行业观察

• 铁路沿线建设分布式光伏发电系统的可行性研究

  鲍英豪;

  碳达峰、碳中和是中国重大战略决策，推进能源革命，加快绿色低碳发展是铁路系统应尽的责任，推动可再生能源在铁路系统的应用，盘活铁路空闲用地资源，对于铁路系统而言具有十分重要的经济效益和社会效益。针对铁路沿线各个区域建设分布式光伏发电系统的可行性进行了分析，研究了铁路沿线分布式光伏发电系统的并网方案，并分析了供电可靠性；最后以山东地区3条铁路沿线建设分布式光伏发电系统为例，对其经济效益和社会效益进行了分析。研究结果表明：1)铁路沿线能够建设分布式光伏发电系统的区域主要包括：站房、站台雨棚、铁路停车场、路基边坡、场坪边坡、铁路桥梁下方、生产生活房屋、料库、车库、其他空闲用地，以及其他空间等区域。2)铁路沿线建设分布式光伏发电系统重点考虑接入铁路电力供电系统和地方电力系统，不推荐接入牵引供电系统。3)经测算，山东地区铁路每百公里可建设的分布式光伏发电系统装机容量约为17.0 MW，对应的百公里年发电量约为1996万kWh，每年每百公里可减少碳排放量1.9万t；按“50%自发自用，50%余电上网”计算，每年每百公里可减少电费支出约1100万元，具有较好的经济效益和社会效益。研究结果可为铁路沿线分布式光伏发电系统的建设提供借鉴。

  2024年03期 No.359 5-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K]
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• 云南省分布式光伏发电项目的开发现状及制约因素探讨

  李杰;

  在碳达峰、碳中和的背景下，新能源发电已开始进入高速发展时期，其中，分布式光伏发电因具有更贴近电力用户、综合电价较高、可有效节省输配电成本等特点，发展更为迅猛。从投资开发企业的角度出发，首先对中国分布式光伏发电的发展历程及发展现状进行了梳理；然后对云南省分布式光伏发电的发展现状进行了分析，并对制约其开发的主要因素进行了剖析；最后对投资开发企业在分布式光伏发电项目实际开发推进过程中面临的问题及困难进行了总结，并给出了具有针对性地开发建议。在分布式光伏发电项目的开发大潮中，各投资开发企业应对项目开发的制约因素进行合理研判，不断探索项目合作模式，在确保自身收益的同时也能为利益相关方带来效益，从而实现多方互利共赢。

  2024年03期 No.359 14-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1907K]
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• 基于城乡低碳发展的屋顶分布式光伏电站建设问题探讨

  许祖祥;邓朝义;刘瑞丰;施旭;

  屋顶分布式光伏发电是一种利用建筑物屋顶空间进行光伏发电的新型绿色能源技术，具备节约土地资源、减少线损、提高能源利用率和可持续性等诸多优势，与集中式光伏发电相比，其更适合在城乡规划中推广应用。从城乡规划角度出发，基于城乡低碳发展路径，系统分析了屋顶分布式光伏发电在提高城乡能源供给安全性、促进绿色低碳转型、改善环境质量和促进社会经济发展等方面的作用和影响，深入探讨了屋顶分布式光伏电站在建设过程中面临的屋顶资源获取、电网接入和消纳、政策支持和市场推广等难题和挑战，并提出了相应的对策和建议。

  2024年03期 No.359 23-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1417K]
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• 分布式光伏发电项目的投资影响因素研究

  邸鑫;马旭卿;铁宇;杨琳琳;闫松;

  为应对全球气候变化，中国提出了碳达峰、碳中和的战略目标。作为中国实现该目标的重要途径之一，分布式光伏发电不仅能够减少和替代化石能源消费，而且有利于构建安全、高效的局域微电网，近年来在政策的影响下得到快速发展。目前，分布式光伏发电项目的投资竞争已经进入白热化阶段，优质的项目资源越来越少，同时又面临产业链上游环节原材料价格的波动和补贴退坡等问题，分布式光伏发电项目的投资决策越发困难。首先对分布式光伏发电系统的优势进行了分析，然后从补贴政策、产业链价格传导、售电收入的不确定性这3个方面对新能源投资企业在分布式光伏发电项目投资决策中需要考虑的几个关键影响因素进行了分析。研究结果可为日后在更加严峻的投资环境中的项目投资决策提供借鉴和参考。

