探讨：光伏电站限电损失及如何应对？

那么对于整个电站限电损失量(逆变器交流侧)的估算可参考下面步骤：

①采集标杆逆变器的当天发电量E0(一般可从监控系统的后台读取)，逆变器对应方阵的实际装机容量(对于运行多年的电站，建议重新对光伏方阵区进行装机容量测试)，然后计算标杆逆变器的每千瓦的发电量E0/P0(单位：kWh/kW)。

②逆变器1#装机容量P1，当天发电量E1，限电损失量=(E0/P0)*P1*K1-E1(K1为标杆逆变器与1#逆变器发电差异系数，根据各逆变器实际发电量的统计分析，该系数为2%至10%不等)。通过此方法估算其他逆变器的限电损失量，累加可得整个电站当天的限电损失量。

③需要注意的是由于通讯异常、方阵发电异常、逆变器停机等带来的损失不属于限电损失，需要计算故障损失发电量，并从限电损失量中减去该值。

上述计算方法得当的限电损失量为估算值，如果没有标杆逆变器，可通过实际辐照度、环境温度和实际系统效率来估算电站的理论应发电量，并减去当天的实际发电量可粗略作为限电损失。

3.限电技术对策

目前针对上述限电问题，在技术层面可在原有并网电站引入储能环节，以储能补偿实际光伏输出功率与限定有功功率的差额，降低限电损失量，储能系统根据耦合方式的不同，分为直流侧耦合和交流侧耦合，如家庭户用小型储能系统光伏在直流侧耦合，而对于大型地面电站，一般以交流侧耦合为主。下文简要介绍交流侧耦合的充放电判断依据和容量配置估算。

参考下图4左，横线阴影部分表示能量输入储能装置，对其进行充电，能量来源于光伏电力。竖线阴影部分表示能量从储能装置输出，进行功率补偿，如此以来，光伏逆变器输出到电网的功率曲线为平滑直线，当然这个是最理想的情况，实际上很难达到平滑状态。图4左中红色直线为省调(地调)下发的功率限电值(如上述100MW电站，200台逆变器，限定值50MW，AGC分配均匀，那么每台逆变器当天最大交流输出不能超过250kW)，蓝色虚线假设为光伏逆变器的实际输出功率。

在电池能量管理系统中可设置目标值P1，P1=总限电功率值/逆变器台数(单位：kW)，系统可与逆变器进行实时通讯，并实时监测光伏逆变器的交流功率输出P2(单位：kW)，当P2和P1满足下列关系时，实现充放电。

基本原则：当P2>P1时，充电，当P2

电池容量配置的计算，对于上述甘肃某电站500kW逆变器，可假定理想情况下如晴天天气，储能电池在满足上述条件时实现充电，该时段有6-7个小时左右，如果多云天气可能无法充满，但遇到阴雨天气就无法进行充电(图4右)，实际放电多少以所充容量为准，特别是连续阴雨天时，会无法充电和放电，只能等到晴天天气再充电。

图4 光伏储能方案原理

对于上述甘肃电站实例，光伏发电在时间段7：30-9：15和16：55-19：10共计约4h左右，实际光伏发电483kWh，增加储能系统后，电池放电容量可计算得：558.65/0.97=575kWh(假设储能逆变器转换效率97%)，占当天发电量的24%，但仍剩有461kWh未补偿。对于一台500kW逆变器，储能电池容量可配备500kW*2h储能单元，但还需要考虑到电池放电深度和逐年衰减率。

上述考虑的情况是基于AGC均匀分配的情况下，但事实上AGC不可能均匀分配，假设A逆变器限定有功250kW，B逆变器限定有功200kW，如果按照功率大于250kW充电策略，红绿线与功率曲线包围的面积这部分电力无法被电池储存，遇到逆变器限定功率分配不均的情况，可选取合适值，使得整个电站的功率补偿最大化，参考图5。

图5

从电池容量配置角度，需要考虑限电比例和限电损失部分，当限电40%，按照50%限电容量配置，如果遇到连续的晴天天气，会造充电容量过多而浪费，同样参考图5，当目标直线越往下，A和B区域所包围的面积就越小，电池需要放电的能量也就相应减少。因此需要统计一年内的限电比例，阴雨天天数，选择合适的容量配置，使得投入和产出达到最佳经济效益。

储能系统作为限电的解决方案之一，目前已经有非常成熟的技术，如比亚迪和阳光电源等厂家，其投资收益的计算需要考虑一年当中的晴天、阴雨天的天数，限电损失量，可补偿量，电池衰减等因素来综合确定。

4.小结

本文简要介绍了在当前限电大环境下的光伏发电量的限电损失计算，并引出储能技术对策，文中所述储能方案和常规的“削峰填谷”应用有所不同，关于容量配置和储能系统的相关建议如下：

1.首先需要考虑当前电站的AGC分配策略，遇到逆变器限定功率分配不均的情况下，选取合适值，使得电站整体的功率补偿最大化。

2.储能电池容量的配置需要考虑AGC的分配策略、电站一年的限电损失和比例、可补偿容量等。

3.对于交流耦合模式，储能系统需要实时监测逆变器交流侧的输出功率，并且响应及时，功率补偿及时。

4.电池能量管理系统需要考虑天气因素，防止在目标值附近频繁充放电，影响电池寿命。

5.各个电站有功功率控制模式会不尽相同，一般储能方案较适合于定值跟踪模式。对于曲线跟踪模式，目标值实时在变化，还需要和AGC进行通讯，会比较复杂。