并网光伏系统性能精细化评估方法研究_李芬
第34卷第6期
2013年6月太阳能学报
ACTA ENEＲGIAE SOLAＲIS SINICA
Vol.34，No．6
June ，2013
收稿日期：2012-05-28基金项目：科技部2010年度公益性行业（气象）科研专项（GYHY201006036）；湖北省气象局科技发展基金青年项目（2012Q06）；国家自
然科学基金（51177060）
通讯作者：李芬（1984—），女，博士、工程师，主要从事可再生能源发电评估及功率预报技术方面的研究。beckyhust@163．com
文章编号：0254-
0096（2013）06-0974-10并网光伏系统性能精细化评估方法研究
李芬
1，2
，陈正洪2，蔡涛3，马金玉4，徐静2
（1．上海电力学院电气工程学院，上海200090；2．湖北省气象服务中心，武汉430074；3．华中科技大学电气与电子工程学院，武汉430074；4．中国气象局工程咨询中心，北京100081）
摘要：为综合评估并网光伏电站性能和效益，从太阳能资源和并网光伏系统运行角度引入、整合了一套完整的
指标体系，探讨光伏发电潜能计算方法。利用武汉站近30a （1981 2011年）气象资料、华中科技大学并网光伏电站（2010年1月 2011年12月）及湖北省气象局并网光伏电站（2011年4月 2012年3月）电量资料，
对武汉市太阳资源分布特征和两座分布式并网光伏发电系统进行综合评价，结果表明：1）武汉近30a 年平均总辐射量为1151．2kWh /m 2，平均直射比为0．41，属于散射辐射较多地区；2）武汉近30a 平均最佳倾角为15?，最佳倾角斜面总
辐射量1175．0kWh /m 2
，理论发电时数1175．0h ；3）华中科技大学并网光伏系统以40?倾角安装，
2010 2011年实际工况下两年平均PＲ（系统效率）为65．5%，阵列效率为9．8%，系统能效比为9．3%，容积因子为8．8%；湖北省气象局多晶硅并网光伏系统以15?倾角安装，实际工况下年平均PＲ为73．5%，阵列效率为11．5%，系统能效比为10．7%，容积因子为10．1%；4）武汉以近30a 平均最佳倾角为15?安装的屋顶分布式并网光伏系统，每kW 装机容量的年上网电量约为863．6kWh 。
关键词：并网光伏电站；太阳能辐射；直射比；最佳倾角；性能指标；上网电量中图分类号：TM615
文献标识码：A
0引言
国际能源署（IEA ）在1993年启动了光伏发电
项目（PVPS ）Task-2工作，对不同气候特征和地理环境的国家（欧洲国家、亚洲的日本、中东地区的以色
列、南美洲的墨西哥等）多个不同类型光伏系统（并网光伏如分布式建筑集成/屋顶光伏、大型集中并网光伏电站，以及离网光伏系统）开展长期监测和多方位的研究
［1，2］
。研究中给出一些描述光伏系统性
能的指标和定义［3］，并于1998年形成正式的国际标
准IEC 61724［4］
。参照IEC 标准推荐的3个归一化
指标［5］
—
——YＲ（理论发电时数）、YF （满发时数）和PＲ（系统效率），研究人员利用多年观测数据资料进
行深入分析，得出一系列有意义的结论。例如，关于计算并网光伏发电潜能（年上网电量）的关键因子年均PＲ：发现随着技术进步如并网逆变器性能的改善，全球PＲ呈现上升趋势，在德国年均PＲ从20世
纪90年代的0．64增至21世纪初增加到0．74［6］
；在
近年研究中，对于按最佳倾角安装在屋顶和地面的
并网光伏系统，IEA 则分别推荐年均PＲ为0．75和0．80［7］。
IEC 61724指标体系中提到了计算并网光伏系
统上网电量的输入因子—
——理论发电时数，但对于其影响因素并未提及，该影响因素表面上是阵列倾
角和朝向，而实际上由当地太阳能资源年总量以及分布形式决定。
目前，我国光伏业界在制定规划推算年上网电量时，往往直接下载使用国外的软件，如法国PVSYST 、加拿大ＲETScreen 等，其方法是黑匣子，原理不甚了解，或是语焉不详，既不交代计算依据，也不给出数据或方法来源（或资源评估数据来源不正或缺乏处理资源数据的相关知识），甚至出于商业目的，夸大计算结果。气象部门拥有太阳能资源监测、预报及评估的天然优势，但往往局限于资源本身，对于面向工程应用不够深入。而从2008年开始，我国光伏装机容量连续4年实现翻番，
2011年
6期李芬等：并网光伏系统性能精细化评估方法研究
新增装机规模达到2GW，截至2011年底累计装机规模为3．1GW［8］，但市场开发存在乱象，在技术及评估至高点———标准和规范亟缺，一方面是缺乏涵盖资源和光伏电站性能的完整评估指标体系，另一方面缺乏我国权威、长期、可靠运行的光伏电站数据分析结果，这与我国光伏市场的繁荣和国际地位严重不符，2011年中国为全球仅有的6个新增光伏装机规模超过GW大国之一。
本文从太阳能资源（年总量及其主要分布）和并网光伏系统运行角度出发，引入并整合了一套完整的性能评估指标体系，对其实质和相互关系进行研究，定量计算出武汉市近30a平均最佳倾角，并推导了武汉并网光伏发电潜能计算方法（每千瓦装机容量的年上网电量）；可为光伏行业从业技术人员电站可研编制和优化设计、系统集成商/业主/投资者收益评估、系统维护人员运行管理以及电力部门制定光伏发电规划、调度等提供指导。
1资料与方法
1．1资料来源
电量资料分别取自华中科技大学电力电子研究中心（2005年建成）和湖北省气象局（2011年3月底试运行）屋顶分布式并网示范电站，两所光伏电站均就近接入低压市电电网，且两电站结构框图类似，图1为湖北省气象局示范电站示意图。本文所选取的研究系统，其具体参数见表1。华中科技大学电站资料时间为2010年1月 2011年12月，采样间隔为5min；其中，2010年1月1 6日和13
图1湖北省气象局楼顶并网光伏发电系统框图
Fig．1Schematic block diagram of HMB PV system
15日、2月8 18日、6月16 19日、10月25 31日资料缺失；2011年1月19 24日、2月27 28日、9月23 24日资料缺失。湖北省气象局电站资料时间为2011年4月 2012年3月，采样间隔为5min。由于市电停电，2011年4月23 26日、6月5日、11月29日资料缺失。
表1华中科技大学和湖北省气象局并网光伏系统参数
Table1The grid-connected PV system parameter of Huazhong university of science and technology（HUST）and
Hubei meteorological bureau（HMB）
电站位置华中科技大学湖北省气象局
组件材料多晶硅多晶硅单晶硅
组件型号MSKPGC170MBG190DBG190
组件标称效率/%14．214．914．9
阵列峰值功率/kW p5．14．564．56
阵列面积/m236．030．630．6
并网逆变器型号SMC6000（德国SMA）SG5K（阳光）SG5K（阳光）
逆变器欧洲效率/%95．193．6（含变压器）93．6（含变压器）
阵列倾角/（?）401515
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太阳能学报34卷
武汉市1981 2011年（缺1984年，后同）近
30a的逐日、月、年的地面辐射观测资料（总、直、散）
全部来自国家气象信息中心，所有数据均经过严格
的质量控制和检查，质量良好。2010 2012年逐时
太阳辐射、气温、降水等实况资料来自武汉市气象
站，该观测站位于武汉市东西湖慈惠农场。考虑到
武汉辐射和光伏发电实际情况（夜间不发电），计算
月平均气温时取日间（07?00 18?00）逐时气温
计算。
1．2指标定义及评估方法
1）水平面直射比（Ｒ
D
），表示一段时间内，水平
面直接辐射量与水平面总辐射量之比，它反映不同
气候类型地区主要辐射形式和分布的差异，为不同
地区根据辐射形式特点进行开发利用以及光伏系统
优化（最佳倾角）提供依据［9］：
Ｒ
D =
H
D
H
H
（1）
式中，H D———一段时间内，单位面积水平面上接收的直接辐射量，kWh·m－2；H H———一段时间内，单位面积水平面上接收的总辐射量，kWh·m－2。
2）理论发电时数（Y
Ｒ
），表示一段时间内，单位面积的光伏阵列倾斜面总辐射量与光伏电池标准测试条件下的标准辐射度之比［4］，亦称为倾斜面峰值日照时数（单位为h）：
Y Ｒ=
H
A
G
STC
（2）
式中，H A———一段时间内，单位面积的光伏阵列倾斜面接收的总辐射量，kWh·m－2；G STC———标准辐射度，其值为1kW·m－2。
3）满发时数（Y
F
），表示一段时间内，并网光伏发电系统最终并网交流发电量（上网电量）与光伏系统额定功率（标称功率或峰值功率）之比（单位为
kWh/kW
p
或h）［4］。它是用光伏系统装机容量归一化后的上网电量，可用于不同装机容量光伏系统的比较。
Y F =
E
AC
P
O
（3）
式中，E AC———一段时间内，并网光伏系统最终的并网发电量，kWh；P O———光伏系统额定功率（标称功率或峰值功率），也即在标准测试条件下（入射光为标准辐射度1kW·m－2、气温为25?、大气质量为AM1．5）光伏阵列最大输出直流功率，kW
p
。
4）系统效率（PＲ），表示一段时间内（一般取月或年），并网光伏系统的满发时数与理论发电时数之比，与光伏阵列所在地理位置、阵列倾角、朝向以及装机容量无关［3］。它反映整个光伏系统的损失，包括低辐射度、高温、灰尘、积雪、老化、阴影、失配、以及逆变器、线路连接、系统停机、设备故障等产生的损失。
PＲ=
Y
F
Y
Ｒ
（4）
5）光伏阵列标称效率η
AO