  2024年03期 No.359 27-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1862K]
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学术研究

• 风光储直流微电网的双输入MPPT控制策略分析

  金叶;邢凯淞;张哲;张岩;

  针对以输出功率为判断标准的传统的单输入扰动观察法(下文简称为“传统扰动观察法”)存在的弊端，提出一种可用于风光储直流微电网的双输入变步长扰动观察法(下文简称为“双输入MPPT控制策略”)，并对风电机组和光伏发电系统分别采用两种控制策略时的占空比、发电效率等进行了对比分析。分析结果显示：相较于传统扰动观察法，风电机组采用双输入MPPT控制策略追踪最大功率点后，扰动步长减小90%的同时追踪时间减少了72.3%；光伏发电系统采用双输入MPPT控制策略追踪最大功率点后，扰动步长减小90%的同时追踪时间减少了39%。仿真结果验证了双输入MPPT控制策略的有效性，该策略适用于电感参与调压的多种场景。

  2024年03期 No.359 34-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2286K]
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• 漂浮式光伏电站中漂浮方阵的流荷载数值预报研究

  黄国珍;席凯;冯榆坤;陈熹;陈长馥;陈作钢;

  漂浮式光伏电站遭遇突发泄洪等极端情况时流荷载骤增，对漂浮方阵的整体安全构成威胁，正确评估漂浮方阵的流荷载变得十分重要。以国家能源菏泽发电有限公司建设的某大型漂浮式光伏电站为例，首先基于计算流体力学(CFD)方法对单个浮体模型所受流荷载进行数值研究，确定符合计算要求的最优网格数量；然后通过计算光伏组件以10行10列(即10×10)方式排布的漂浮方阵在0°～90°流向角下的流荷载，得到该漂浮方阵最大流荷载流向和初步的流荷载分布规律；最后通过对比分别利用3D、2.5D和2D计算方法得到的30×28漂浮方阵流荷载计算结果，完成了195×98漂浮方阵整体流荷载的预测。研究结果显示：1)不同流向角下，0°流向角时漂浮方阵所受的流荷载最大，随着流向角增大流荷载逐渐减小；当流向角为90°时，流荷载达到最小值，仅为0°流向角时的48%左右。2) 0°流向角时，迎流第1行浮体所受流荷载最大，受遮蔽效应影响，后续各行的流荷载逐渐减小。3)漂浮方阵所受流荷载基本不随列变化；30×28漂浮方阵中间某列采用2D和2.5D计算方法得到的漂浮方阵流荷载与采用3D计算方法所得的结果一致。研究成果可为漂浮式光伏电站等类似大规模漂浮式结构物的流荷载预报提供参考。

  2024年03期 No.359 46-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 2190K]
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• 高辐照度对高效光伏组件性能影响的研究

  姜倩;唐兰兰;王琪;

  研究了高辐照度下的光谱辐照度分布及其与太阳电池的匹配性，通过测试辐照前后太阳电池的光电转换效率、外量子效率(EQE)、反射率、栅线形貌，对比分析了高辐照度、超高辐照度与标准辐照度对高效太阳电池性能影响的差异，并通过与光伏组件户外数据关联分析高辐照度对光伏组件性能的影响。研究结果显示：太阳电池在经受高辐照后，短路电流的下降幅度较为明显，而其下降主要是因为栅线氧化及钝化效果变差引起的复合损失；高辐照环境下最优的光伏组件类型建议选择n型双玻半片光伏组件。评估高效光伏组件在不同环境下的性能，有助于保证光伏组件成品性能的稳定可靠。

