03pvsyst项目简单设计

03 PVSYST 项⽬简单设计

variant(calculation version)）、输⼊参数（Input parameters）三⼤模块。项⽬名称主要实现项⽬⽂件、项⽬名称定义，以及站点位置选择。在设计版本中，选择具体已保存的系统项⽬设计⽅案。输⼊参数为各设计版本的参数内容。在输⼊参数（Inputparameters）模块中分为主要参数（Main parameters）、可选项（Optional）和仿真（Simulation）。①项⽬名称：项⽬名称定义及站点⽓候选择与建⽴②⽅位定义：阵列按照⽅式、倾斜⾓、⽅位⾓等④模拟运⾏图3-1 项⽬设计界⾯

在项⽬简单设计过程中，项⽬名称、⽅位（Orientation）、⼯程系统（system）以及模拟运⾏（Run Simulation）4个步骤是必须的。2.1 项⽬名称⼀、站点⽓象参数

进⼊项⽬设计界⾯后，项⽬名称设计如图所⽰。图3-2 项⽬名称设计界⾯

在⽂件名中输⼊项⽬⽂件名（当保存后，可在相关⽂件夹准哦功能找到保存的项⽬⽂件，如quzhoujidianPV.PRJ ，⽂件地址:\\\adminstrator\\PVsyst660_Data\\PVsyst680_Data\\Projects 。项⽬名为项⽬名称，⾮⽂件名称。站点⽂件选择，可选择已经站点数据，或新建站点数据，新建站点数据可参考项⽬初步设计内容。

当完成项⽬名称设计后，点击保存按键，后续的设计版本、输⼊参数模块⽅可激活。 ⼆、项⽬设置

在项⽬名称栏⽬中，可对整个PVSYST 系统进⾏项⽬设置，包括反射率（Albedo ）、设计条件（Design conditions ）、其他（Other limitations ）、预设（Preferences ）等选项框。(1) 反射率（Albedo ）

反射率表⽰各不同材料地⾯、反射物体的反射光的能⼒。如草地反射率为0.2，表⽰草地反射出去的总辐照度与草地接收辐照度的⽐值为0.2。不同反射材料，其发⽣率不同，具体如图所⽰。

在反射率设计界⾯中，可针对不同⽉份单独设置不同反射率，也可以通过整体设置（Set ）统⼀设置。图3-3反射率设置

(2) 设计条件（Design conditions ）

设计条件包括现场参数设计（site-dependent design parameters ）、其他参数设计（Otherdesign parameters ）、辐照度传输模型（Transposition Model for this project ）。现场参数设计主项⽬名称⽂件名项⽬名

站点⽂件完成站点选择，务必保存⽓候数据库项⽬设置⽓候⽂件

提⽰：定义系统，后续操作反射

率设计条件其他预设整体设置城市环境草地新鲜草地

初雪湿雪⼲燥沥青潮湿沥青混泥⼟红⾊瓷砖铝合⾦镀锌钢脏地⾯要基于逆变器输⼊电压对光伏阵列设计参考温度。

该设计条件主要对⼀些特定温度的设置，环境温度对电池的开路电压有⼀定影响，因此在光伏系统组串设计时需要根据低温下的组串开路电压和逆变器的参数来决定组件的串联数。在开路状态下，电池⽚的温度等同于环境温度。在⽩天极低温度（冬季）选项中，可根据当地实际情况进⾏修改。其他，⼀般采⽤默认设置。图3-4 设计条件界⾯

(3) 其他参数设计（Other design parameters ）其他参数设计主要针对阴影模型的设置。包括图3-5 其他参数设置反射率设计条件其他预设

⽩天极低温度（冬季）最⼤功率冬天⼯作温度标准光照⼯作温度最⼤功率夏天⼯作温度阵列最⼤⼯作电压过载损失东西⽅位差异⾓度识别最⼤⽅位识别平均⽅位2.2 输⼊参数主要参数设计