（%），标准测试条件下，光伏阵列额定功率与光伏阵列倾斜面接收的辐射度之比：
ηAO=
P
O
G
STC
S
A
（5）式中，S A———光伏阵列面积，m2。
6）光伏阵列效率η
A
（%），表示在一段时间内，光伏阵列最大输出直流发电量和光伏阵列倾斜面接收的太阳总辐射量之比：
ηA=
E
DC
H
A
S
A
（6）式中，E DC———一段时间内，光伏阵列最大输出直流发电量，kWh。
7）直流回路效率η
D
（%），表示实际工况下光伏阵列效率与标称效率之比，如实反映光伏阵列受环境影响而产生的损失，包括低辐射度、高温、灰尘、积雪、老化、阴影、失配、线路连接等产生的损失：
ηD=
ηA
ηAO
（7）
8）逆变器效率η
I
（%），表示一段时间内，并网逆
变器输出的交流发电量与输入的直流发电量（即光伏阵列输出）之比：
ηI=
E
AC
E
DC
（8）式中，E AC———一段时间内，并网光伏系统的并网发电量，kWh。
就近接入低压市电电网的并网光伏系统，可忽略交流连接线路损失，认为逆变器输出交流电量即为上网电量。
9）系统能效比η
e
（%），表示一段时间内，并网
光伏发电系统最终并网发电量与光伏系统倾斜面接收的太阳总辐射量之比，反映整个并网光伏系统对于单位入射辐射能量的最终利用效率。
679
6期李芬等：并网光伏系统性能精细化评估方法研究
ηe =
E AC
H A S A
=ηA ηI =ηAO PＲ（9）
10）容量因子（CF ），表示一段时间内（一般以
年为单位），并网光伏发电系统最终并网发电量与最大可能产出发电量（即并网光伏系统始终保持额定功率运行）之比
［10］
：
CF =E AC P O ?8760=Y F 8760=
PＲ·Y Ｒ
8760（10）
联立式（1） 式（9）可得：
PＲ=
ηe
ηAO
=ηD ηI （11）光伏阵列标称效率为常数，由式（9）、式（11）可知，
系统能效比和PＲ变化趋势一致。联立式（1） 式（10），可推导出并网光伏系统上网电量估算公式：
E AC =Y Ｒ·PＲ·P O =Y ＲS A ηe
（12）
2
结果分析
2．1
武汉太阳辐射年变化和月分布特征
图2给出了武汉1981 2011年水平面太阳辐
射（总辐射、直接辐射、散射辐射）以及直射比的年
变化曲线。由图2可知，武汉近30a 总辐射量和散射辐射量在波动变化中呈缓慢增加趋势，
而直接辐射量和直射比呈波动下降趋势。我国大部分地区总辐射在20世纪60 90年代呈下降趋势，从1990年前后开始逐渐增加，武汉站年太阳总辐射与全国大部分地区的变化特征基本一致
［11，12］
。武汉近30a
地面年太阳直接辐射量均小于散射辐射量，
且两者
图2
武汉年太阳辐射（总、直、散）以及直射比变化曲线Fig．2
Annual change of horizon global radiation ，
direct radiation ，scattered radiation and direct
radiation ratio in Wuhan
的差距越来越大。直射比呈现下降趋势，在0．35 0．48间变化。统计结果表明，近30a 年来的平均
太阳总辐射量为1151．2kWh /m 2，散射辐射量为
676．3kWh /m 2，直接辐射量为474．2kWh /m 2
，直射
比为0．41。根据太阳能资源丰富程度等级划分，武
汉属于资源丰富区，而按照太阳辐射形式等级分级，
武汉属于散射辐射较多地区（C 级）
［13］
。图3给出了武汉站30a 平均月水平面总辐射、
直接辐射、散射辐射以及直射比分布，可看出：武汉冬季（1月）直射比最小，夏季（7月）直射比最大，且各月直接辐射量均小于散射辐射量；冬春季直射比小，夏秋季直射比大
。
图3武汉太阳辐射（总、直、散）以及直射比月变化曲线Fig．3
Monthly change of horizontal solar radiation
（global ，direct ，scattered ）and direct radiation ratio
2．2武汉地区不同倾斜面总辐射及最佳倾角在以往有关光伏阵列最佳倾角的研究中，由于地
面辐射观测资料时间序列和斜面辐射计算方法的差
异，得到的结果也不一致［14］
。以武汉为例，采用天空
各向异性的Hay 模型，计算得到最佳倾角为14?［15］；而采用Klein 和Thecilacker 模型，计算得到武汉的最
佳倾角为19?
［16］
。根据WMO 推荐，以最近30a 资料，选取典型气象年（与多年平均值最接近的年份）的各
月辐射观测资料；而正南朝向的月斜面辐射计算方法
则采用经过Klein 改进后的天空各向同性模型［16］
。阵列倾角分辨率取为1?，统计结果表明1994年可作
为典型年（其年总辐射量为1153．4kWh /m 2
）。
武汉典型年阵列倾斜面（倾角0? 50?）总辐射
量变化曲线见图4。由图4可知，随着倾角的变大，倾斜面年总辐射量呈单峰型变化趋势，在15?附近存在一个极大值，其斜面年总辐射量为1175．0
7
79
太阳能学报34
卷
图4武汉典型气象年不同倾角倾斜面
太阳总辐射量变化曲线
Fig．4Annual solar radiation of different angles in inclined
plane under typical meteorological year（TMY）in Wuhan
kWh/m2，比水平面年总辐射量仅增加了1．9%（若以最近30a平均月值计算，最佳倾角为19?，比水平面总辐射量只增加了3．2%）。在倾角继续增加超过29?（武汉纬度30．51?）后，倾斜面年辐射量小于水平面总辐射量。武汉最佳倾角倾斜面上总辐射量比水平面增加并不显著，这主要与该地区的辐射分布形式（散射辐射较多）有关。阵列倾斜放置，主要通过增加斜面上接收的直接辐射量获取更多的总辐射量，但倾斜放置会减小斜面接收的散射辐射量。对于直接辐射较多地区，如青海、西藏等地光伏阵列倾斜放置的收益会更明显，对于散射辐射较多的地区，如武汉、宜昌等则收益不显著。其次，这也与武汉直射比分布的季节特征有关，即冬季直射比小，夏季直射比大。实际上在太阳高度角较高的夏季，倾斜放置会使接收到的直接辐射变小，而在冬季接收到的直接辐射增加又不会太多，因此导致最佳倾角较水平面年总量增加不明显。由图5（15?倾斜面和水平面各月总辐射量对比）可知，5 8月份倾斜面的实际总辐射量小于水平面总辐射量。由武汉月平均直射比和辐射量分布特征可知，可在冬半年10月 来年3月（选择较大倾角）、夏半年4 9月份（较小倾角）进行一次调整，以便获得更多的斜面辐射和收益。2．3并网光伏电站性能分析与评估
2．3．1华中科技大学分布式并网光伏系统
图6a、图6b分别给出了2010年、2011年华中科技大学分布式并网光伏系统各项指标的月分布曲线。从图6可看出，满发时数与理论发电时数（阵列倾斜面总辐射）的月变化趋势一致，
满发时数直接
图5武汉典型气象年15?倾斜面和
水平面太阳总辐射量对比
Fig．515?inclined surface monthly global solar radiation compared to horizontal global solar radiation under typical meteorological year（TMY）in
Wuhan
图6华中科技大学并网光伏系统
（2010 2011年）各月性能及气温分布曲线
Fig．6Monthly performance parameters of HUST
grid-grid-connected PV system and
temperature distribution（2010-2011）
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6期李芬等：并网光伏系统性能精细化评估方法研究
依赖于阵列倾斜面总辐射。对数据进行归一化处理
后，
PＲ受倾斜面总辐射影响不大，但受日间气温变化影响而具有月变化特征，而逆变器效率的月变化
不明显，
几乎为常数。PＲ、光伏阵列效率、直流回路效率和系统能效比的月变化趋势基本一致。考虑到
逆变器效率为常数，
这4个指标体现的实质是一样的，因此以下分析以PＲ为主。
2010年，月理论发电时数、满发时数和日间气温的最大值出现在8月份，而2011年则出现在7月份。而PＲ、光伏阵列效率、直流回路效率和系统能效比的最大值均出现在3月份，这反映了高温的影响。在7、8月份，月倾斜面辐照量多，理论发电时数多，但由于高温，
晶硅材料的负温度效应，光伏阵列效率降低，导致直流回路效率、
PＲ和系统能效比降低。由图6可知，
2010年1月和2月PＲ明显偏低，这与逆变器停机导致数据缺失有关。PＲ大幅下降意味着存在影响并网光伏系统运行的设备故障或是逆变器停机等。PＲ指标可为运行维护人员提供信号，
判断并网光伏系统是否正常工作，以及进行下一步分析原因和排除故障。
剔除2010 2011年因故障导致发电数据缺失
时段的日辐射数据后，
华中科技大学并网发电系统的理论发电时数和满发时数散点图如图7所示。订
正后月平均PＲ在50% 80%之间变化，两年平均PＲ为68%。为全面了解气象条件与光伏电站性能指标的参数关系，对订正后的数据进行Pearson 相关分析，见表2。结果表明：满发时数与理论发电时数的相关系数为0．97，通过α=0．01显著性检验，
且
图7订正后华中科技大学（2010 2011年）理论发电时数与满发时数散点图
Fig．7
The Scatter diagram between corrected reference yield and final yield of HUST （2010-2011）
两者均与日间气温呈正相关。PＲ与满发时数的相