  2024年03期 No.359 54-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2205K]
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• 管式PECVD设备腔内大容量石墨舟力学性能的数值分析

  曹佳铭;鄢庆阳;王刚;李陆明;吕志军;

  提高等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备的氮化硅薄膜品质在太阳电池光电转换效率领域有举足轻重的作用。承载大量硅片的石墨舟是管式PECVD设备中的关键核心部件，随着生产效率的不断提升，热力耦合环境下腔内大容量石墨舟力学性能的稳定性引人关注。通过CAD软件建立石墨舟有限元模型并使用ANSYS仿真软件进行热力学仿真研究，综合分析其在高温条件下受力、受热后的变形情况。研究结果显示：结构自重是石墨舟形变及应力集中产生的主要因素，温度产生的影响并不明显；采用结构增强设计可有效提升石墨舟整体的力学性能。

  2024年03期 No.359 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2160K]
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技术应用

• 不同标称功率光伏组件替换使用时的模型研究

  许鹏;尤雪宁;闫德霖;陈铭朗;万浩然;何景晨;

  针对某类光伏组件无备件更换时替换成其他标称功率光伏组件使用的可行性进行研究，通过Matlab软件仿真模拟不同标称功率光伏组件串联后的输出特性曲线，以实物实验来验证效果；并对不同标称功率光伏组件构成的光伏组串运行时的温度进行测试，用于判断光伏组件是否存在发热烧坏的情况。结果显示：1)采用不同标称功率光伏组件形成的光伏组串的I-U曲线和P-U曲线均在达到最大值之前出现了一个拐点，曲线不如采用相同标称功率光伏组件时的平滑。2)当两块较大标称功率光伏组件串联时，其中一块被替换为较小标称功率光伏组件后，其整体的最大输出功率会降低，但输出功率的这种变动不影响光伏组件的正常使用；而当两块较小标称功率光伏组件串联时，其中一块被替换为较大标称功率光伏组件后，其整体的最大输出功率基本不变。由此可知，当相同标称功率的光伏组件备件不足时，最好替换的光伏组件不要与被替换光伏组件的标称功率差异太大，否则容易引起光伏组串较大的输出功率损失。3)低标称功率的光伏组件与高标称功率光伏组件串联后，光伏组件的表面温度在正常范围内，光伏组件可正常运行。该研究为光伏组件备件不足带来的困扰提供了解决方案。

  2024年03期 No.359 68-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 2475K]
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• 基于实例分析ESE避雷针在海外光伏电站中的应用

  俞年昌;赵大威;王伟;

  大型光伏电站由于占地面积大且多位于空旷多雷区，易遭受雷击。分析了光伏电站雷击危害，针对海外光伏发电项目，提出在光伏场区采用预放电(ESE)避雷针的方法，ESE避雷针具有体积小、阴影小、保护半径大等优点。结合实际光伏电站，提出了采用ESE避雷针时的设计方案，比较了ESE避雷针方案和常规避雷针方案的经济性。实际运行结果表明：ESE避雷针可以规范、有效、经济的保证光伏电站的安全运行。

  2024年03期 No.359 75-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1969K]
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• 基于PVsyst软件模拟发电量数据的光伏电站电能损耗的分析方法研究

  杨俊虎;郭晨彪;丁晓霞;

  电能损耗是光伏电站非常重要的综合性指标，对其进行分析可以为光伏电站能效管理提供数据支持。在电能损耗的计算过程中，最大负荷损耗小时数的选取非常关键。提出了一种基于PVsyst软件模拟所得的发电量数据来分析光伏电站电能损耗的方法，结合工程实际情况给出了精确计算年最大负荷损耗小时数的改进算法数学模型，并对采用不同算法得到的年最大负荷损耗小时数进行了比较分析；以山西省大同市鸦儿崖乡100 MW光伏电站为算例，对其电气设备及线缆的电能损耗进行详细分析，验证了所提出光伏电站电能损耗分析方法的正确性。研究结果表明：1)由于光伏电站容配比的影响，应分别计算光伏电站直流侧和交流侧的年最大负荷损耗小时数，直流侧和交流侧的电能损耗也需要分别计算。2)该方法基于PVsyst软件模拟得到的光伏电站全年各小时的发电量数据，可准确计算出光伏电站的年最大负荷损耗小时数，在数学逻辑上合理，可以提高光伏电站电能损耗计算的准确度。该方法也可应用于其他实际运行的发电项目的电能损耗分析。