在保存项⽬后，设计版本和输⼊参数模块被激活。在设计版本中，可修改版本名称，并保存。在输⼊参数设置中，包括主要参数（Main parameters ）、可选项（Optional ）和仿真（Simulation ）等参数设置。 ⼀、主要参数（Main parameters ） 主要参数设置包括⽅位（Orientation ）、⼯程系统（system ）、损耗（Detailed losses ）、内部消纳（self-consumption ）和储能（storage ）。

(1) ⽅位（Orientation ）设置

点击⽅位（Orientation ）按钮，进⼊如图所⽰的光伏组件⽅位设置界⾯，界⾯包括⽅阵安装的类型（Field Type ）、电站参数（Field parameters ）、最优考虑参数（Optimization by respect ）、电站年辐照度（Yearly meteo yield ）的参数配置。⽅阵安装的类型（Field Type ）选项包括固定倾⾓（Fixed Tilted Plane ）、单轴跟踪（Tracking tilted ）、双轴跟踪（Tracking two axis ）的功能模式。图3-6⽅位（Orientation ）设置

对于本案例，光伏组件将安装在⼀个固定的倾斜平⾯，需要设置组件的倾⾓和⽅位⾓。从项⽬要求可知，该屋⾯的坡⾓为25o，⽅位⾓为南偏西20o（⽅位⾓⼀般被定义为物体的朝向和正南⽅向的夹⾓，偏西为正值，偏东为负值），顺着屋⾯平铺安装光伏组件后，实际的组件朝向应该是南偏西20 o。

再设置倾⾓和⽅位⾓后，点击确定，会看到⽅位（Orientation ）按钮变成绿⾊，提⽰可以进⼊下⼀步⼯程系统“System ”设置操作。

(2) 系统⼯程设置（system ）

根据光伏阵列按照要求，该屋⾯可⽤⾯积约125m 2，对于项⽬初步建⽴来说，可暂不需要具体的排布图纸，PVsyst 可根据可⽤⾯积给出⼀个估算的容量配置。⽅阵安装的类型电站参数最优考虑参数电站年辐照度南偏西20度，偏西正；偏东负

①在“Presizing Helpn选项旁输⼊⾯积125m2，在“Presizing help”选项旁边会显⽰可安装的最⼤系统容量为15.3kW。②在组件选择中，选择“Generic”的110Wp组件，同时在最⼤组件数量（Maximum nb.of modules）为139块。

③在选择逆变器中，选择“Generic”为4.2kw（MPPT电压范围“125-500V”）；逆变器数量为3；如果选中“多MPPT特性”，再选中MPPT输⼊数量，系统⾃动显⽰数值“6”，此处6表⽰MPPT数量，并⾮逆变器数量（该逆变器MPPT数量为2，可通过查看逆变器的additional parameters）。

④阵列组串结构设计，如图所⽰，串联数为9，并联数位15，总共组件9*15=135块（在最⼤139之内）。当逆变器容量和组件容量不匹配时，会在对话框中显⽰报警信息。如果是空⽩或显⽰橙⾊信息，⽐如显⽰“The inverter power is slightly

undersized”（逆变器功率略有不⾜）。但如果显⽰红⾊的错误信息，请根据信息提⽰检查设置并进⾏纠正。如果弹出告警框：“The inverter power is slightly undersized”（逆变器功率略有不⾜）。可暂时忽略它，点确定按钮即可。当⾯积输⼊后，会提⽰最⼤功率①输⼊⾯积②选择组件③选择逆变器使⽤多MPPT特性串联数

并联数查看逆变器与阵列规格图3-7 系统⼯程设置

在上述设计中，组件串联数9，标准环境下（温度20度），组件最⼤功率电压34.8V，开路电压43.4V；所以串联电压约为390V，最⼤功率点电压约为313V；当⼯作温度为60度时，开路电压340V，最⼤功率点电压约为260V；其⼯作范围都在逆变器⼯作电压范围内，所以该逆变器的选配及阵列组串结构设计满⾜设计要求。查看逆变器规格与阵列⼯作情况，可点击“显⽰规格”（show sizing），显⽰如图所⽰。

