国家光储大庆基地：发电量最高的技术是......

来源：储能100，转载时略修改

7月13日，国家光伏、储能实证实验平台（大庆基地）2022年度数据成果在黑龙江省大庆市发布。通过实证数据发现：

对于组件 ，N-TOPCon双面组件发电量增益大，冬季甚至限功率！其中，电流提高10%以上，接近额定电流；

对于逆变器， 组串式逆变器发电量最高，采用国产、进口IGBT元器件逆变器效率几乎无差异。

对于支架， 跟踪支架+双面组件，发电量增益明显

双轴支架+组串式逆变器+双面组件方案，单位兆瓦发电量最高。

基地情况简介

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。 基地情况详细介绍见《 我国首个光伏储能实证实验平台投运 》。

此次经平台学术委员会审查，全面完成了首个完整年的数据采集与分析，编制了《国家光伏储能实证实验平台2022年度实证实验数据成果报告》，针对光伏和储能设备、光储系统等方面多维度分析和探索，形成了高纬度、寒温带地区的265项实证实验对比数据。

基于24种不同典型天气，不同应用场景分析维度，实时监测产品和系统的50余项性能参数，积累了气象组件、逆变器、支架、储能系统等大量客观全面科学精准的实验数据和结论。

组件

1、双面组件：背面发电量增益大，冬季甚至限功率！

1-2月份雪地应用场景下，背面增益较大，正面辐照量相同条件下，发电量较高；

双面组件受温度、背面增益等综合影响， 实际运行功率高于设计功率 ；

 冬季雪天时，背面辐照占比高，温度低，实测功率最高时 高于设计功率6% ， 实际运行出现限 功率现象。

2、双面组件：电流提高10%以上，接近额定电流

受背面反射增益影响，组件存在超工作电流（Imp）运行情况，最高运行电流超工作电流（Imp） 14.65%，全年超工作电流（Imp）运行时长占比达到10%以上，PERC210mm组件运行电流最大达到19.8A，接近逆变器支路额定电流。

3、双面组件：组件超工作电压运行

受低温影响，组件均存在超组串工作电压（Vmp）运行，其中PERC组件最大组串运行电压 超组串工作电压（Vmp）1.2倍。

4、不同技术路线组件：TOPCon发电量最高

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% 。

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%。

逆变器

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， 集散式逆变器由于前期调试原因未达到最佳运行工况，发电量偏低。

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。

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

1、跟踪支架+双面组件，发电量增益明显

双轴、平单轴（带10°倾角）、斜单轴和平单轴发电量分别较固定支架高22.52% 、18.06%、17.52%和5.09%。

现场实测： 柔性支架 由于挠度原因，组件间产生角度偏差，每块组件吸收辐照强度不一致， 发电量低于固定支架。

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）

全年不同类型支架背面辐照占比存在差异，跟踪支架背面辐照占比最高，双轴、斜单轴、平 单 轴 支 架 背 面 辐 照 占 比13.5%左右，较固定支架高2%左右。

跟踪支架+双面组件系统可更好的发挥双面组件背面特性。

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。

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。

储能系统中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%；

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。

储能电芯温差基本在10℃以内，电压差在0.4V以内，电芯温度、电压一致性均达到厂家承诺值。

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 ，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。

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

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。