关系数为0．563，而与理论发电时数、日间气温的相关性不明显，
均未通过α=0．01显著性检验。表2气象参数与性能指标Pearson 相关分析Table 2
Pearson correlation between meteorological
elements and performance parameters of HUST 参数T a Y ＲY F PＲT a 1．0000．665＊＊0．592＊＊0．021Y Ｒ0．665＊＊1．0000．974＊＊0．374Y F 0．592＊＊0．974＊＊1．0000．563＊＊PＲ
0．021
0．374
0．563＊＊
1．000
注：＊＊通过显著性检验。
2．3．2
湖北省气象局分布式并网光伏系统
图8为湖北省气象局多晶硅、
单晶硅两种分布
图8湖北省气象局多晶硅、单晶硅并网系统
（2011年4月-2012年3月）性能对比曲线Fig．8
Monthly performance parameters of HMB polysilicon and
monocrystal silicon PV system （from Apr．of 2011to Mar．of 2012）
9
79
太阳能学报34卷
式并网光伏系统（2011年4月 2012年3月）各月性能指标曲线。由图8可知，两个系统各项指标的月变化趋势基本相似，除逆变器效率外，多晶硅并网系统的其他性能指标略优于单晶硅系统。两个系统的满发时数与理论发电时数的月变化趋势基本一致，而逆变器效率的月变化不明显。PＲ、光伏阵列效率、直流回路效率和系统能效比的月变化趋势基本一致，与上文华中科技大学的结论基本相同。月理论发电时数和满发时数的最大值均出现在7月份，而月PＲ、光伏阵列效率、直流回路效率和系统能效比最大值则均在5月份。
多晶硅与单晶硅系统的理论发电时数和满发时数的散点图如图9所示，其Pearson相关系数均在0．97以上，且均通过显著性检验，单晶硅系统年PＲ比多晶硅系统略低。
2．3．3两座分布式系统性能分析结果
分别对华中科技大学、
湖北省气象局两座分布
图9湖北省气象并网光伏系统（2011年4月
2012年3月）理论发电时数与满发时数散点图Fig．9The Scatter diagram between reference yield andfinal yield of HMB（from Apr．of2011to Mar．of2012）
式并网光伏系统未经订正的完整年观测数据进行指标分析，月和年尺度下的评估结果分别见表3、表4。华中科技大学的光伏系统于2005年建成运行，采用
表3武汉两座分布式并网光伏系统的月指标分析Table3Monthly performance results of HUST and HMB
指标（月变化）华中科技大学（2010年1月 2011年12月）湖北省气象局（2011年4月 2012年3月）2010年2011年多晶硅单晶硅
Y
Ｒ/
h52．7 134．074．9 132．447．2 151．947．2 151．9
Y
F
/h17．1 94．642．4 88．828．6 118．327．2 115．7 PＲ/%32．4 74．755．7 78．560．6 80．857．8 78．4ηA/%4．9 11．28．4 11．79．7 12．69．2 12．2ηD/%34．8 78．758．8 82．665．1 84．761．4 81．8ηI/%92．8 95．294．2 95．193．1 95．493．9 96．5ηe/%4．6 10．67．9 11．19．0 12．08．6 11．7
表4武汉两座分布式并网光伏系统的年指标分析
Table4Yearly performance results of HUST and HMB
指标
华中科技大学（2010年1月 2011年12月）湖北省气象局（2011年4月 2012年3月）2010年2011年2010 2011年多晶硅单晶硅
Y
Ｒ
/h1124．71218．61171．71201．81201．8
Y
F
/h710．6823．6761．7882．9859．5 PＲ/%63．267．665．573．571．5ηA/%9．510．19．811．511．2ηD/%66．671．168．977．474．9ηI/%94．794．894．895．095．5ηe/%9．09．69．310．910．7 CF/%8．19．48．810．19．8 089
6期李芬等：并网光伏系统性能精细化评估方法研究
40?倾角安装，实际工况下2010年年平均PＲ为63．2%，2011年为67．6%，两年平均值为65．5%。2010阵列效率为9．5%，2011年为10．1%，两年平均值为9．8%。2010年的系统能效比9．0%，2011年为9．6%，两年平均值为9．3%。与输电成本有关的系统容积因子在2010年为8．1%，2011年为9．4%，两年平均值为8．8%。从表4华中科技大学2010 2011年均PＲ（其中经过订正剔除电量资料缺失对应日辐射数据后，2010年年均PＲ为67．5%，2011年为68．6%）、阵列效率和系统效率等多项指标分析结果来看，该光伏系统的性能随年际变化衰减不明显。
湖北省气象局的光伏系统于2011年3月底建成运行，采用15?倾角安装。2011年4月 2012年3月在实际运行工况下，多晶硅PＲ为73．5%、单晶硅为71．5%；多晶硅阵列效率为11．5%、单晶硅为11．2%；多晶硅的系统能效比10．9%、单晶硅为10．7%；多晶硅容积因子为10．1%、单晶硅为9．8%。
从表4可知，湖北省气象局分布式系统的年均PＲ、阵列效率、直流回路效率、系统能效比、容量因子等性能要优于华中科技大学。为了更具有可比性和分析系统性能差异的原因，选择在同一时间段（2011年4 12月份）分别对华中科技大学和湖北省气象局的多晶硅并网系统性能分析，结果见表5。由于阵列安装倾角过大（夏季斜面直接辐射损失较大），华中科技大学多晶硅并网系统的理论发电时数明显要小于湖北省气象局，也导致其满发时数、容量因子明显小于后者。两系统的逆变器效率相差不表5武汉两多晶硅系统（2011年4 12月）性能指标对比Table5Performance results comparison of HUST with HMB
指标华中科技大学湖北省气象局
Y
Ｒ
/h967．61021．7
Y
F
/h645．9757．5
PＲ/%66．874．1
ηA/%10．011．6
ηD/%70．277．9
ηI/%94．895．0
ηe/%9．511．0
CF/%*9．811．5
注：*计算中分母对应取为8760?0.75=6570h。大，但前者PＲ要明显低于后者，从式（11）及表5可看出，这主要与前者直流回路效率较低有关。而华中科技大学并网系统直流回路效率较低，可能与其建成时间较早（2005年），运行时间长而缺乏有效清洗导致阵列表面积灰较多以及阵列间阴影或周围建筑遮挡等有关（由于华中科技大学示范电站实际建设条件———屋顶面积有限以及楼层较低原因，一年四季运行中阵列间会有阴影以及周围遮挡影响）。为了在运行中并网电站获得较高PＲ，一方面设计中尽可能减少阵列间阴影及周围建筑影响，同时在运行维护中考虑对电站进行定期人工或自动清洗等。2．4武汉并网光伏发电潜能估算
根据武汉站1981 2011年（缺1984年）近30a 的辐射观测资料统计表明，近30a年来的平均总辐射量为1151．2kWh/m2，水平面峰值日照时数为1151．2h。
以1994年作为典型气象年，近30a武汉以最佳倾角15?安装的年平均斜面总辐射量为1175．0 kWh/m2，理论发电时数为1175．0h。由2．3节计算出以15?安装的多晶硅年均PＲ为73．5%。
结合式（12）计算可得，武汉30a平均最佳倾角（15?）安装的每kW分布式光伏装机容量的年上网电量约为863．6kWh。
3结论与讨论
在不受限电限制影响下，武汉两座并网光伏系统的年理论发电时数均小于1300h，满发时数均不超过900h，容量因子不超过11%。考虑到武汉地区属于太阳能资源丰富区，而西部青藏高原为我国资源最丰富区，即使年理论发电时数增加60%，年均PＲ取75%（考虑到西部青藏高原地区降水偏少，而出现沙尘活动、积雪等天气现象日数远高于武汉地区，实际运行中极有可能达不到该值），年满发时数也仅有约1500h。
我国太阳辐射资源和负荷分布地区并不重合，西部地区太阳辐射丰富但是非负荷中心，负荷中心分布在东南沿海城市以及津京唐等地区，而光伏发电功率密度低，年满发时数和容量因子偏低，且受气象条件影响波动大，以及受现有电网的输送能力的限制，若是西部光伏发电采用远距输电方式，输电线路利用率较低，加上输电线路损耗，从经济性考虑成本可能很高；发展分布式并网光伏发电系统，就地消
189
太阳能学报34卷
纳可能更符合国情。
本文首次引入整合了一套囊括资源和电站性能的指标体系，分析武汉近30a太阳资源分布特征（年总量、直射比以及理论发电时数），并对武汉两座分布式运行的并网光伏发电系统进行全方位的评估，对光伏利用业界最关心的问题———最佳倾角、年均PＲ及年上网电量，以及政府宏观决策层面在光伏发电规划及输送考虑的满发时数、容量因子等给出了计算方法和得出定量的结论，具有重要的工程指导意义。
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289
389
6期李芬等：并网光伏系统性能精细化评估方法研究
ＲEFINEMENT ASSESSMENT METHOD OF GＲID-CONNECTED
PV SYSTEM PEＲFOＲMANCE
Li Fen1，2，Chen Zhenghong2，Cai Tao3，Ma Jinyu4，Xu Jing2