图3-8 逆变器⼯作

经过上述步骤，完成了新建项⽬必须要设置的三部分内容，包括项⽬名（project's designation）、⽅位（Orientation）、⼯程系统（system），然后点击“OK”确认完成。其他的设置如远⽅遮挡、近场阴影、系统损耗、仿真运⾏都被激活。2.3 模拟运⾏⼀、模拟运⾏

按上述步骤正确设置后，所有的按钮将变为绿⾊（或橙⾊）。“Simulation”模拟仿真按钮被激活，可以点击它进⼊模仿计算环节。点击“Simulation”，系统运⾏如图所⽰。

图3-9模拟运⾏

该界⾯显⽰电站基本信息、发电量、损耗等信息。再点击“确定”，提⽰保存仿真数据。⾃动进⼊项⽬设计界⾯（退回），此时⾼级仿真（Advanced simul ）、报告（Report ）、详细结果（detailed results ）被激活。 ⼆、⾼级仿真（Advanced simul ）点击进⼊⾼级仿真（Advanced simul ），显⽰界⾯如图所⽰。该界⾯包括了仿真参数（Simulation parameters ）、数据分析（preliminary definitions ）、数据模拟（Simulations dates ）等内容。图3-10⾼级仿真仿真参数数据分析数据模拟批处理优化⼯具

1. 仿真参数（Simulation parameters）

其中第⼀项显⽰该项⽬当前所使⽤的变量，默认名称为“New simulation Variant”，也可以在“Project Design”主界⾯保存变量的时候重新命名。在变量下⽅显⽰该项⽬的具体信息，如项⽬地点、组件型号和数量、逆变器型号和数量、光伏组件的总标称功率、逆变器额定总功率、远⽅遮挡( Horizon)信息等。2. 数据分析（preliminary definitions）

“Preliminary defrnitions”是数据分析的⾼级⼯具，包括图表的⽣成和数据的导出等。在数据分析中，可使⽤批处理（Batchsimulation）、优化⼯具（Optimization tool）等⼯具进⾏系统优化设计。3. 数据模拟（Simulations dates）

“Simulation dates”中的“1990年”并⾮是模拟1990年的全年发电量，⽽是表⽰“代表年”。三、详细结果分析

在⼯程系统运⾏界⾯，点击详细结果（detailed results）。该内容包括模拟参数（Simulation parameters）、主要结果（Mainresults）、详细结果（detailed results）等内容，如图所⽰。模拟参数主要结果详细结果每天斜⾯辐照度与阵列发电量的

密集分布关系图3-11 详细结果界⾯

1. 主要结果（Main results）分析

从该界⾯中，可知该系统年发电量16186KWh；每KWp组件发电1090KWh；每KWp 组件⽇发电2.99KWh；阵列损失每天KWp损耗发电0.56KWh；系统损耗每天KWp损耗发电0.11KWh；性能⽐（系统效率）0.816。2. 每⽇输⼊/输出图（daiy input/output diagram）分析

同时在每⽇输⼊/输出图（daiy input/output diagram）中，可以查看⼀年中每天不同辐照度与发电量之间关系。如上图红圈表⽰，⼀年中，每天辐照度为4KWh（横坐标）的天数（点的个数，越密集表⽰越多），纵坐标表⽰每天辐照度4KWh的电站发电量，图⽰⼤约50KWh （电站容量14.8KW*每天辐照度4KWh*系统效率0.81）。另外，当辐照度越⼤，天数点越密集表⽰发电量越⼤；同时天数（点）组成的“直线”越密集越好，表⽰系统越稳定。3. 详细结果（detailed results）

详细结果中包括报告（Report）、表格（Tables）、仿真图表（Predef. graphs）、⼩时图表（Hourly graphs）和经济评价（Economic evaluation）。(1) 报告（Report）

点击报告（Report），系统⽣成⼀个PDF报告⽂件，⽂件中详细说明了该系统设置参数、发电量等完整报告数据。下图为每KW每⽉平均每天发电量和系统效率图表。每KW每⽉平均每天发电量系统效率图3-12 发电量与系统效率报告

