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作者： | 发表于2024年在丹麦哥本哈根举行的EUPVPMC |
21.8.2024 |
概述
准确的光伏系统仿真和性能分析越来越依赖于输入数据的时间 分辨率 。本研究在2024年欧洲PVPMC研讨会上发表，探讨了在光伏性能模拟中使用亚小时（15分钟和1分钟）与基于小时的卫星太阳能资源数据集的影响。它展示了亚小时数据如何揭示光伏电力变异性、削波损耗和电网影响等关键信息——这些关键方面在仅依赖小时数据集时常被隐藏。
这些发现基于Solargis自制光 伏模拟器，应用于不同气候类别的地面跟踪式光伏系统。分析涵盖单年度和多年期（含退化）情景，并关注系统设计、性能评估和电网集成的实际影响。
关键方法论
模拟使用基于Solargis卫星的60分钟、15分钟分辨率和合成生成的1分钟分辨率数据集。
光伏系统配置标准化：地面安装，配备南北跟踪器、双面半切电池和一个逆变器，分布于四个全球站点，涵盖热带气候（马来西亚）、干燥气候（智利）、温带气候（意大利）和大陆性气候（瑞典）。
该方法包括多年期（最长5年）的分析，有或无性能下降。
测试了直流与交流比介于1.1至1.7之间的水平，以评估对结果的影响。
该研究特别比较了不同时间尺度下的PV输出（PVout）和削波损耗（CL）。
主要发现
亚小时数据揭示系统隐性变异：仅使用小时数据掩盖了辐射和输出的短期波动，尤其是在间歇性云层或高辐照度变异的地区。
削波损耗的量化：亚小时数据能更准确地估算削波损耗。在年度或多年视野内，亚小时时间尺度捕捉了因光伏系统劣化导致的非线性削波减少，而每小时数据常低估了这一现象。
PV输出计算的差异：在热带气候和高直流/交流比系统中，使用小时数据计算的PV输出与亚小时数据之间的差距最为明显。例如，在马来西亚古晋，利用小时数据高估的年光伏输出超过1%（直流/交流比为1.3）;在像智利卡拉马这样的干燥气候中，差异较小但仍显著。
电网和电池系统设计：亚小时数据能够准确模拟快速的光伏功率变化，这对于外部电网评估和电池储能规划至关重要。
最佳数据分辨率：1分钟数据最为准确，但15分钟数据在计算成本与建模精度之间提供了实际的折中。
结论
亚小时时间序列提供了每小时仿真中缺失的重要洞见——尤其是在量化削波损耗和准确评估PV系统在现实世界变异和劣化条件下的性能方面。随着直流/交流比更高的和气候变化更强，亚小时分析的益处会增加。虽然小时数据足以进行一般性能估算，但严格的系统评估、储能系统配置、电网影响研究和可银行设计仍需详细高分辨率数据集——这凸显了光伏模拟中输入数据分辨率的谨慎选择必要性。
延伸阅读
《利用卫星太阳能模型数据进行光伏系统模拟中亚小时输入数据的重要性》， 作者：Jozef Rusnak、Branislav Schnierer、Marcel Suri。