浅谈光伏电站发电性能评价指标（温度方向）

综合(4)和(5)式可得电池片结温的最终计算公式：

SunPower公司研究人员Timothy Dierauf和NREL实验室在基于Sandia模型的基础上得出了PR温度修正系数：

其中Tcell-sim-avg为以电站方阵平面接受辐射能量为权重的组件加权平均工作温度，一般以一年为计算周期。因此高辐照的权重因子将比低辐照下的权重因子高，当辐照为0时，权重因子就变为0【4】【5】。

如果组件的加权平均工作温度不以年为单位进行计算，比如计算周期就1天，那么PR和CPR的值是几乎相同的。如表3列举的数据，如果以某冬季某一天的加权平均温度计算，则CPR和PR都为93%，但如果以一年的电池加权平均温度42°计算，那么PR和CPR就会出现差异，PR值会偏高。

表3 不同计算周期下Tcell加权平均工作温度对CPR结果的影响

CPR的计算步骤参考如下【4】：

①：以户外方阵平面辐照度的采集时间间隔为最小计算时间单位，比如数据5分钟采集一次。环境监控仪采集环境温度和风速数据，通过式(6)可计算每个采集时间点对应的电池片工作温度。

②：计算一年内的组件加权平均工作结温。

③：使用式(7)温度修正系数并以数据采集间隔5分钟为步长，计算理论发电量，参考式(9)：

步长Tstepi以小时为单位，如5分钟，则为5/60(h)。

④：统计计算周期内的所有理论发电量之和，实际发电量除以该值即为CPR。

为了较准确地表征一个电站的CPR，辐照度、环境温度和风速的采集设备尽量做到准确连续，数据不中断。测试收集的周期最好为1年，电池片的结温计算的时间间隔最好不要超过1个小时，因为1小时内温度可能波动很大。

3.不同温度补偿法的结果比较

运用上述CPR的各种修正方法，以某电站冬季某一天的发电为算例进行比较，图2为某一天各个不同温度修正方法的CPR和PR的比较，Weighted Temp STC法是在标准补偿法的基础上，Tcell是采用辐射能量为权重的组件加权平均工作温度。从结果可知，冬季PR值明显偏高，Sunpower法计算的CPR值较小，尽管STC法和NOCT法均修正到STC条件25℃，但值仍然偏高。

图2 基于不同温度修正方法的CPR和PR比较

4.基于环境温度的不同电池片温度的计算方法比较

电池片温度的计算对于温度修正系数非常重要，除上述介绍的NOCT法、Sandia经验公式法外，文献【3】提到的还有一种方法和NOCT法比较相似，称为Text Book法，不同之处是增加了风速影响因子，其公式为：

由于缺少实际测试数据，这里对上述三种计算方法进行简单比较，计算周期从冬季某日上午8点03分开始到16点18分结束，参考图3，原始环境温度和辐照数据从软件中获取了100个采集点(时间间隔5分钟)，其中数据的准确度可能和实际有点误差，但这里并不影响各个方法的比较。从图3计算结果可知，总体上NOCT法计算的值比Sandia法和Text Book法计算值要大一些，根据文献【3】实测对比的结论，Text Book法计算的温度和实际测试温度偏离程度仅为4%左右，准确度较高，其次为Sandia法，但两者计算值和实际值的偏离程度均在容许范围之内。

图3 电池片温度计算方法对比(冬季某一天8：03-16：18)

5.结束语

PR是光伏电站发电性能评价的重要指标，根据IEC 61724标准规定的PR值计算方法不能绝对地直接表征不同地区光伏电站的优劣性，文中对国际上基于温度修正方法的CPR进行了总体介绍，不同的修正方法得到的修正值也不相同。通过比较，基于Sandia环境温度模型的Sunpower法CPR其准确度相对较高，但是电池片加权平均温度需要一年的统计周期，因此对于当年的月度性能分析会遇到困难，其中的解决方法可以参考历年已计算的电池片加权平均温度或者借助于其他评价指标协同分析，比如EPI、PPI等。

文中最后对电池片温度的不同计算方法进行了比较，Text Book法和Sandia法都是可靠的计算方法，但前者准确度较高，因此在Sunpower温度修正方法中，温度修正因子中的电池片温度也可以考虑使用Text Book温度计算法。

光伏电站发电性能评价为电站经营者更高效管理电站提供了较大的帮助，在借鉴国外经验的同时， 在此也呼吁国内应在电站质量和性能评价方面完善相应的标准。另外作为电站运营管理企业，电站性能评价的前提是自有电站的管理已经达到智能化水平，太阳辐照、温度、风速等环境监测的配套设施都已经具备，如果没有这些条件，要做好电站的性能评价工作就等于是空中楼阁。