（1.School of Electrical Engineering，Shanghai University of Electric Power，Shanghai200090，China；
2.Meteorological Service Center of Hubei Province，Wuhan430074，China；
3.College of Electrical and Electronic Engineering，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan430074，China；
4.Engineering Consulting Center of China Meteorological Administration，Beijing100081，China）
Abstract：In order to assess performance and efficiency of distributed grid-connected PV system synthetially，a whole and integrated performance evaluation index system was applied from point of view of solar resources and grid-connected PV system operation，and the PV power potential calculation method was also explored.30a irradiation（1981to2011，with1984missing）and meteorological data from Wuhan Meteorological Station，2a power data per5min（Jan.of2010to Dec.of2011）and1a power data per5min（Apr.of2011to Mar.of 2012）from roof distributed grid-connected PV power stations in Huazhong University of Science and Technology （HUST）and Hubei Meteorological Bureau（HMB）were collected，respectively.The basic characteristics of these two distributed grid-connected PV power stations were evaluated.The results show that：1）30-year average global irradiation and direct portion are1151.2kWh·m－2and0.41in Wuhan where belongs to the higher areas of the scattered radiation.2）Wuhan30-year average optimum tilt angle is15?，with the optimum tilt radiation 1175.0KWh·m－2.3）PV system with40?title angle of HUST，the average performance ratio（PＲ）、array efficiency、system efficiency、capacity factor（CF）were65.5%，9.8%，9.3%，8.8%under the actual operating conditions from2010to2011；polysilicon PV system with15?title angle of HMB，the annual PＲ，array efficiency，system efficiency，CF were73.5%，11.5%，10.7%，10.1%，respectively．4）The30-year annual average on-grid electricity of the distributed roof grid-connected PV system with15?optimum tilt angle was about863.6kWh per each kilowatt of PV capacity.
Keywords：grid-connected PV power plants；solar irradiation；direct radiation ratio；optimum tilt angle；performance parameters；on-grid PV electricity
4.2-需求管理-信息中心XX系统性能评估报告
XX性能评估报告 （20XX年XX月份） 1性能评估结论 通过对XX服务器一个月指定实体业务的业务量分时统计和IT资源使用 率的性能分析，结合服务器处理能力TpmC的计算公式，建议XX应用服务器和Web服务器的CPU配置应从原先的3个CPU增加到4个CPU，当前内存配置保持不变。 2评估过程分析 2.1应用当前配置环境 XX应用部署在南海数据中心一台IBM P780小型机上。小型机的Model Type为9179-MHB，共64个CPU，每个CPU有4个Core。服务器的处理能力一般是由TpmC来计算的，TpmC是指在服务器CPU中每个Core每分钟的处理能力。基于部署XX的P780的配置，通过官方数据查到所配64个CPU的TpmC值为10，366，254，单个CPU的TpmC值为161，973。 XX应用共使用两个逻辑分区（LPAR）。两个LPAR的当前配置信息如下：
服务器主机名称所属应用 名称 IP地址 操作系 统版本 已分配的 CPU个数 CPU的频 率(GHZ) 已分配的 内存（GB） gdweb03 社保费系 统web服务 器 150.17.30.1 66 AIX 6.1 3（CPU） 3.86GHZ 32GB gdsbapp01 社保费系 统核心应 用服务器 150.17.30.1 70 AIX 6.1 3（CPU） 3.86GHZ 44GB 2.2应用业务量情况分析 以下是对指定实体业务基于2013年4月12日以来一个月数据的全天业务量的峰值情况进行分析。 增减员业务量统计 增减员业务在一天内有一个高峰时间段，下午15点-17点。具体的实体业务量的峰值如下： 业务时间实体业务量图表统计说明 08:00 3785 09:00 11035 10:00 27124 11:00 30041 12:00 32760 13:00 11301 14:00 15060 15:00 37066 16:00 38749 17:00 60384 18:00 60069 19:00 10370 20:00 5022 21:00 5217 22:00 1067 23:00 648 申报业务量统计
系统性能优化方案
系统性能优化方案 (第一章) 系统在用户使用一段时间后（1年以上），均存在系统性能（操作、查询、分析）逐渐下降趋势，有些用户的系统性能下降的速度非常快。同时随着目前我们对数据库分库技术的不断探讨，在实际用户的生产环境，现有系统在性能上的不断下降已经非常严重的影响了实际的用户使用，对我公司在行业用户内也带来了不利的影响。 通过对现有系统的跟踪分析与调整，我们对现有系统的性能主要总结了以下几个瓶颈： 1、数据库连接方式问题 古典C/S连接方式对数据库连接资源的争夺对DBServer带来了极大的压力。现代B/S连接方式虽然不同程度上缓解了连接资源的压力，但是由于没有进行数据库连接池的管理，在某种程度上，随着应用服务器的不断扩大和用户数量增加，连接的数量也会不断上升而无截止。 此问题在所有系统中存在。 2、系统应用方式（架构）问题(应用程序设计的优化) 在业务系统中，随着业务流程的不断增加，业务控制不断深入，分析统计、决策支持的需求不断提高，我们现有的业务流程处理没有针对现有的应用特点进行合理的应用结构设计，例如在‘订单、提油单’、‘单据、日报、帐务的处理’关系上，单纯的数据关系已经难以承载多元的业务应用需求。 3、数据库设计问题（指定类型SQL语句的优化）
目前在系统开发过程中，数据库设计由开发人员承担，由于缺乏专业的数据库设计角色、单个功能在整个系统中的定位模糊等原因，未对系统的数据库进行整体的分析与性能设计，仅仅实现了简单的数据存储与展示，随着用户数据量的不断增加，系统性能逐渐下降。 4、数据库管理与研究问题(数据存储、物理存储和逻辑存储的优化) 随着系统的不断增大，数据库管理员（DBA）的角色未建立，整个系统的数据库开发存在非常大的随意性，而且在数据库自身技术的研究、硬件配置的研究等方面未开展，导致系统硬件、系统软件两方面在数据库管理维护、研究上无充分认可、成熟的技术支持。 5、网络通信因素的问题 随着VPN应用技术的不断推广，在远程数据库应用技术上，我们在实际设计、开发上未充分的考虑网络因素，在数据传输量上的不断加大，传统的开发技术和设计方法已经无法承载新的业务应用需求。 针对以上问题，我们进行了以下几个方面的尝试： 1、修改应用技术模式 2、建立历史数据库 3、利用数据库索引技术 4、利用数据库分区技术 通过尝试效果明显，仅供参考！
200kW并网光伏项目技术方案
200k W并网光伏项目 技术方案
新惠置业商业屋顶200KWp光伏发电项目 工程技术方案 河南光坤能源科技工程有限公司 2016年5月