  2024年03期 No.359 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1528K]
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• 光伏组件下沿泥带对发电量的影响分析及解决方案

  蒋领;

  对于建设在工商业屋顶的分布式光伏电站而言，由于其紧邻用电侧，降低了附加的输配电成本，且厂房业主用电可享受折扣；再加上国家政策的大力支持，近几年，此类光伏电站在中国中东部地区实现了飞速发展。但在后期运维中发现，建设于工商业屋顶的分布式光伏电站受屋顶坡度及施工条件的限制，光伏组件安装倾角一般为2°～6°，导致光伏组件除了表面易积灰外，其下沿边框处也堆积了一层厚泥带，极易影响光伏电站发电量。因此，亟需一种成本低、效能高、维护率低的解决方案。以建于西安市某工商业彩钢瓦屋顶的4.6 MW分布式光伏电站为实验场地，分别采用短期和长期两种测试方式，重点研究泥带对光伏组件发电量的影响，提出了利用导水排尘器清除积水和泥带的解决方式，并对其效果进行验证。研究结果显示：1)在保持光伏电站原有清洗状况不变的前提下，通过两年的长期测试发现，1#、2#和3#厂房屋顶安装有导水排尘器的各光伏支路的累计发电量平均值比未安装导水排尘器的光伏支路的累计发电量分别提升了5.17%、13.13%和0.58%;2)光伏组件的安装倾角越小，泥带对其发电量的影响越严重。

  2024年03期 No.359 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1924K]
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• 冰层对光伏支架桩基础稳定性的影响分析

  向辉雄;

  为研究冰层对光伏支架桩基础稳定性的影响，通过建立水塘内水体和塘下土体的垂向温度分布数学模型，获得各典型年的冰层厚度变化过程，进行数值求解，确定冰层温度应力计算的几何模型；建立冰层热应力计算的数学模型，采用ANSYS程序对冰层应力场进行有限元求解及模型验证分析单桩在土体和冰层共同作用下的受力，进行稳定性评估；针对桩布设条件，计算桩与冰层应力分布规律，并进行对比分析。结果显示：同等环境条件下，桩体总长度大于9 m、桩体入土埋深大于4.4 m时，在计算所考虑的典型年气温变化条件下，桩体是安全可靠的，不会产生上拔现象。

  2024年03期 No.359 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1850K]
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• 槽式太阳能热发电站中槽式集热器桩基础的施工工艺研究

  刘大勇;

  以某槽式太阳能热发电站的集热场施工工程为例，在国内尚无相关成熟施工工艺的现状下，针对槽式集热器桩基础施工工程量大，以及地脚螺栓施工精度高、工期紧的特点，对槽式集热器桩基础及地脚螺栓安装、固定的施工工艺进行了研究。在满足工程实践需求的前提下，从桩基础点位测量、桩基础成孔、钢筋笼的制作与安装、地脚螺栓固定架的设计和制作、地脚螺栓的安装及固定、混凝土浇筑等各方面对槽式集热器桩基础施工工艺流程进行了多次论证和现场实际验证，最终提出了一套独特的槽式太阳能热发电站中槽式集热器桩基础的施工工艺。通过实际工程验证，该槽式集热器桩基础施工工艺有效控制了地脚螺栓的施工质量，从而确保了槽式集热器的安装精度，并在大幅加快现场施工进度的基础上满足了工程的施工要求。该施工工艺可广泛应用于其他大规模槽式太阳能热发电站的槽式集热器桩基础施工中。

  2024年03期 No.359 101-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 2156K]
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