国家电投光储实证蓝皮书解读

国家电投集团能源科学技术研究院 目录 一、实证基地简介 二、实证数据分析成果 三、实证展望 一、实证基地简介 一、不同典型气候条件下实证实验基地 二、实证实验内容 纵向验证设备在户外不同应用场景和运行环境下实证结果是否达到企业承诺的指标及参数 横向验证对比各设备在不同应用场景和运行环境下实际运行状况 三、功能定位 以推动光伏、储能行业发展为目标，对光伏、储能先进设备、产品、方案开展户外实证，旨在服务国家行政管理及地方行政管理部门，服务行业协会及行业技术标准主管机构，服务设备制造企业服务电源开发企业等产业链相关单位 实证数据分析成果 02PART 、气象环境实测成果 多云天气下全站不同区域辐照度存在较大偏差，采用一个气象站开展全站辐照监测与不同区域辐照差异高达50%以上，光功率预测结果与电网双细则考核超短期准确率（90%以上）偏差最大达到20%以上 二、关键产品实证数据分析成果 光伏组件-电流特性 高辐照强度、背面增益条件下运行，大庆基地最大运行电流达到22.3A，甘孜基地最大运行电流达到23A，超过逆变器单路20A阅值，逆变器出现限电流运行 二、关键产品实证数据分析成果 光伏组件-电压特性 组串最大运行电压2022年实测为1234V，2023年实测为1270V，与1500V系统电压仍存在较大元余 现行GB50797-2012《光伏发电站设计规范》要求采用组件工作条件下的极限低温计算串联数量，但设计时由于缺少组件实际运行温度而采用环境温度代替，导致串联数的计算存在一定裕度 二、关键产品实证数据分析成果 逆变器 受飞絮、湿度、沙尘影响，不同技术逆变器在户外运行过程中易出现防尘网、通风网堵塞现象部分广家逆变器内部温度高手保护定值，出现过温降容的现象，清洗之后正常运行 二、关键产品实证数据分析成果 逆变器 进口IGBT元器件逆变器较国产IGBT元器件逆变器逆变器效率高0.01% 经过两年运行，国产IGBT与进口IGBT逆变器均未发生故障 极端最高环境温度下（35C）国产IGBT温度为57.97°C进口IGBT温度为54.03C国产IGBT较进口IGBT运行温度高3.94℃ 二、关键产品实证数据分析成果 支架-不同类型支架不同月份发电量 不同类型支架发电量受季节影响较大，夏季平单轴（带10°倾角）平单轴（带5倾角）、平单轴（0°倾角）支架发电量较固定支架分别高31.15%、36.91%、34.74%：冬季发电量较固定支架分别低1375%.21.09%24.69% 带倾角平单轴在高纬度具有较好的优势，可明显提升发电量 GOKINBC时代 集成专家·一步到位 二、关键产品实证数据分析成果 支架-不同类型支架不同时间段累计发电量 平单轴支架与固定支架相比，日发电曲线更扁平，与电网日用电负荷更匹配在早高峰（8：00之前）平单轴支架累计发电量较固定支架高40.46%在晚高峰（14:00之后）平单轴支架累计发电量较固定支架高37.64%中午平谷峰（8:00-14:00）平单轴支架累计发电量较固定支架低18.05% 二、关键产品实证数据分析成果 支架-柔性支架 经两年运行，柔性支架两侧固定立柱向组件侧倾斜，2023年倾斜角度超过3且由于支架立柱倾斜导致钢素弯曲度增大，组件的方位角发生变化，最大角度达到4° 柔性支架中间位置组件隐裂程度严重，主要是支架形变造成中间位置组件边缘应力集中，导致组件易出现隐裂情况 一、关键产品实证数据分析成果 支架-固调支架 受基础的冻胀力影响，支架结构产生不均匀形变，局部呈微波浪状，运维期调节难度大，运维成本高，且影响支架运行寿命 调节方式为手动调节，现场水抱子较多，调整难度大，运维人工成本高 二、关键产品实证数据分析成果 储能产品-储能产品效率与温度关联关系 储能系统效率受环境温度影响较大5-20℃，储能系统效率平均为81.32%-10°C以下储能系统效率平均为78.95%下降2.37%20℃以上，储能系统效率平均为75.81%，下降5.51% 二、关键产品实证数据分析成果 储能产品-储能电池SOC一致性 储能电池族SOC一致性较差，储能电池族出现过同时刻SOC分别为100%、95%100%、58%，不同簇之间最大差异达42% 储能集装箱内电池簇采用并行控制，其中一个电池簇SOC达到策略要求后，所有储能电池族均停止充放电动作，带来部分储能电池族充不满放不尽 三、光伏系统实证数据分析成果 功率特性 各种组合方案运行出力曲线各不相同，集成不同类型支架可改变原有支架的出力特性 新型电力系统下，以负荷曲线为目标，可通过配置不同类型支架容量比例，可一定程度上实现特定的输出功率曲线 三、光储系统实证数据分析成果 利用小时数 5MW光储系统设计计算利用小时数3323h，实际有效利用小时数为3189h 10MW光储系统设计计算利用小时数为2720h，实际有效利用小时数为2648h 由于实际储能控制采用固定阈值，辐照强度变化时导致无法充电，因此实际利用小时数低于理论小时数 三、光储系统实证数据分析成果 光储系统充放电情况 晴天下储能基本可以实现一次满充满放，多云天气下可实现多次充放 固定充放电值控制策略无法适应多变的天气，导致多云和阴天储能充放电不充分 三、实证展望 03PART 一、实证展望 建立健全光伏系统设计、设备选型标准 基于不同的典型气候场景气象环境特征制定光伏系统设计、设备选型等标准，确保设备在不同的典型气候条件下运行具有较好的环境适用性 加强户外真实服役条件下实证验证 新型产品，中试线产品应加强户外条件下实证验证，弥补实验室条件下无法真实反映产品运行状态的缺陷，充分暴露产品的问题，进一步优化，确保产品的可靠性 一、实证展望 光伏电站设计时，应多点、合理布置气象站，开发功率预测技术，提高不同典型天气下不同区域气象资源的准确性与功率预测准确性，增强新能源发电事先可感知、事中可调节能力 光伏电站设计时应充分结合当地历史气象参数，采用组件实际运行温度对组串开路电压进行校正合理优化设计组串内组件数量，有效降低系统度电成本 产品技术选代升级 现有储能系统均具备主动均衡能力，但现场实验效果较差，行业应重点关注电池簇主动均衡能力研究，解决SOC一致性问题柔性支架应重点关注结构优化，提高结构的可靠性、稳定性，保障电站运行质量 一、实证展望 新技术、新产品推广应用 高纬度地区带倾角平单轴发电系统经济性较优，早晚用电负荷高峰时期功率曲线更高，与电网用电负荷曲线更加匹配，可在类似地区进一步推广应用 运行维护优化 逆变器因防尘网、通风网堵塞导致的过温降容情况需引起行业高度重视，建议重点关注逆变器散热系统和逆变器控温策略优化，提出针对性运维措施，确保生命周期内可靠运行 运行策略优化 固定国值控制策略下储能利用率偏低，行业应加强光储协调控制策略精细化研究，根据不同天气条件动态化优化控制策略，有力提升光伏配置储能的利用率， 公众号·中国光伏行业协会CPIA