目录 1概述 (3) 1.1工程概述 (3) 1.2设备使用环境条件 (3) 1.3 交通运输条件 (4) 2设计依据 (4) 3整体方案设计 (6) 3.1并网逆变器选型 (7) 3.2组件选型 (12) 3.3光伏阵列设计 (12) 3.4交流汇流箱设计 (14) 3.5并网接入柜设计 (15) 3.6电缆选型设计 (16) 4 防雷及接地 (17) 5设备清单 (18) 6发电量计算 (18) 6.1 理论发电量 (18) 6.2 逐年衰减实际发电量 (21) 6.3 年发电量估算 (22) 7 项目管理机构 (24) 8 施工组织设计 (24) 8.1 技术准备 (24)
8.2 现场准备 (24) 8.3 项目管理、沟通与协调 (25) 8.4.工程施工流程 (25) 8.5.实施进度计划 (25) 1概述 1.1工程概述 本项目位于开封市新区九大街，东京大道以北，九大街以西，开封汴西湖以西，区位条件十分优越。周围有高大建筑，遮挡阳光。道路四通八达，交通便捷，新惠置业屋顶项目，六层建筑，每层建筑面积为3464.33平方米。 屋顶为常规水泥屋顶，屋顶集中单建筑屋顶可以完成200kWp容量的光伏组件固定倾角式安装，该项目属低电压并网分布式光伏电站。 该光伏发电系统采用“分散逆变，集中并网”的技术方案，该太阳能光伏电站建成后，与厂区内部电网联网运行，可解决该厂区部分电力需求, 实现了将一部分清洁能源并入用户电网,为该地区的节能减排作出贡献。 1.2设备使用环境条件 开封市地理气候概况 开封市处于黄河中下游平原东部，太行山脉东南方，地处河南省中东部，东经113°52′15"-115°15′42"，北纬34°11′45"-35°01′20"，东与商丘市相连，距离
1MW光伏并网技术方案(新)
1MWp光伏并网发电系统技术方案 大盛微电科技股份有限公司 2017.7
目录 一、总体设计方案 (2) 二、系统组成 (2) 三、相关规范和标准 (3) 四、设计过程 (3) 4.1并网逆变器 (3) 4.1.1组串式逆变器性能特点简介 (4) 4.1.2电路结构 (5) 4.1.3技术指标 (6) 4.2太阳能电池组件 (7) 4.3系统接入电网设计 (9) 4.4系统监控装置 (13) 4.5环境监测仪 (16) 4.6系统防雷接地装置 (16) 五、系统主要设备配置清单 (17) 六、系统原理框图 (18) 七、案例 (18)
一、总体设计方案 针对1MWp的太阳能光伏并网发电系统项目，我公司建议采用华为组串式逆变器，分块发电、集中并网方案，将系统分成20个50KW的并网发电单元，每个50KW的并网发电单元都接入0.4KV低压配电柜，然后通过中压变压器升压至10KV并网。 系统的电池组件选用265Wp多晶硅太阳能电池组件，其工作电压为30.5V，开路电压约为37.8V。经过计算，每个光伏阵列按照24块电池组件串联进行设计，50KW的并网单元需配置8个光伏阵列，192块电池组件,其功率为50.88KWp。则整个1MWp并网发电系统需配置3840块265Wp电池组件，实际功率约为1.017MWp。 将每个50KW逆变器，共20台接入并网装置。 整个并网发电系统按照20个50KW的并网发电单元进行设计，每个发电单元配置1台SUN2000-50KTL逆变器，整个1MWp系统需配置20台SUN2000-50KTL逆变器。每台逆变器的交流输出(3*277V/500V+PE)分别接入0.4KV三相交流低压配电柜本系统需配置1套10KV升压站，包含10kV主变(0.4/10KV, 630KVA)、10kV 开关柜、0.4KV开关柜以及直流电源、二次控制柜等装置，柜与柜之间通过铜排或电缆连接。其中，0.4KV开关柜应配置10路三相交流低压输出接口(AC380/220V,50Hz)，通过电缆分别接至20台SUN2000-50KTL逆变器的交流输出端，从而实现整个并网系统并入10KV 中压交流电网。 综上所述，本系统主要由太阳能电池组件、光伏并网逆变器和10KV升压站、二次控制柜、交直流电缆等所组成。另外，系统应配置1套监控装置，用来监测系统的运行状态和工作参数。 二、系统组成 太阳能光伏并网发电系统主要组成如下： （1）太阳能电池组件及其支架； （2）光伏并网逆变器； （3）交流配电柜（10kV主变(0.4/10KV, 1250KVA)、10kV 开关柜、0.4KV开关柜以及直流电源、二次控制柜等装置）； （4）系统的通讯监控装置；
系统性能评估
第7章 1.工程工作站：具有实现工程计算、程序编制和调试、作图、通信、资源共享的计算机环 境。 2.早期CAD环境:“大型机(超级小型机)+多路终端 3.工作站从应用对象、范围和功能需求上都不同于普通PC机 4.工作站与PC在配置上的一般区别：1. 图形处理能力:专业图形卡2. 可靠性: 采用多种 可靠性措施3. 性能: 采用高性能器件4. 扩展能力: 内存、多处理器等5. 软件配置: 操作系统、高性能图形处理软件等。 5.系统性能评价技术：从技术上, 主要有分析、模拟、测量三种技术 6.常采用的分析技术有：常采用排队论、随机过程、均值分析等方法进行近似求解,比如 流水线性能、多处理器系统性能分析、软件可靠性静态评估等。 7.分析技术的特点：特点是理论严密, 对基础理论的掌握要求较高。优点是节约人力/物 力, 可应用于设计中的系统。 8.模拟技术的特点：既可以应用于设计中或实际应用中的系统, 也可以与分析技术相结 合, 构成一个混合系统。 9.测量技术的特点： 10.模拟技术是基于试验数据的系统建模, 主要有: (1) 按系统的运行特性建立系统模型; (2) 按系统工作负载情况建立工作负载模型; (3) 编写模拟程序, 模拟被评价系统的运 行。 11.测量技术：该技术是对已投入使用的系统进行测量, 通常采用不同层次的基准测试程序 评估。不同层次指的是：核心程序、实际应用程序、合成测试程序 12.几乎所有基于模拟的评价方法都依赖于测试数据或实验值 13.总结：分为三种性能评价技术，分别是分析、模拟、测量，这三种技术分别对用不同成 熟度的系统。分析技术对应理论研究，特点是理论严密，基础知识掌握度高。模拟技术是对正在设计以及已经用于实际应用的系统进行建模，建模数据来源是实验数据。而测量技术的应用是对已经投入使用的系统进行测量。通常采用不同层次的基准测试程序，不同层次值的是：核心程序、实际应用程序、合成测试程序。 14.系统性能评价对象：内存、I?O、网络、操作系统、编译器的性能。 15.与程序执行的时间相关的两大因素:(1) 时钟频率(MHz)；(2) 执行程序使用的总时钟周期 数。 16.CPU时间= 总时钟周期数?时钟周期= 总时钟周期数/ 时钟频率 17.IC(程序执行的指令数)和CPI(每条指令所需时钟数 18.CPU时间= CPI?IC ?时钟周期= CPI?IC /时钟频率 19.(1) 时钟频率: 反映计算机实现、工艺和组织技术; 20.(2) CPI: 反映计算机实现、指令集结构和组织; 21.(3) IC: 反映计算机指令集结构和编译技术。 22.系统性能评价标准：(1) 时钟频率(主频): 用于同类处理机之间(2) 指令执行速度法 (MIPS —定点运算) (3) 等效指令速度:吉普森(Gibson)法4)数据处理速率PDR(processing data rate)法(5) 基准程序测试法 23.MIPS指标的主要缺点是不能反映以下情况: ①不能反映不同指令对速度的影响②不能 反映指令使用频率差异的影响③不能反映程序量对程序执行速度的影响 24.吉普森(Gibson)法的主要缺点:(1) 同类指令在不同的应用中被使用的频率不同;(2) 程序 量和数据量对Cache 影响; (3) 流水线结构中指令执行顺序对速度的影响;(4) 编译程序对系统性能的影响。
100kW光伏并网发电系统典型案例解
100kW光伏并网发电系统典型案例解 100kW光伏并网发电系统典型案例解析 1、项目地点分析 本项目采用光伏并网发电系统设计方案，应用类别为村级光伏电站项目。项目安装地为江西，江西位于位于中国的东南部,长江中下游南岸。地处北纬24°29′-30°04′，东经113°34′-118°28′之间。项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′。根据查询到的经纬度在NASA上查询当地的峰值日照时间如下： (以下数据来源于美国太空总署
根据项目所在地理位置坐标，项目所在地坐标为项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′，光伏组件安装最佳倾角为20°如下图所示： 2.3组件阵列间距及项目安装面积 采用260Wp的组件，组件尺寸为1650*990*35mm，共用400块太阳能电池板， 总功率104kWp。根据下表公式可以计算出组件的前后排阵列间距为2.4m，单 块组件及其间距所占用面积为2.39㎡。
104kWp光伏组件组成的光伏并网发电系统占地面积为2.39*400=956㎡,考虑到安装间隙、周围围墙等可能的占地面积，大约需要1000㎡。 3、光伏支架 本项目为水平地面安装，采用自重式支架安装方式。自重式解决方案适用于平屋顶及地面系统。利用水泥块压住支架底部的铝制托盘，起到固定系统的作用。
光伏并网发电防逆流方案
. 光伏并网发电防逆流 自动控制技术方案和实施方案 保定特创电力科技有限公司
