在光伏電站的運(yùn)維工作中，組串離散率是光伏電站運(yùn)行狀況的考核指標(biāo)之一，當(dāng)光伏電站在正常工作的條件下，組串的離散率反映了匯流箱側(cè)或組串逆變器側(cè)各路組串的整體運(yùn)行情況，離散率越低，說(shuō)明各路組串發(fā)電性能越集中，一致性越好，離散率越大，穩(wěn)定程度越低。

離散率的計(jì)算：組串電流的標(biāo)準(zhǔn)差/組串電流的平均值，在智能光伏營(yíng)維系統(tǒng)后臺(tái)，組串的離散率一般不會(huì)呈現(xiàn)每個(gè)小時(shí)的計(jì)算值，而是通過(guò)每個(gè)時(shí)刻離散率的加權(quán)平均值來(lái)進(jìn)行反映。根據(jù)文獻(xiàn)【1】和【2】，匯流箱組串電流離散率取值范圍可分為如下4個(gè)等級(jí)：若匯流箱組串電流離散率取值范圍在0~5%以?xún)?nèi)，說(shuō)明匯流箱支路電流運(yùn)行穩(wěn)定。若匯流箱組串電流離散率取值在5%~10%以?xún)?nèi)，說(shuō)明匯流箱支路電流運(yùn)行情況良好。若匯流箱組串電流離散率取值在10%~20%以?xún)?nèi)，說(shuō)明匯流箱支路電流運(yùn)行情況有待提高。若匯流箱支路電流離散率超過(guò)20%，說(shuō)明匯流箱支路電流運(yùn)行情況較差，影響電站發(fā)電量，必須進(jìn)行整改。

如圖1所示，假設(shè)某組串逆變器的6路支路在不同時(shí)間段的組串電流分別為4A、5A、6A、7A、8A。而某組串的電流值和其他組串的差異分別是0.5A、1A、2A、2.5A時(shí)，可計(jì)算得到不同情況下的離散率。從圖1綠色曲線(xiàn)可知，當(dāng)某組串電流和其他組串電流相差1.5A，其他組串的電流分別是4A、5A、6A、7A、8A時(shí)，離散率隨著組串電流值的增加而減少，分別是22%、17%、14%、12%。

當(dāng)其他組串的電流值是4A時(shí)，某組串電流和其他組串相差0.5A、1A、2A、2.5A時(shí)，離散率分別是5%、11%、16%和22%，也就是離散率隨著組串電流之間差值的減少而減少。

圖1不同電流差異值下的離散率

需要指出的是，上述離散率等級(jí)在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)遇到一些問(wèn)題，比如某山地光伏電站由于山地地勢(shì)復(fù)雜，存在東坡、西坡面和南坡面，不同的坡面可能坡度也不相同，造成組件布置的安裝朝向或傾角也不盡不同，因此光伏平面所接收的太陽(yáng)輻射量也有差異，造成接入同一組串逆變器的各個(gè)支路電流也有差異。在這種情況下，由于外界客觀因素導(dǎo)致的組串離散率偏低并不是屬于組串的本身問(wèn)題，但是正是由于客觀因素的存在，也會(huì)掩蓋了組串本身的實(shí)際運(yùn)行情況。

智能營(yíng)維系統(tǒng)所接入的各個(gè)組串當(dāng)天的離散率均需要計(jì)算，但是由于安裝朝向和安裝傾角的不同，有些組串的組串離散率被外界客觀因素的干擾較小，而有些組串離散率被外界因素干擾的程度較大，因此營(yíng)維系統(tǒng)就無(wú)法有效地去鑒別低效組串，從而也給運(yùn)維人員排查低效組串帶來(lái)困難，也加大了運(yùn)維的工作量，需要營(yíng)維系統(tǒng)合理地設(shè)計(jì)進(jìn)而排除實(shí)際安裝方式帶來(lái)的差異性，提高離散率指標(biāo)用于低效組串排查的準(zhǔn)確性。

