行业观察

• 中国近海风光同场用海方式下海上光伏发电的开发潜力分析

  李蒲健;陈彬;惠星;田伟辉;

  2024年4月，国家主管部门下发首个国家级海上光伏发电用海政策，明确了支持核电温排水区、盐田盐池、围海养殖区、海上风光同场4类光伏发电用海方式。基于近海风光同场这一用海方式，首先分析了海上光伏发电的成本与经济性，然后在对近海风能和太阳能资源的互补性进行分析的基础上，对在近海已建风电场同场开发桩基固定式海上光伏发电项目的可行性和开发潜力进行了探讨，并给出了相关建议。研究结果表明：1)近海海上光伏发电因具有紧邻电力负荷中心、建设周期短、经济性好等优势，发展潜力巨大。2)中国近海的风能和太阳能资源丰富，从年数据和日数据来看，二者均具有较好的互补性，特别是风电可以在电力系统晚高峰时段发挥重要的支撑作用。3)在风光同场的实际工程开发建设时，应综合考虑风电机组塔筒阴影遮挡和风电机组倒塔距离的双重影响。4)经过估算，以江苏省、山东省海域为例，与已建海上风电场同场建设海上光伏发电项目时，可用于海上光伏发电建设的面积约占该海上风电场外缘边线包络海域面积的45%～48%；浙江省以北海域近海，与已建海上风电场同场的桩基固定式海上光伏发电的潜在可开发总装机容量约为11520万kW，开发潜力巨大。开展风光同场研究有利于海洋空间多维度利用，拓展海上新能源开发建设的新路径，并可有效解决中国中东部地区光伏用地稀缺的问题。

  2024年11期 No.367 5-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 3482K]
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• 铁铬液流电池电极改性的研究进展

  王宪利;邱伟;周洋;王煜锴;

  随着可再生能源的广泛应用和电网现代化要求的不断提高，铁铬液流电池因其高安全性、环保性和长寿命被认为是大规模、长期储能的首选技术之一。电极作为电化学反应部位，其比表面积、活性位点等参数对电池的性能和可靠性有重要影响，电极改性对提高铁铬液流电池的电流密度和能量转换效率有重要意义。首先，详细介绍了铁铬液流电池主要使用的电极材料，讨论了铁铬液流电池的反应机理；然后，从电极本体改性和引入催化剂两个方面对电极改性方法进行了分析；最后，总结了目前铁铬液流电池的商用情况，并对铁铬液流电池电极改性未来研究方向进行了展望。

  2024年11期 No.367 16-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 2003K]
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• 光伏电站典型风险分析

  李赛;王炳楠;张彦军;杜琛;

  通过分析近千份光伏电站的现场技术服务报告，从外观缺陷、遮挡缺陷、内部缺陷3个方面对光伏组件缺陷进行统计，并对造成缺陷的原因进行分析；分析造成光伏电站典型风险的原因，并针对典型风险提出一站式解决方案，该解决方案包括检测技术服务、整改方案提出及实施、整改效果评估等，通过采用该解决方案可确保光伏电站安全隐患的消除或降低及发电能力的提升。

  2024年11期 No.367 23-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 3942K]
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• 西藏自治区岗巴县光伏储能电站一体化项目EPC管理的经验总结

  胡杰;吴敏;

  基于2023年度西藏自治区日喀则市岗巴县牧光互补1期50 MW光伏储能电站一体化项目工程总承包(EPC)管理的实际执行情况，立足项目策划阶段到并网验收阶段的整个工程建设期，从风险管控及进度管控的角度出发，分别从项目部组建及安全保障、初步设计阶段、采购策划及运输、施工几个方面对项目EPC管理面临的关键问题和风险进行了全方位分析，并提出了相应的对策。施工阶段立足“人、机、料、法、环”等多个维度，达到了精细化分解任务、严谨化管控流程、针对性解决问题的效果。该项目所在区域属于高海拔、严寒、偏远地区，在工期不足3个月的巨大压力下仍按期保质保量地安全完工，其EPC管理经验可为今后国内企业执行西藏自治区的新能源项目提供经验参考。

  2024年11期 No.367 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1552K]
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• “光伏+草业”模式促进草原牧区光伏发电与草业发展共赢

  张斌;王思彤;王诗雯;邢福;

  光伏产业是当前中国发展最为迅猛的新能源产业之一，但大面积土地占用和电力消纳是限制地面光伏电站大力发展的瓶颈。近年来，中国的光伏电站建设正向土地价格低廉的草原牧区快速扩展；与此同时，中国的草原面临退化严重、草业生产效率较低，特别是草原牧区电力供给能力薄弱的问题。因此，如何将光伏发电与地方草业发展有机结合，实现草原牧区清洁能源生产和草业发展的双赢，是光伏产业与草业发展面临的新问题和新机遇。通过论述中国草原牧区应用“光伏+草业”模式对光伏发电和草业发展的益处，指出了“光伏+草业”模式的发展需要解决的主要问题和未来研究与实践探索的主要方向。将光伏发电与地方草业结合能充分发挥二者各自的优势、弥补短板，从而实现双赢。随着技术的不断进步，“光伏+草业”模式的运营机制会不断完善，该模式下的光伏发电技术、草业生产技术和运营管理机制等问题都能够得到解决。未来，低碳、环保、高效、高收益的“光伏+草业”模式必将在中国广大的草原牧区得到大力应用。