1工程概况 光伏电源并网供电系统，与其公众电网配电系统（380V低压侧供电）一起并网供电。鉴于对于负荷变化控制有特殊要求，一方面需要供电部门保证用户的供电质量和可靠性，同时使光伏电源能正常工作，充分发挥光伏能源经济效益和试验与示范作用。另一方面，光伏电源的运行不应影响配电系统的安全，不允许光伏电源通过低压配电380V 网络向电力系统倒送电，同时最科学合理使用光伏电源供电，减少用户用电成本。因此，需要对光伏电源进行安全控制。 本装置的任务是对配电变压器的低压侧380V侧进行实时监测；对光伏电源进行必要的控制。采用专门为其设计的微机装置和控制电路，这样可以保证保护动作快速性和控制的准确性。 2 工程配置原则 1、可靠性：提供成熟技术和可靠方案，保证电网运行安全。 2、先进性：工程施工不影响正常供电。 3、拓展性：工程方案易于拓展，有利于将来的升级改造。 4、智能性：先进的逻辑分析和控制手段，合理有效地提供清洁能源。 3 方案概述 光伏电源工程供电系统的运行方式： 光伏电源并网供电由光伏逆变器经过主变低压380V侧后，并网于供电局主进线线路。图纸见附图。 根据以上运行方式，这时的逆功率监控装置控制要求如下： 电流测量点为变压器的低压侧(或系统主进线)380V电力局总入口电流：IA,IB,IC。（由CT来） 电压测量点为变压器的低压侧380V并网电压：UAB、UBC。（电压直接采集来）
1、两个CT互感器的倍率为 A/5A；根据现场配置，精度0.5级 2、电压回路接线,为直接采集式.直接接在并网380V侧即可. 3、每个并网点需要控制的逆变器为3-6台，15KW. 20KW. 4、控制逆变器的方式为通过交流接触器分,合闸逆变器的交流侧方式。 3.1解决方案 基于以上分析，我们提出以下解决方案： 在每个并网点的低压侧电力局公网入口处安装一台TC-3065逆功率监控装置。实时监测380V低压线路的电流电压和功率方向、幅值，同时TC-3065逆功率监控装置控制多路接触器,控制逆变器的交流输出，TC-3065逆功率监控装置的外围设备（如电流互感器、空开、通讯线缆），用户需根据图纸设计自行安装在现场的低压交流配电柜或者低压侧计量柜内，户内柜体嵌入式安装方式。 3.2 系统自动控制过程与功能设置 光伏电源工程供电系统的正常运行方式：一台10kV/400V的配电变压器正常供电，同时清洁电源并网供电，此时的控制要求如下： （1）若测量点出现电压过高、或者电压过低、电流过高（通过设置参数整定），则TC-3065逆功率监控装置在液晶显示上发报警信息，可通过通讯把报 警信息上传。 （2）检测交流电网（AC380V，50Hz）供电回路三相电压、电流（测量点），判断功率流向和功率大小。如果电网供电回路出现逆功率现象，防逆流装 置立即逐级断开清洁电源并网系统中4个模组，直到逆功率现象消失。 防逆流装置控制清洁电源并网系统中4个模组断开逐级累加时间为不大 于600S（可设置）。 （3）逆功率恢复的控制：当防逆流装置检测到逆功率，切断清洁电源供电回路后，若测量点逆功率消失，并且检测到负荷功率（测量点的正向功率）大 于某一门槛值（可设定，单位W二次功率值）时，经过不大于600S延 时（可设置）后，防逆流装置把清洁电源并网系统中接入点合上（控制点）。
风电场模型并网控制系统实验指导书V1-精品
风电场模型并网控制系统实验指导书V1-精品 2020-12-12 【关键字】情况、方法、环节、条件、文件、质量、模式、监控、运行、系统、机制、有效、平衡、合理、快速、配合、保持、建立、掌握、了解、规律、位置、关键、安全、稳定、网络、基础、需要、环境、能力、方式、作用、标准、结构、主体、总体布局、速度、关系、设置、分析、调节、形成、保护、满足、严格、管理、确保、服务、指导、带动、方向、巩固、扩大、实现、提高、中心、核心、重要性 风电场模型并网控制系统 实验指导书 主编 XX 上海浪腾工业自动化有限公司
2014年5月
实验一了解风电场模型并网控制系统试验平台 一、实验目的 对风电场模型并网控制系统进行剖析，通过对照使用说明书与实物，了解本试验平台的主体结构及各细节，巩固、扩大课堂所学知识，并从中体会学习风电场模型并网控制系统试验平台的实验方法。要求： 1、了解试验平台的用途，总体布局，以及试验平台的主要性能和技术指标； 2、对照试验平台使用说明书，分析仿真器、控制器和SCADA工作原理； 3、了解和分析试验平台主要部件的工作原理。 二、实验原理及方法 本实验利用并网控制系统试验平台中的仿真器、控制器和SCADA讲解真实环境下风电场并网的工作原理。主要方法是打开仿真器、控制器和SCADA，参照使用说明书，并配以实物进行观察，通过联合操作仿真器、控制器和SCADA，观察试验平台的各个动作。 三、风电场模型并网控制系统用途及布局 1、风电场模型并网控制系统用途 风场模型并网控制系统试验平台，构建了一个采用风速、温度及海拔等参数为依据的虚拟风况环境模型，以单台风力发电机组在风场特定微观位置为目标而建立的一个风电场群，用于测试风力发电机组工况运行状态。学生可通过本试验台了解风场侧风力发电机主控以及中控侧SCADA的工作原理，并可在试验台进行相关地风力发电机工况的模拟实验，本试验台同时可供电气专业学生了解学习基于工业现场的电气控制、数据采集及网络通讯等知识。 2、风电场模型并网控制系统的主要技术指标 仿真器输入额定电压 AC220V 仿真器PLC额定电压 DC24V 仿真器PC额定电压 AC220V 控制器输入额定电压 AC220V 控制器PLC额定电压 DC24V 控制器PC额定电压 AC220V SCADA网络通讯板额定电压 AC220V SCADA串口服务器额定电压 AC220V SCADA串多模转换器额定电压 DC24V SCADA数据交换机额定电压 DC24V SCADA客户机额定电压 AC220V SCADA服务器额定电压 AC220V 3、风电场模型并网控制系统的主体结构 图1是风电场模型并网控制系统试验台原理结构图，图2是风电场模型并网控制系统试验台现场布置图。风电场模型并网控制系统主要由仿真控制系统、主控制系统和SCADA系统组成。仿真控制系统包含风模型系统软件、力模型系统软件、温度和湿度及海拔系统模型
光伏并网系统技术的特性和体系结构
光伏并网系统技术的特性和体系结构 摘要:随着全球经济的继续发展，能源危机已经日益凸显，化石燃料逐步消耗殆尽，越来越多的新型分布式发电系统被开发出来。在众多分布式发电系统中，太阳能发电越来越受到各国的重视，开发了各式各样从集中式的大容量太阳能发电站到家庭式分布式发电系统的项目。我国光伏电池组件产业随着国际市场的大量需求得到了迅猛发展，产量一度达到了全球的70%之多。然而，随着欧盟和美国对我国光伏产品征收惩罚性关税，我国光伏产业陷入了低谷，大量的光伏产能无法得到消化，导致了大批企业的亏损乃至破产。对此，我国政府和各大电力公司均出台了各类政策鼓励光伏发电系统并网。本文就光伏并网发电系统特点进行了阐述，最后本文对此系统的体系结构进行了简要分析和介绍。 关键词: 光伏并网孤岛效应直流模块 太阳能的利用方式主要有光热利用、光伏利用和光化学利用三种形式。其中，随着太阳能电池技术的飞快发展和转换效率的不断提高，光伏发电成本越来越低。光伏发电的方式主要分为离网方式（stand-alone mode）和并网方式（grid-connected mode）两种。过去，光伏发电系统多数被用于远离供电网络的地区，多以中小系统为主，大多属于离网方式。80年代初，一些发达国家便开始试验性的建造了一批大型的光伏并网电站。90年代后，国外新的光伏并网系统又大多转向了小容量的分布式并网方式，如德国的“1000个光伏屋顶计划”等。而且其灵活性和经济性也都强于大型光伏并网电站。 对于分布式并网发电系统来说，并网逆变技术是其核心。逆变器是连接光伏阵列与交流电网的关键环节，主要任务是完成光伏阵列的最大功率点跟踪（MPPT）和向电网注入正弦电流。同时，并网逆变器还需要具有防孤岛效应和安全隔离接地的功能。光伏阵列的输出电压和电流特性曲线如图1-2-1所示。光伏阵列处于不同工作点时输出功率也是不同的。 为使光伏阵列能够始终助于最大的功率输出工作点，需要一定的控制策略控制逆变器。这一技术称之为最大功率点跟踪。其基本原理是：通过检测光伏阵列电压电流的工作点，调整输出端的输出电压使得光伏阵列工作于最大的功率输出点处，通常使用控制逆变器来达到此目的。已经出现的MPPT控制策略已经至少有十九种之多，常见的有：定电压跟踪法（Constant V oltage Tracking，CVT）、扰动观察法（perturb & observe algorithms，P&O）电导增量法（Incremental Conductance Algorithm）、模糊逻辑控制（Fuzzy Logic Control）和神经网络法（Neural Network）等。 光伏并网系统的拓扑结构可分为集中式结构、交流模块式结构、串行结构、多支路结构和直流模块式结构等。各类不同的体系机构适用于各种不同情况的光伏并网系统，主要随着光伏并网系统的发电量、规模和地形等情况变化。
电脑系统性能分析与评价
浅谈计算机系统性能评价的认识和理解 随着科学技术的日益进步，计算机也得到快速发展，计算机性能成为人们关注的重点。计算机性能评价不仅是计算机网络和计算机系统研究与应用的重要理论基础和支撑技术，也是当今通信和计算机科学领域的重要研究方向。因此，进行计算机系统性能评价成为当务之急。 计算机性能评价是指对系统的动态行为进行研究和优化，包括对实际系统的行为进行分析、测量和模拟按照一定的性能要求对方案进行选择，对现有系统的性能缺陷和瓶颈进行改进，对未来系统的性能进行预测，以及在保证一定服务质量的前提下进行设计。性能评价技
