光伏发电系统综合量化评价体系探讨

李占江

（国家电力投资集团有限公司山东分公司山东济南250002）

摘要：光伏发电系统有着初始投资高且运行周期长的特点，所以在建立光伏发电系统时，就需要对其产品质量、设计质量进行科学的评价，探讨系统的技术性与经济性。当前，关于光伏发电系统评价体系无论是国内还是国外，都没有统一的制定标准。因此，本文基于“领跑者计划”，对光伏发电系统综合量化评价体系进行探讨，希望可以为光伏发电系统的建立提供新的思路。

关键词：光伏发电系统；体系评价；综合量化

一、光伏部件的评价指标

1.1光伏组件额定功率和组件效率

光伏组件的额定功率和组件效率是“领跑者计划”中对光伏组件最重要的考核指标，这一指标必须在光伏发电系统建成后立即抽查，以评价开发商选用的光伏组件是否达到了投标时承诺的效率水平。抽查要求生产厂家提供至少3块同型号组件的出厂测试技术参数，以提高可信度和冗余度，并将抽查组件的技术参数备案，作为1年后测试和评价光伏组件衰降率时的参考基准。

1.2光伏组件功率衰降率

功率衰降率是“领跑者计划”对于光伏组件的重要考核指标。

1）在系统建成1年后进行项目评价时测试，应当找出系统建成时现场测试并有备案的基准组件进行复测，以得到准确的衰降率指标。

2）判定标准：多晶硅组件1年内衰降率不高于2.5；单晶硅组件1年内衰降率不高于3.0%；薄膜组件1年内衰降率不高于5.0%。

1.3逆变器中国效率

逆变器中国效率按照《光伏制造行业规范条件2015》的要求，没有新的变化。

1）在系统建成1年后进行项目评价测试时，宜选择晴朗天气。

2）从早上到中午，在不同辐照度条件（即不同负荷条件）下对抽样逆变器进行测试，可为人工测试，也可采用电功率自动测试设备完成；至少完成2-3天的完整测试，将各个功率点效率的测试结果加权计算得到“中国效率”指标。

1.4逆变器的正常运行率

设备正常运行率是国际通用的评价设备可靠性的指标。设备正常运行率代表了设备的可靠性和服务质量，适用于逆变器和太阳跟踪器等电子设备的评价，不适用于光伏组件。

1.5太阳跟踪器的正常运行率

太阳跟踪器正常运行率的定义和计算公式与逆变器的正常运行率一致，差别在于太阳跟踪器有跟踪精度的要求。

二、光伏发电系统的评价指标

光伏发电系统的评价指标应至少包括系统的电气质量、系统设计的先进性、系统占地和系统的经济性。

2.1光伏发电系统能效比

能效比是国际通用的光伏发电系统质量评价指标，其代表了光伏发电系统评价时段内的可靠性和综合效率的高低，但不代表项目的经济性，也不代表设计的先进性。IEC61724-1给出了能效比PR的定义：

（1）式中，为光伏发电系统的交流输出电量，kWh；为光伏方阵额定直流功率，即光伏组件功率的代数和，kW；H为方阵面实际收集到的太阳辐射量，kWh/m2；G为标准辐照度，kW/m2。

PR评价指标排除了地区之间的太阳能资源差异和同一地点年度太阳能资源的差异，客观评价了光伏发电系统的质量。

2.2光伏系统功率比

PR虽然普遍用于评价光伏发电系统的质量，但很多情况下PR值并不容易获取。有一些光伏电站，虽然安装了光伏方阵面的辐射量测试仪器，但由于准确度不高或维护不当，也无法准确得到PR值。在这些情况下，我们可以采用“功率比”代替PR，而采用功率比最大的优点是在现场可以准确测量。

2.3年等效利用小时数

年等效利用小时数是国内比较不同发电方式时的参照条件，如燃煤火电典型的年等效利用小时数为5000h，风电的典型值是2000h，光伏发电的典型值是1500h等；而国际上采用年kW发电量作为比较不同发电方式时的参照条件。二者数值相同，意义相同，但单位不同，Yield的单位是kWh/kW，而年等效利用小时数的单位是h。

2.4土地利用率

国际上常用土地占用率，而国内常用kW占地作为土地利用率的指标。无论是GCR还是kW占地，都是辅助性指标，在PR或等效利用小时数相同的条件下，占地越少越好。

关于土地利用率，需要注意的是：

1）计算土地利用率应该用额定交流功率计算，便于比较不同光伏一逆变器容配比条件下的占地差异；

2）土地利用率虽然仅是一个辅助性指标，但必须有，因为计算度电成本时会用到。

2.5光伏项目的度电成本

度电成本（LCOE）是国际上通用的比较不同发电方式度电成本的指标，是客观评价光伏项目经济性的重要指标，能够间接评价项目的收益水平，更能直接判断项目是亏损还是盈利。但LCOE并不是具体项目经济性评价指标，并不包含电价、收益、贷款利息、贷款周期、贷款比例等因素。低的LCOE是光伏项目最终追求的目标，越低越好。

2.6系统（交流）效率

IEC61724-1《光伏系统性能第1部分：监测系统》中，提出了系统（交流）效率，即System（AC）efficiency的概念。如果把方阵效率看成光伏组件效率，那么这里系统（交流）效率就等于光伏组件效率与光伏发电系统PR的乘积，其物理意义是方阵面辐射量转换成并网发电量的比值。例如：假设方阵（组件）效率=18%，PR=80%，则系统（交流）效率=14.4%。由于组件效率是光伏部件的评价指标，而PR是光伏发电系统的评价指标，二者乘积的意义相互干扰，因此建议仅作为辅助性评价指标。由于本文的评价指标已经包含了光伏组件效率和PR的测试，如果需要，将这2个指标相乘即可得到系统（交流）效率。

三、光伏发电系统综合测试项目和判定指标

在第一节和第二节，本文分别介绍了5项光伏部件评价指标和6项光伏发电系统评价指标，其中一些指标，如PR和功率比，还可以分解成多个子项进行测试，从而能够定量化地评价光伏发电系统的电气性能和质量。

除了系统自身的电气性能和质量，光伏发电系统的并网特性和安全性也非常重要，而且也能够通过测试进行量化评价。表1给出了光伏发电系统评价指标，供大家参考和讨论。

表1光伏系统评价指标

四、结语

期望本文所提出的这一基于现场测试的光伏发电系统综合量化评价体系，可为科学评价光伏发电系统提供助力，从而促进光伏产业有序发展。

参考文献：

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[3]苏适，陆海，严玉廷，杨家全.光伏发电出力特征提取及区域集群聚合特性[J].云南电力技术，2018，46（01）：86-94.