  2024年11期 No.367 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2005K]
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学术研究

• TOPCon太阳电池的UV辐照衰减特性及抗UV辐照方式研究

  任勇;陈德爽;葛剑杰;张磊;吴炎炎;柳云雷;

  对TOPCon太阳电池在不同紫外线(UV)辐照条件下的电性能衰减特性进行了研究，并对提高此类太阳电池抗UV辐照的方式进行了分析。研究结果表明：1)当UV辐照总量达到30 kWh/m~2时，在太阳电池背面未盖光伏镀膜玻璃的情况下，TOPCon太阳电池的光电转换效率衰减幅度仅为0.2%左右；相同UV辐照总量下，在太阳电池正面未盖光伏镀膜玻璃情况下，此类太阳电池的光电转换效率衰减幅度却为5.4%～8.3%，表明太阳电池正面和背面的衰减机理可能存在差异，而UV辐照衰减更倾向于对太阳电池正面产生影响，分析原因在于太阳电池正面和背面的钝化方式有所不同，导致正面更容易受到UV辐照衰减的影响。2)在AlO_x层厚度保持不变的情况下，当UV辐照总量为50 kWh/m~2时，随着Si N_x层折射率从2.00增至2.20,TOPCon太阳电池的光电转换效率衰减幅度从4.03%降至1.22%，这是因为随着SiN_x层折射率增加，短路电流、开路电压及填充因子的稳定性得到提升，从而实现了较低的光电转换效率衰减。3)在SiN_x层折射率保持2.20不变的情况下，当UV辐照总量为50 kWh/m~2时，随着Al O_x层厚度从3.0 nm增至4.8 nm,TOPCon太阳电池的光电转换效率衰减幅度从0.59%降至0.10%，这说明增加AlO_x层厚度也可以有效提高太阳电池的抗UV辐照能力。4)提高SiN_x层折射率和增加Al O_x层厚度相结合的方式对提高TOPCon太阳电池抗UV辐照能力有较为显著的效果。

  2024年11期 No.367 43-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 2651K]
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• 基于DSP-LightGBM算法的风电机组齿轮箱高速轴齿轮健康状态监测研究

  吴智泉;于海瀛;王松;吴文韬;左康会;

  齿轮箱高速轴齿轮作为齿轮箱最重要的部件之一，其健康状态不仅对风电机组的安全运行与维护影响重大，还对风电机组的发电量有直接影响。基于甘肃省某风电场中风电机组的状态监测系统(CMS)采集的大量风电机组齿轮箱高频振动信号，利用数字信号处理(DSP)方法与LightGBM算法构建了可监测风电机组齿轮箱高速轴齿轮健康状态的模型，利用DSP方法中的快速傅里叶变换(FFT)方法对信号进行样本扩增；同时从时域与频域的角度进行特征构造，筛选并剔除冗余特征，进而构建了基于DSP-LightGBM算法的风电机组齿轮箱高速轴齿轮健康状态监测分类模型，并利用CMS采集的风电机组实际的齿轮箱高速轴齿轮高频振动信号对所构建模型进行效果验证。验证结果显示：所构建模型预测效果良好，能够高效检测出风电机组齿轮箱高速轴齿轮的状态。

  2024年11期 No.367 55-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2490K]
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• 不同独立变桨控制策略对风电机组部件载荷及变桨轴承寿命的影响研究

  张晓磊;薛艳华;郭俊凯;井洪晶;瞿沐淋;王伟;

  独立变桨控制(IPC)策略能够有效降低风轮的不平衡载荷，不同的IPC策略会直接影响风电机组的载荷及变桨轴承寿命。以降低风电机组运行过程中的不平衡载荷和成本，提升其竞争力为目的，基于叶根载荷测量方法设计了IPC策略控制器，以某兆瓦级风电机组为例，设计了不同开启条件的IPC策略，对不同IPC策略在风电机组运行过程中的降载效果进行了分析，研究了其对风电机组整机部件载荷及变桨轴承寿命的影响，并与统一变桨控制(CPC)策略进行对比，验证了IPC策略的可行性及实用性。研究结果表明：1) IPC策略对极端湍流风工况、极端风剪切工况下的叶根合弯矩、轮毂合弯矩有明显的降载效果。2) IPC策略对风电机组疲劳载荷有明显的降载效果，尤其对旋转轮毂坐标系下轮毂沿y轴力矩(M_y)的等效疲劳载荷的降载效果最为显著。3) IPC策略对变桨轴承寿命有非常明显的影响，影响程度与IPC动作的开启条件有关，越早开启IPC策略，对风电机组疲劳载荷的降载效果越明显，但越不利于变桨轴承寿命。