术研究使性能成为数量化的、能进行度量和评比的客观指标，以及从系统本身或从系统模型获取有关性能信息的方法。性能评价通常是与成本分析综合进行的，借以获得各种系统性能和性能价格比的定量值,从而指导新型计算机系统(如分布式计算机系统)的设计和改进,以及指导计算机应用系统的设计和改进，包括选择计算机类型、型号和确定系统配置等。 1 计算机系统性能评测指标 计算机系统性能指标有两类：可用性、工作能力。 可用性：它指计算机能够持续工作时间，一般用平均无故障时间和可恢复性来表示。 工作能力：它指计算机在正常工作状态下所具有的能力。它们是系统性能评价的主要研究对象。常用的工作能力指标由：吞吐量、延迟和资源利用率。 吞吐量：单位时间内系统的处理能力，指单位时间内完成的任务数。对于不同目标可能含义不同。例如，在评价一个数据库系统时，所指的吞吐量可以是单位时间内交易完成的个数；在评价一个网络系统是，吞吐量指单位时间内传输的字节数等。 延迟：完成一个指定任务所花费的时间。例如，在评价一个数据库系统时，可以考察它完成一个查询，或完成一个数据处理所需要的时间；在评价一个网络系统时，可以考察发送一个网络包所需要的时间等。 资源利用率：指完成一个任务所需要花费的系统资源。例如完成一个数据处理、所占用处理器的时间、占用内存的大小或占用网络带宽的大小等。 吞吐量越高、延迟越少、资源利用率越低则表示系统的性能越好。 2 计算机性能的主要评测手段 计算机性能的主要评测手段主要包括测量、模拟、分析方法。 测量方法：测量是最基本、最重要的系统性能评价手段。测试设备向被测设备输入一组测试信息并收集被测设备的原始输出，然后进行选择、处理、记录、分析和综合，并且解释其结果。上述这些功能一般是由被测的计算机系统和测量工具共同完成的，其中测量工具完成测量和选择功能。测量工具分硬件工具和软件工具两类。硬件测量工具附加到被测计算机系统内部去测量系统中出现的比较微观的事件(如信号、状态)。典型的硬件检测器有定时器、序列检测器、比较器等。例如，可用定时器测量某项活动的持续时间；用计数器记录某一事件出现的次数；用序列检测器检测系统中是否出现某一序列(事件)等。数据的采集、状态的监视、寄存器内容的变化的检测，也可以通过执行某些检测程序来实现。这类检测程序即软件测量工具。例如，可按程序名或作业类收集主存储器、辅助存储器使用量、输入卡片数、打印纸页数、处理机使用时间等基本数据；或者从经济的角度收集管理者需要的信息；或者收集诸如传送某个文件的若干个记录的传送时间等特殊信息；或者针对某个程序或特定的设备收集程序运行过程中的一些统计量，以及发现需要优化的应用程序段等。硬件监测工具的监测精度和分辨率高，对系统干扰少；软件监测工具则灵活性和兼容性好，适用范围广。测量方法是最直接、最基本的方法，其他方法也要依赖于测量的量，但是它比较浪费时间，只适合于已经存在并运行的系统。 分析方法：分析方法可为计算机系统建立一种用数学方程式表示的模型，进而在给定输入条件下通过计算获得目标系统的性能特性。该方法一般应用于系统的设计阶段，这时候因
5kWp光伏太阳能并网发电系统
5kWp光伏太阳能并网发电系统 设 计 方 案 设计人：申小波（Mellon） 单位：个人 电话： 日期： 2013年10月27日
目录 一、光伏太阳能并网发电系统简介 (2) 二、项目地点及气候辐照状况 (2) 三、相关规范和标准 (5) 四、系统结构与组成 (5) 五、设计过程 (6) 1、方案简介 (6) 2、设计依据 (6) 3、组件设计选型 (7) 4、直流防雷汇流箱设计选型 (9) 5、交直流断路器 (11) 6、并网逆变器设计选型 (13) 7、电缆设计选型 (14) 8、方阵支架 (15) 9、配电室设计 (15) 10、接地及防雷 (15) 11、数据采集检测系统 (16) 六、仿真软件模拟设计 (17) 七、接入电网方案 (22)
八、设备配置清单及详细参数 (22) 九、系统建设及施工 (22) 十、系统安装及调试 (23) 十一、运行及维护注意事项 (26) 十二、设计图纸 (28) 十三、工程预算投资分析报告 (32)
5kWp光伏太阳能并网发电系统配置方案 一、光伏太阳能并网发电系统简介 并网系统（Utility Grid Connected）最大的特点：太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网，并网系统中光伏方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚，太阳电池组件没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。 因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用光伏方阵所发的电力，从而减小了能量的损耗，并降低了系统的成本。但是系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压、频率等电性能指标的要求。因为逆变器效率的问题，还是会有部分的能量损失。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能太阳电池组件阵列作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺电率，而且并网系统可以对公用电网起到调峰作用。但并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统，对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响，如谐波污染，孤岛效应等。 二、项目地点及气候辐照状况 图片来自Google地球 1、项目地点为：江苏省泰州市XX区XX镇； 2、纬度：32°22’，经度：120°12’； 3、平均海拔高度：7m；
光伏电站技术方案(整理后)
光伏电站技术方案 1.系统概况 1.1项目背景及意义 系统由室外太阳电池组件阵列系统、室外太阳能电池组件汇流系统、室内控制储能系统、逆变配电装置与布线系统、室内光伏发电综合测试系统组成。用于研究不同材料电池组件的光伏阵列，采取跟踪模式和固定模式时发电的情况，以及5种相同功率不同方式的太阳能电发电的对比。本系统建成后可以作为学校光伏科研方向的重点实验室，为学校学科建设、科技创新、人才培养发挥重要作用。 1.2光伏发电系统的要求 系统是一个教学实习兼科研项目，根据要求设计一个5kWp的小型光伏电站系统，包含3kWp的并网光伏系统，2kWp的离网光伏系统，共计平均每天发电约9.5kWh,可供一个1kW的负载工作9小时左右。 2.项目概况 2.1光伏系统方案的确定 根据现场资源和环境条件，系统设计采用独立型离网光伏系统和离散型并网光伏系统方案。 太阳能光伏并网发电系统主要组成如下： （1）太阳能电池组件及其专用固定支架； （2）光伏阵列汇流箱； （3）光伏并网逆变器； （4）系统的通讯监控装置；
（5）系统的防雷及接地装置； （6）土建、配电房等基础设施； （7）系统的连接电缆及防护材料； 太阳能光伏离网发电系统主要组成如下： （1）太阳能电池组件及其双轴跟踪逐日支架； （2）光伏阵列汇流箱； （3）光伏控制器； （4）光伏离网逆变器； （5）系统的通讯监控装置； （6）系统的防雷及接地装置； （7）土建、配电房等基础设施； （8）系统的连接电缆及防护材料； 3.设计方案 3.1方案介绍 将系统分成并网和离网两个部份。并网和离网系统中用到的太阳能电池组件有3种，一是175Wp单晶硅太阳能电池板，其工作电压为35.9V,开路电压为43.6V，经过计算，6块此类电池板串联，构成1个1KW的光伏阵列。二是175Wp多晶硅太阳能电池板，其工作电压为33.7V,开路电压为42.5V, 经过计算，6块此类电池板串
软件性能瓶颈分析方法及优化
软件性能瓶颈分析方法及优化 影响软件应用性能的因素有很多，下面简单介绍下其中几种影响因素及分析方法。 一、性能瓶颈分析 1、内存分析 内存的使用情况是系统性能中重要的因素之一，频繁的页交换及内存泄露都会影响到系统 的性能（这里主要以Windows系统为主）。 内存分析用于判断系统有无遇到内存瓶颈，是否需要通过增加内存等手段提高系统性能表现。 （1）、查看Memory\Available Mbytes指标 在对系统进行操作系统级别的内存分析时，首先需要通过该指标（Available Mbytes：Windows系统自带计数器的一个计数值）建立一个初步的印象，了解性能测试过程中 系统是否仍然有足够的内存可用。如果该指标比较小，系统可能存在内存不足方便的问题，这时需要继续依据具体问题进行下一步分析。 （2）、注意Pages/sec、Pages Read/sec和Page Faults/sec的值 操作系统经常会利用磁盘交换方式提高系统的可用内存量或内存使用效率。Windows和Unix操作系统都提供了类似的方法来支持磁盘交换计数，而这三个指标直接反应了操作系统进行磁盘交换的频度。 如果Pages/sec的计数持续高于几百，很可能有内存方面的问题产生，但Pages/sec的 值很大不一定表明内存有问题，而可能是运行使用内存映射文件的程序所致。 Page Faults/sec值表示每秒发生的页面失效次数，页面失效次数越多，说明操作系统向 内存读取的次数越多。 Pages Read/sec的计数值阈值为5，如果计数值超过5，则可以判断存在内存方面的问题。（3）、根据Physical Disk计数器的值分析性能瓶颈 对Physical Disk计数器的分析包括对Pages Read/sec和%DiskTime及Average Disk Queue Length的分析。如果Pages Read/sec的值很低，同时%DiskTime和 Average Disk Queue Length的值很高，则可能是磁盘瓶颈；但如果队列长度增加的同 时Pages Read/sec并未降低，则是由于内存不足。 2、处理器分析 处理器（CPU）也可能是系统的瓶颈，下面是针对处理器进行分析的步骤： （1）、查看System\%Total Processor Time性能计数器的计数值 该计数值用于体现服务器整体的处理器利用率；对于多处理器系统而言，该计数值体现的 是所有CPU的平均利用率。如果该数值持续超过90%，则说明整个系统面临着处理器方 面的瓶颈，需要通过增加处理器来提高性能。 注意事项：由于操作系统本身的特性，在某些多CPU系统中，该数据本身并不大，但如果CPU之间负载状况极不均衡，也应该视作系统产生了处理器方面的瓶颈。 （2）、查看每个CPU的Processor\%Processor Time、Processor\%User Time和Processor\%Privileged Time