下图为光伏电站损失与增益图表。从图表可知，⽔平总辐射量为1277KWh/m2，由于固定倾斜安装，多获取4.6%辐照度，即在电池.斜⾯⼊射总辐照度提升到1336 KWh/m2，由于IAM（阵列⼊射损失Array incidence loss，这种减少主要是由于玻璃上的反射，反射随着⼊射⾓的增加⽽增加）3.23%，所以最终到达组件收集⾯的有效辐照度为1292 KWh/m2。

所选组件在标准环境下转换效率为12.24%（查看组件参数可知，组件⾯积为0.8m2，功率110w，所以转换效率为

12.24%）。阵列⽣产的直流电能为19.18MWh（阵列有效辐照度1292 KWh/m2*阵列⾯积121m2*转换效率12.24%）；由于辐照度⽔平损失1.06%（阵列辐照度不⼀致）；温度损失8.31%；模块质量损失1.5%；模块组串不匹配损失1.1；电缆损失0.85%。最后组件输出电能为16.81MWh（到达逆变器之前，MPPT阵列虚拟发电量）。

光伏阵列⽣产直流电能后送⼊逆变器，开始直流到交流的转换。其中损耗包括逆变器运⾏损耗（逆变器效率）3.68%；逆变器过载损耗0%；逆变器过电流损耗0%；逆变器过压损耗0%；逆变器低载损耗0%；逆变器低压损耗0%；最终逆变器输出能量为16.19MWh。

图3-13 光伏电站损失与增益分析(2) 表格（Tables ）

表格根据包含了丰富的图表信息，下图为可选表哥数据信息。图3-14 表格信息

(3) 仿真图表（Predef. graphs ）⽔平总辐射量

电池.斜⾯总⼊射辐照度阵列⼊射损失有效辐照度组件能量转换组件转换效率阵列⽣产的直流电能辐照度⽔平损失

温度损失

模块组串不匹配损失模块质量损失电缆损失太阳能辐照度组件直流发电

直流到交流转换及输出MPPT 阵列虚拟发电量逆变器运⾏损耗（逆变器效率）

逆变器过载损耗逆变器过电流损耗逆变器过压损耗逆变器低载损耗逆变器低压损耗逆变器输出电量

并⽹点发电量

该功能和表格（Tables ）类似，通过添加（Add selected ）和移除（Remove selected ）选

择所要呈现的图表数据。如在数据表中选择每⽇系统输出能量（Daily System Output Energy ），点击添加，再点击图表（Graph ），即可展⽰每⽇系统输出能量的图表，如下图所⽰。

图3-15仿真图表

(4) ⼩时图表（Hourly graphs ）

该功能操作与仿真图表（Predef. graphs ）类似。该内容显⽰每⼩时的变量变化关系。X 轴位时间，左边Y 轴和右边Y 轴信息需设置。如下图所⽰，选择左边Y 轴选择⽔平总辐照度（Horizontal global irradiation ）和⽔平散射辐照度（Horizontal diffuseirradiation ），右边Y 轴选择太阳⾼度（sun height ）；然后，数据类型中选择⼩时值（Hourly values ），绘制曲线类型（plot in ）选择曲线（Curve ）；⽇数量（Number of days/plot ）选择1天（绘制⼀天24⼩时数据），⽇期可选择1990/6/6。单位默认，点击图标按钮（Graph ），输出如下图所⽰数据图表。

图3-16⼩时图表2.4 系统优化

在前⾯描述的⾼级仿真（Advanced simul ）中，有批处理（Batch simulation ）、优化⼯具（Optimization tool ）等⼯具，可对光伏⼯程系统⽅案设计进⾏优化。⼀、优化⼯具（Optimization tool ）

在⾼级仿真（Advanced simul ）界⾯中，点击优化⼯具（Optimization tool ），进⼊系统优化设计内容。如下图所⽰，该内容可实现光伏阵列⽅位参数的优化，包括⽅位⾓、倾斜⾓

参数优化，即通过参数设置，可清楚该光伏阵列最佳倾斜⾓和⽅位⾓与发电量之间的关系。①选择数据②添加数据③展⽰图表

如图中，参数内容选择倾斜⾓（Tilt），最⼩值（Min）设置为10，最⼤值（Max）设置为30，步长（steps）设置为20，即以倾斜⾓1度为变量，计算每个倾斜⾓下的光伏阵列发电量。点击运⾏（Run），系统便开始模拟分析数据。

