本文以山東某2MW山地電站為例，就光伏功率優化器應用效果進行分析。在安裝豐郅光伏功率優化器後，優化區域發電量提升92%，平均每個組串每天多發電7.07度。
該電站組件間間距不足形成遮擋，周圍樹木和電線杆也對部分組件形成遮擋，因為是山地電站，不同組串採光也有差異。電站裡存在組串內串聯失配與組串間並聯失配的情況，較為嚴重的遮擋拉低了電站整體發電量。
一.項目概況
項目位置位於山東省棗莊市，現場電站環境為山地集中式電站，容量2MW。 組件安裝在地面支架上，系統投運時間為 2015 年 1 月 15 日，發現發電量偏低時間為上午和下午。
該電站採用海潤光伏255W多晶組件，開路電壓為36.75V，短路電流為9.09A。逆變器採用陽光電源SG1000集中式逆變器，該逆變器配有4個MPPT,每個逆變器接入8個組串。
建模分析
優化器安裝日期為2017年12月26日，安裝在16區1號匯流箱中2、3、4組串，每串安裝優化器數量22pcs，共安裝66pcs，16區1號匯流箱1號組串為對比組串。現場陰影遮擋較為複雜，主要分為電線杆遮擋、樹木遮擋和組件前後間距過小三個部分。其中組件前後排遮擋在冬季時因為太陽高度角變低時會出現，夏天不會出現。電線杆遮擋和樹木遮擋全年都會出現。
圖1-項目現場圖片
根據系統中組件和逆變器的型號參數，項目地點及受到陰影遮擋的具體情況，在PVsyst中對整個系統建立模型
圖2-PVsyst中前後組件遮擋、周圍樹木遮擋模型圖
圖3-左圖：組件前後排遮擋建模分析結果(2#組串，4#組串)
右圖：樹木遮擋建模分析結果(3#組串)
根據建模分析結果，2#組串與4#組串各22塊光伏板系統，在晴天下，光的輻射量的線性損失為8.5%，組件電性能損失為20.5%;3#組串22塊光伏板系統，在晴天下，光的輻射量的線性損失為14.9%，組件電性能損失為21.3%。3#組串遮擋情況最嚴重。
數據分析
1. 發電量數據的選取與定義
從客戶監控系統採集16區1號匯流箱中2、3、4組串優化器安裝前後各5個晴天的電壓、電流、功率、發電量數據。
1)數據定義:
A段數據：實驗組串未安裝優化器期間採集5天的有效(晴天)數據。
B段數據：實驗組串安裝優化器期間採集的5天的有效(晴天)數據。
C1段數據：未安裝優化器的對比組串，與A段同期採集5天的有效(晴天)數據。
C2段數據：未安裝優化器的對比組串，與B段同期採集5天的有效(晴天)數據。
2)數據選擇：
優化器的安裝日期為2017年12月26日
備註： 上述天氣數據來源為 http://www.tianqihoubao.com/lishi/zaozhuang
A段數據選取(5天)：12月18日，12月19日，12月20日，12月21日，12月25日
B段數據選取(5天)：12月27日，12月31日，1月1日，1月9日，1月10日
C1段數據選取(5天)：12月18日，12月19日，12月20日，12月21日，12月25日
C2段數據選取(5天)：12月27日，12月31日，1月1日，1月9日，1月10日
2. 分析過程及結果：
1)相同組串優化前後的橫向對比(A段，B段數據平均值對比)：
圖4-2#組串優化前後功率曲線對比
2#組串主要為組件前後遮擋，遮擋時段為上午7：00-11：00和下午14：00-17：00。優化器安裝前A-2淺藍色曲線拐點在11：00和14：00左右，優化器安裝後B-2紅色曲線在遮擋時段有明顯的提升，曲線變得平滑。
圖5-3#組串優化前後功率曲線對比
3#組串主要為樹木遮擋，遮擋時間段為全天。故其優化器安裝前A-3淺藍色曲線整體數值偏低，峰值明顯低於2#組串。
圖6-4#組串優化前後功率曲線對比
4#組串遮擋情況和2#組串類似，主要為組件前後遮擋，遮擋時段為上午7：00-11：00和下午14：00-17：00。
2)對照組串優化前後的橫向對比(C1、C2段數據平均值對比)，消除輻照度變化的影響：
圖7-1#對比組串對應日期下功率曲線對比
綜合考慮對比組C段數據，在系統其餘變量未改變的情況下，C1與C2數據只有天氣輻照度影響因素。由圖可知C2平均功率高於C1平均功率，則表明B段天氣輻照強度高於A段。為了消除天氣輻照度變化的影響，加入對比組C段數據以剔除天氣輻照變化因素，更加精確的得出加裝優化器後發電量的提升比列。
3)數據融合對比(A，B，C1，C2段)，通過對照組，消除輻照影響，判斷優化前後發電量比例變化:
其中灰色為對比組串在優化前後5個晴天發電量，藍色為優化組串安裝優化器前5個晴天發電量，紅色為優化組串安裝優化器後5個晴天發電量。
4)結論：按上述樣本統計，組串在天氣狀況為晴的條件下，安裝優化器之後發電量提升92%，即每個組串每天多發電7.07度。
圖9-對比組串與優化組串發電量對比(含優化前、優化後日期)
四，總結
1. 發電量的提升
如上述發電量對比圖所示 12 月 26 日為優化器運行的第一天，同時計入對比組串的發電量數據(灰色)，進行分析以排除輻照量，溫度等干擾量的影響，安裝優化器後提升發電量比例為 92%，平均每個組串每天多發 7.07度電。
2. 電站收益優化改造效果總結
改善了電站陰影遮擋、組件隱裂等引起整體發電量降低情況;
解決了每塊組件發電量不一致的問題，避免因個別組件問題拖累其他組件壽命及電站 25 年收益;
有效防止熱斑效應及反向電流對組件造成損害，減少電站安全隱患，為電站全生命週期保駕護航。
視頻： 光伏功率優化器工作原理
豐郅光伏功率優化器，採用世界領先的Buck-Boost技術方案，有效解決光伏電站中因陰影遮擋、朝向不一、組件隱裂、組件清潔度不一致等各種原因導致的串聯、並聯失配問題，從而解決了因串聯的組件中“木桶短板”拉低電站整體發電量的情況，有效保障電站收益。
除提升發電量外，豐郅光伏功率優化器還可以採集每塊組件的電壓、溫度等數據，有效監測組件健康度，精準定位電站故障點，實現精細化監控與精準運維。
針對老舊光伏電站收益優化，豐郅目前可提供前期調研設計、現場安裝測試、組件監控分析、優化效果評估的全流程服務，讓電量提升省心、放心、有保障。收益優化適用場景：PR值、發電量較低的集中式電站;受陰影、朝向等影響發電量少於預期的分佈式屋頂電站。
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