光伏并网发电系统设计
光伏并网发电系统设计 摘要：最大功率点跟踪是光伏并网发电系统中经常遇见的问题。系统设计采用电流型控制芯片UC3845实现最大功率点跟踪（MPPT），由单片机STC12C5408AD产生SPWM信号，实现频率相位跟踪功能、输入欠压保护功能、输出过流保护功能。结果表明，该设计不但电路设计简单，软硬件结合，控制方法灵活，而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。 关键词：STC12C5408AD DC-AC转换电路 MPPT 太阳能作为绿色能源,具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点,越来越受到人们的关注。光伏电池的输出是一个随光照、温度等因素变化的复杂量，且输出电压和输出电流存在非线性关系。光伏系统的主要缺点是初期投资大、太阳能电池的光电转换效率低。为充分利用太阳能必须控制电池阵列始终工作在最大功率点上，最大功率点跟踪(MPPT, Maximum Power Point Tracker)是太阳能并网发电中的一项重要的关键技术。 1 设计任务 为研究方便设计一光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S和电阻R S模拟光伏电池，U S=60V，R S=30Ω~36Ω；u REF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率f REF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将u F作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L=30Ω~36Ω。要求系统具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，频率、相位跟踪功能，输入欠压保护和输出过流保护功能。另外要求系统效率高、失真度低。 U R L
图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案 光伏并网系统主要由前级的DC-DC变换器和后级的DC-AC逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST结构,主要完成系统的MPPT控制;DC-AC部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz交流电。设计采用单片机SPWM调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示： 图2 系统总体硬件框图 3 MPPT原理及电路设计 MPPT原理 由于光伏阵列的最大功率点是一个时变量，可以采用搜索算法进行最大功率点跟踪。其搜索算法可分为自寻优和非自寻优两种类别。所谓自寻优算法即不直接检测外界环境因素的变化,而是通过直接测量得到的电信号,判断最大功率点的位置。典型的追踪方法有扰动观测法和增量导纳法等。增量导纳法算法的精确度最高,但是,由于增量导纳法算法复杂,对实现该算法的硬件质量要求较高、运算时间变长，会增加不必要的功率损耗,所以实际工程应用中,通常采用扰动观测法算法]1[。 扰动观测法原理:每隔一定的时间增加或者减少电压,并通过观测其后功率变化的方向,
可靠性及系统性能评价
两个部件的可靠度R 均为0.8，由着两个部件串联构成的系统可 靠度为：0.64；由这两个部件并联构成的系统的可靠度为：0.96。 串联系统： 设系统各个子系统的可靠性分别用R1,R2,R3、、、、、，Rn 表 示，则系统的可靠度R=R1*R2*R3*、、、、、*Rn 。 如果系统的各个子系统的失效率分别用R1，R2,R3、、、、 Rn 表示，则系统的失效率为R=R1+R2+、、、、+Rn 。 并联系统： 系统的可靠性R=1-(1-R1)*(1-R2)*、、、、、*（1-Rn ）。 系统的失效率R=∑=n j j R 1111 平均无故障时间（MTBF ）与失效率的关系为：MTBF=1/R 。 内存按字节编址，地址从90000（H ）到CFFFF （H ），可以通过 内存容量的计算公式：内存容量=终止地址-起始地址+1， 内存容量=CFFFF （H ）-90000（H ）+1=40000（H ）=256KB 。 基于Windows 、Linux 和UNIX 等操作系统的服务器称为开放系 统。开放系统的数据存储方式分为内置存储和外挂存储两种，而外挂 存储又根据连接方式分为直连式存储和网络话存储，目前应用的网络
化存储方式有两种，即网络接入存储和存储区域网络。 开始系统的直连式存储（DAS） 网络接入存储（NAS）是将存储设备连接到现有的网络上，来提供数据存储和文件访问服务的设备。DAS服务器是在专用主机上安装简化了的瘦操作系统文件服务器。 存储区域网络（SAN）是一种连接存储设备和存储管理子系统的专用网络。 廉价磁盘冗余阵列RAID RAID分为0~7这8个不同的冗余级别，其中RAID0级无冗余校验功能;RAID1采用磁盘镜像功能，磁盘容量的利用率是50%；RAID3利用一台奇偶校验盘来完成容错功能。所以如果利用4个盘组成RAIDS阵列，可以用3个盘用于有效数据，磁盘容量的利用率为75%。RAID0的磁盘容量利用率是最高的。 P239 项目段式管理页式管理段页式管理划分方式 虚地址 虚实转换 主要优点简化了任意增长和收缩的 数据段管理，利于进程间共消除了页外碎片结合了段与页的有点 便于控制存取访问
操作系统性能分析
操作系统性能分析 1Linux系统性能评估与优化 1.1影响Linux性能的因素 CPU 内存 磁盘I/O带宽 网络I/O带宽 1.2系统性能评估标准 其中： %user：表示CPU处在用户模式下的时间百分比。 %sys：表示CPU处在系统模式下的时间百分比。 %iowait：表示CPU等待输入输出完成时间的百分比。 swap in：即si，表示虚拟内存的页导入，即从SWAP DISK交换到RAM swap out：即so，表示虚拟内存的页导出，即从RAM交换到SWAP DISK。 1.3系统性能分析工具 常用系统命令 Vmstat、sar、iostat、netstat、free、ps、top等 常用组合方式 ?用vmstat、sar、iostat检测是否是CPU瓶颈 ?用free、vmstat检测是否是内存瓶颈
?用iostat检测是否是磁盘I/O瓶颈 ?用netstat检测是否是网络带宽瓶颈 1.4性能评估与优化过程 1.4.1系统整体性能评估（uptime命令） [root@web1 ~]# uptime 16:38:00 up 118 days, 3:01, 5 users, load average: 1.22, 1.02, 0.91 这里需要注意的是：load average这个输出值，这三个值的大小一般不能大于系统CPU 的个数，例如，本输出中系统有8个CPU,如果load average的三个值长期大于8时，说明CPU很繁忙，负载很高，可能会影响系统性能，但是偶尔大于8时，倒不用担心，一般不会影响系统性能。相反，如果load average的输出值小于CPU的个数，则表示CPU还有空闲的时间片，比如本例中的输出，CPU是非常空闲的。 1.4.2cpu性能评估 （1）利用vmstat命令监控系统CPU 该命令可以显示关于系统各种资源之间相关性能的简要信息，这里我们主要用它来看CPU一个负载情况。 下面是vmstat命令在某个系统的输出结果： [root@node1 ~]# vmstat 2 3 procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu------ r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st 0 0 0 162240 8304 67032 0 0 13 21 1007 23 0 1 98 0 0 0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 0 1010 20 0 1 100 0 0 0 0 0 162240 8304 67032 0 0 1 1 1009 18 0 1 99 0 0 ●Procs r列表示运行和等待cpu时间片的进程数，这个值如果长期大于系统CPU的个数，说明CPU不足，需要增加CPU。 b列表示在等待资源的进程数，比如正在等待I/O、或者内存交换等。 ●Cpu us列显示了用户进程消耗的CPU 时间百分比。us的值比较高时，说明用户进程消耗的cpu时间多，但是如果长期大于50%，就需要考虑优化程序或算法。 sy列显示了内核进程消耗的CPU时间百分比。Sy的值较高时，说明内核消耗的CPU资源很多。