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從實證數(shù)據(jù)出發(fā)，探討PVsyst仿真結(jié)果與實際的差異點

PVsyst 12092

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在剛過去《第十三屆國際光伏性能建模與檢測研討會(PVPMC)》上，一談到雙面建模，大家都會不約而同的想到PVsyst軟件。多位大咖使用PVsyst軟件進行了研究，關(guān)鍵詞“雙面發(fā)電建?！焙汀盤Vsyst仿真軟件”被專家們提到多次，可見其在光伏建模領(lǐng)域的重要性。

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說到仿真，我們都知道，用軟件的目的并不是為了模擬而模擬，如果軟件仿真結(jié)果的準確性與實際偏離很大，那對我們的實際應用就失去了參考價值。
隨著近幾年雙面組件的價值被挖掘，國內(nèi)外專家學者紛紛開展了雙面發(fā)電戶外實測研究，并將模擬結(jié)果、實測結(jié)果與行業(yè)同仁們進行分享，從中我們可以得到一些收益。
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1、隆基樂葉測試結(jié)果
作為行業(yè)巨頭，隆基樂葉在最近的幾年對雙面發(fā)電進行了深入的研究，圖1是來自于《第十三屆國際光伏性能建模與檢測研討會(PVPMC)》隆基樂葉的演講報告，研究人員在不同反射率的場景下建立戶外測試實驗平臺，如草地、沙地、混凝土等。
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研究表明，當?shù)乇憝h(huán)境的均勻性較好的時候，如草地和沙地地表，模擬增益與測試增益的差異很小，草地場景下，組件離地高度1米時，偏差僅0.41%，當高度在1.5米時，偏差僅0.1%。沙地場景下，組件離地高度1米，偏差1.38%，高度1.5米時，偏差0.34%。組件離地高度越高，偏差越小。同時，研究表明，在地表輻照度不均勻，尤其是沙地、水泥地的情況下進行模擬仍然具有一定缺陷。

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圖 隆基的戶外測試結(jié)果
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2、筆者4個觀點
? ? ? ?PVsyst仿真結(jié)果是否準確，其實這個問題很難回答，從統(tǒng)計學角度，發(fā)電量其實是某一種概率下的結(jié)果，PVsyst里面也提供了P50、P90、P95這樣的結(jié)果，不同的概率下仿真的發(fā)電量結(jié)果是不一樣的，概率越大的發(fā)電量越小.
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準確性主要取決于3個因素：
內(nèi)部模型的準確性、算法的準確性和外部輸入條件的準確性，三者缺一不可。
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? ? ? ?第一和第二因素是集成在軟件內(nèi)部的，有些模型算法是無法看到的。根據(jù)軟件研究團隊的戶外實證對比數(shù)據(jù)，前兩個因素基本上是比較準確的。所以，第三個因素對我們發(fā)電量的影響是比較大的，是我們在使用軟件時，可以根據(jù)實際情況和經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行設(shè)置，盡量減少偏差。
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1）首先，主觀性的影響。
? ? ? ?軟件相關(guān)參數(shù)主要靠人去設(shè)置，不同的人員專業(yè)層次不同，理解有高低，難免仿真出來的結(jié)果會有所差異。比如說，某一個分布式項目的前期，對現(xiàn)場進行勘查，分布式屋頂經(jīng)常會存在各種障礙物，比如風機、空調(diào)、廣告牌、電線桿、其他通風設(shè)備等。如果要精確計算出這些障礙物的陰影遮擋，就需要在現(xiàn)場完成障礙物的測量工作，便于后期在三維模型中進行繪制。
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2）其次，實際情況的復雜性，造成設(shè)計人員很難去獲得現(xiàn)場的一些信息或數(shù)據(jù)。
? ? ? ?如山地電站，有很多的坡向和坡度，甚至幾十種之多，很難在軟件上還原真實，實際布置出來的組件方陣和現(xiàn)場可能會不太一致。
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? ? ? ?山地電站，雨水季節(jié)，草木生長非常茂盛，如果不及時除草，勢必會影響發(fā)電量，如果草木沒有遮擋，對光伏方陣的發(fā)電量就沒有影響，這個因素是很難量化的。
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? ? ? ?對于雙面發(fā)電系統(tǒng)，對于背面的場景反射率，如果沒有實測數(shù)據(jù)，每個月的反射率一般都是設(shè)置相同的。但是反射率會受到環(huán)境的影響，下雨會降低場景反射率、下雪會提高反射率；另外，反射材質(zhì)在使用一段以后，其表面的反射性能也會下降。
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3）再次，實際光資源數(shù)據(jù)的缺失，
? ? ? ?在項目建設(shè)前期，經(jīng)常缺少當?shù)氐膶嶋H氣象數(shù)據(jù)，或?qū)嶋H的環(huán)境監(jiān)測儀數(shù)據(jù)準確性太差。當采用典型氣象年的數(shù)據(jù)，就會和實際有差異，因此仿真出來的發(fā)電量和實際發(fā)電量是有區(qū)別的。
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4）最后，現(xiàn)場的不確定性，
? ? ? ?如設(shè)備的故障率，光伏電站并網(wǎng)運行的前幾年，新設(shè)備故障率可能低一些，但是多年以后，設(shè)備的故障就會經(jīng)常發(fā)生，對于不同品牌、不同型號的設(shè)備，其故障率也是不同的。在仿真時，一般都采用經(jīng)驗值。如果經(jīng)驗值和現(xiàn)場偏離較大，也會導致模擬的發(fā)電量和實際存在較大出入。
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? ? ? ?對于分布式電站，特別是彩鋼瓦屋面，組件一般順著屋面布置，由于空氣中的灰塵、屋頂周邊的污染，時間一長，組件表面積了一層厚厚的灰。發(fā)電量也是受到影響，在軟件模擬環(huán)節(jié)，灰塵損失的默認值是3%，如果清洗頻率較低，3%是偏保守。實際上，電站運維人員的清洗頻率非常重要，一年清洗12次和清洗6次，灰塵損失的百分比是不一樣的。
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? ? ? ?灰塵損失需要根據(jù)運維的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行設(shè)置，分布式、地面和山地是不盡相同的。
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? ? ? ?因此，光伏仿真軟件的準確設(shè)置與系統(tǒng)設(shè)計、電站運維實際情況等都有關(guān)系。
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原文始發(fā)于微信公眾號（坎德拉學院）：從實證數(shù)據(jù)出發(fā)，探討PVsyst仿真結(jié)果與實際的差異點

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