下诸多隐患。例如:有的电站在运行一段时间以后,出现明显的地面沉降;有的电站,特别是山地和低洼地势的电站,水土保持和排水设计不合理,雨季水土流失严重,包括出现组件水淹的情况;有的电站,在进行结构设计时,没有针对当地的气象条件,进行必要的设计确认,出现大风天气下组件吹落的情况。

  安全是电站长期运行的基础,针对当前电站建设中存在的问题及长期运营的需要,“规范”中给出了电站各方面安全性能的评价指标及评定方法。

  四、电站的性能可靠性

  “规范”中将“性能可靠性指数”作为评价电站可靠性的综合性指标。图4为电站安全性能评价指标的总体框架。

  

  图4. 电站可靠性评价指标框图

  电站设备的可靠性一直是业内关注的焦点问题。从鉴衡对电站检测结果的统计情况看,电站设备的可靠性确也不容乐观。突出表现在:有的电站,汇流设备和逆变器故障频发,特别在高温季节;有的电站,缺陷组件的比例偏高,个别电站甚至超过60%;有的电站,移交生产或运维单位后,权责不明,设备更换或大、中修的资金不落实,导致有些设备长期带病作业,严重影响电站的发电能力和安全性能。

  针对业内关心及现实管理中存在的突出问题,根据光伏行业的特点及设备运行的一般规律,“规范“中以发电量及设备的维护成本为轴心,设计了与可靠性有关的系列评价指标。

  五、电站的建设和运维能力

  “规范”中将“项目建设和运维能力指数”作为评价电站建设和运维质量的综合性指标。图5为电站建设和运维能力评价指标的总体框架。

  

  图5. 项目建设和运维能力评价指标框图

  归根结底,电站存在的工程质量问题是由于电站建设和运维过程控制不当或管理不严造成的。其中,有技术和标准方面的问题,更主要的还是管理问题。针对光伏发电工程建设和运维存在的问题和主要控制环节,“规范”从3个方面规定了23项评价指标,旨在:

  1)与电站各方面性能检测结果对照分析,全面评估电站建设和运维各环节的过程能力,特别是电站建设和运维质量对电站性能的影响程度。

  2)为电站开发企业后续的电站建设提供可借鉴的参考,引导电站建设单位及上游企业规范化运做、精细化管理。

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