  2024年11期 No.367 66-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2458K]
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技术应用

• 不同模拟环境下高效HJT光伏组件的可靠性研究

  郭毅;黄国平;赵桂香;扬川苏;张中建;周旭;

  随着光伏发电技术的进步和太阳电池结构的创新，太阳电池的光电转换效率得到了显著提高，光伏组件的输出功率也随之提高。目前，n型光伏组件因具有较高的光电转换效率，已逐渐成为市场主流。对采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)封装胶膜和高透光玻璃封装的异质结(HJT)光伏组件在偏压、湿热、风/雪荷载、紫外线照射、干热环境下的可靠性进行了系统研究。将HJT光伏组件样品放入不同的模拟环境室中，对其分别进行电势诱导衰减(PID)测试、湿热(DH)测试、机械荷载测试、紫外(UV)测试、热循环(TC)测试这一系列可靠性测试，分析了HJT光伏组件正面和背面输出功率的衰减情况及其外观情况。研究结果表明：在分别进行PID测试、DH测试、机械荷载测试、UV测试和TC测试后，HJT光伏组件正面和背面的输出功率损耗均较小，损耗率最高值仅为1.21%，这意味着HJT光伏组件在不同环境中都表现出了优异的可靠性。研究结果可为未来高性能HJT光伏组件的结构设计和新材料开发等方面提供指导。

  2024年11期 No.367 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2331K]
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• 水光互补一体化管控平台的设计研究

  姜睿;张瀚公;谢丽蓉;陈军;杜孝东;

  为了实现梯级水电站与光伏电站的协同优化运行，提高水电、光伏发电等可再生能源的利用效率和系统协调的经济性，首先总结了当前水光互补一体化管控平台的发展现状，分析了新疆维吾尔自治区(下文简称“新疆地区”)太阳能资源和水资源的特点，得出新疆地区某流域光伏电站输出功率和水电输出功率的特性，并指出现有光伏电站和水电站使用智能监控平台的不足；在此基础上提出了中长期水光互补控制策略、短期水光互补控制策略和实时水光互补控制策略；最后设计了由生产运营管控平台和水光互补调度平台组成的水光互补一体化管控平台，并详细介绍了该平台的功能和实现方式。

  2024年11期 No.367 84-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2564K]
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• 新能源电站场地设计防洪研究

  徐开源;丁晓勇;陈屏翰;

  为解决新能源电站场地设计时防洪标准及防洪技术不明确的问题，通过对比分析现行规范，综合归纳风电场、光伏电站、生物质电站、储能电站的防洪标准，提出防洪标准建议；通过分析电站场地设计时的多重影响因素，提出相关防洪设计策略。得到以下结论：1)对于光伏电站和风电场的发电区域，防洪标准建议按照DL/T 5084—2021《电力工程水文技术规程》第3.0.9条来确定。2)发电和变电是电力工程的有机整体，当二者防护等级或规模不同导致防洪标准不同时，建议取二者中的高值，以保证安全性。3)对于涉及新能源电站的重大工程，建议依据水文专业提供的工程寿命周期内的可能最大洪水(PMF)数据作为设计防洪标准。

  2024年11期 No.367 93-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1970K]
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• 大型光伏电站场区35 kV电缆选型及设计实践

  党天刚;陈庆文;

  针对大型光伏电站实际应用过程中，35 kV电缆选型及设计等问题进行了研究。首先对比分析了铜电缆、铝电缆和铝合金电缆在光伏电站中的应用，以降低光伏电站的建设成本为目的，提出了35 kV电缆的选型原则；然后结合实际项目的设计实践，综合考虑环境温度、土壤热阻系数、按短路热稳定条件计算电缆导体允许最小截面等影响因素，对大型光伏电站场区35 kV电缆选型进行了详细探讨，并进行了校验。该设计可减少线缆投资，降低光伏电站的运行损耗，进一步提高项目收益率，具有现实可行的重要意义。

  2024年11期 No.367 100-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1969K]
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• 华能德州水上漂浮式光伏发电项目施工难点解决方案浅析

  马骥;李振兴;杨俊虎;阎宇晶;周建婷;

  国内外的水上漂浮式光伏电站大多是规模小、环境条件简单的项目，因此其已有的项目经验不足以为大规模同类项目提供参考。详细介绍了华能德州丁庄水库光伏发电项目的设计和实施过程，总结并提炼了同类型光伏电站的设计经验及要点，完善了相关设计细节，探明了大型水上漂浮式光伏电站的施工难点，提供了解决方案，并进行了验证。结果显示：所提供的方案极大地提升了漂浮式光伏方阵尺寸的上限，减少了对水体环境的影响，节约了投资成本，为水上漂浮式光伏电站的未来发展提供了宝贵的经验和参考。

  2024年11期 No.367 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 2493K]
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