山地光伏電站另一種常見(jiàn)的問(wèn)題便是方陣前后間距設(shè)計(jì)不足，特別是到了冬季，可以看到明顯的陰影遮擋現(xiàn)象，如圖2所示。組串中的某些組件一旦發(fā)生了陰影遮擋，由于光伏組件的工作電流基本上和太陽(yáng)輻射量成線(xiàn)性關(guān)系，所以受遮擋后，工作電流是會(huì)明顯降低的，而且電流大小和受遮擋面積有一定關(guān)系。由于木桶效應(yīng)，那么整個(gè)組串的實(shí)際運(yùn)行電流會(huì)發(fā)生變化，從而帶來(lái)電流失配損失。當(dāng)然，組串的離散率也會(huì)發(fā)生變化。圖3所示為某組串逆變器的組串離散率由于組串陰影遮擋影響所帶來(lái)的變化曲線(xiàn)，從圖中可知，上午和下午時(shí)段，由于太陽(yáng)高度角較低，組串前后間距不足，被遮擋組串的電流發(fā)生嚴(yán)重下降，離散率達(dá)40%左右;而到了中午11點(diǎn)到下午14點(diǎn)時(shí)段，此時(shí)太陽(yáng)高度角較高，方陣前后沒(méi)有受到陰影遮擋影響，組串之間的電流正常，因此離散率也恢復(fù)了正常，基本上維持在5%以下。若營(yíng)維系統(tǒng)對(duì)每個(gè)時(shí)段的離散率進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，那么顯而易見(jiàn)的當(dāng)天離散率值肯定是不正常的，而這種不正常正是由于組串陰影遮擋引起，并非是組串本身的問(wèn)題，因此常規(guī)的離散率計(jì)算方式和評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)就難以說(shuō)明組串的真實(shí)運(yùn)行水平。

圖2 某山地光伏電站組串陰影遮擋照片

圖3 某組串逆變器組串離散率變化

基于山地電站的特殊情況，如上文所描述的組串安裝不一致、前后左右間距不足或其他非組串本身因素帶來(lái)的離散率異常問(wèn)題在現(xiàn)實(shí)運(yùn)維中非常常見(jiàn)，所以這就提醒了我們?cè)谇捌谠O(shè)計(jì)和施工的時(shí)候需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地形進(jìn)行踏勘，合理計(jì)算和布置前后左右間距，當(dāng)遇到實(shí)際情況和設(shè)計(jì)圖紙不符時(shí)，以實(shí)際為準(zhǔn)，以免前期的問(wèn)題遺留給后期運(yùn)維。如果這些問(wèn)題已成定局，不可改變，只能想辦法盡可能地通過(guò)營(yíng)維系統(tǒng)平臺(tái)商進(jìn)一步完善離散率計(jì)算機(jī)制或異常判斷法則，提高離散率分析的準(zhǔn)確性，盡量減少因客觀因素帶來(lái)的離散率偏高告警數(shù)量，從而減少運(yùn)維的工作量。

從筆者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，基于離散率分析的營(yíng)維系統(tǒng)，發(fā)表不成熟的個(gè)人意見(jiàn)：當(dāng)前離散率計(jì)算以當(dāng)天的各個(gè)時(shí)刻進(jìn)行加權(quán)，建議對(duì)某些特殊時(shí)刻的點(diǎn)不參與離散率分析。這樣做是基于以下考慮：如果某個(gè)組串是低效的，一般情況下全天各個(gè)時(shí)刻這種狀態(tài)都不會(huì)改變，因此不會(huì)存在較大的波動(dòng)性。如發(fā)生陰影遮擋的組串，上午和下午時(shí)段離散率偏高，而中午時(shí)段正常，那么可使用中午時(shí)段的離散率值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算作為當(dāng)天的值則會(huì)更準(zhǔn)確些。