在结构输出模块中，可以选择不同倾斜⾓下不同可选变量的变化关系；可选变量包括收⼊辐照度（GlobInc）、有效辐照度（GlobEff）、阵列有效发电量（EArray）、有效电⽹输⼊能量E_Grid。

图3-17 优化⼯具

从输出结果可以看到，当倾斜⾓22.6度时，光伏电站发电量最⼤，输送给电⽹电能达到了16.2MWh。⼆、批处理（Batch simulation）

批处理（Batch simulation）功能类似优化⼯具（Optimization tool），但功能较优化⼯具更加强⼤。可以完成优化⼯具不能完成的优化设计。

⾸先点击批处理（Batch simulation）进⼊操作界⾯。设计界⾯有批处理⽂件（Batch CSV Files）、参数（Parameterspecification）、结果变量（Results variables specification）等三个模块。1.批处理⽂件（Batch CSV Files）设置

在输⼊参数⽂件中，第⼀次选择新⽂件（New file），设置拷贝参数⽂件（Copy parameters from）⽂件和拷贝变量⽂件（Copy variables from）⽂件。输出结果⽂件（output results file）为系统运⾏后⽣产的⽂件名。如图所⽰。图3-18批处理⽂件（Batch CSV Files ）设置2. 参数（Parameter specification ）

在参数选项模块有⽓候保存模型（Meteo and Save mode ）、平⾯⽅位（Plane orientation ）、系统参数（System parameter）和损耗（Losses ）等对话框设置。 (1) ⽓候保存模型（Meteo and Save mode ）在此对话框中选择“指定不同⽓候⽂件”（specify different meteo files ），即在批处理时，

会针对给定的⽓候⽂件进⾏仿真（可不同多个⽓候⽂件）。保存类型选择创建⼩时⽂件（Create hourly files ）。图3-19⽓候保存模型设置

(2) 平⾯⽅位（Plane orientation ）设置

该处选择倾斜⾓（plane tilt ）或⽅位⾓（plane Azimuth ）作为变量。如图所⽰，选择倾斜⾓作为变量。批处理⽂件参数说明

输出变量

图3-20平⾯⽅位设置

(3) 系统参数（System parameter）和损耗（Losses）设置该处不对该变量设置，即采⽤默认不做选择。

从上述操作来看，在此批处理⽂件中，可对不同⽓候⽂件和倾斜⾓做批处理。进⼊⾼级仿真（Advanced simul），点击仿真（Simulation）便可输出基本⽂件。如再次进⼊批处理（Batch simulation）设计界⾯，点击现成⽂件（Existing file），可查看⽬前⽣产的批处理执⾏⽂件。如在上述操作中，⽣产了“quzhoujidianPV_BatchParams_1.CSV”⽂件，可

在“:\\\adminstrator\\PVsyst660_Data\\PVsyst680_Data\\UserBatch”⽂件夹找到，打开该表格⽂件，如下图所⽰。

图3-21 批处理⽣产⽂件

通过该数据表，可以在此基础上添加需要处理的不同参数，如选择不同⽓候⽂件（MET 后缀），不同倾斜⾓下的年发电量对⽐分析。如下图所⽰，表⽰在“QUZHOU-1_name2.MET”选择5种倾斜⾓（5度，10度，15度，20度，25度）下年发电量⽐较。

图3-22 添加批处理执⾏内容

保存该excel⽂件，并保证该⽂件为执⾏⽂件（可现成⽂件（Existing file）中指明选择），再进⾏仿真。系统会提⽰输出

了“quzhoujidianPV_BatchResults_1.CSV”⽂件。打开表格⽂件，可查看结果如下图所⽰。从表可知，倾斜⾓5度，年发电量为15744KWh；倾斜⾓10度，年发电量为16013KWh；在这5种倾斜⾓中，倾斜⾓为25度时，发电量最⼤，为16304KWh。

图3-23添加批处理执⾏结果

在上述批处理该处理过程中，也可以选择不同⽓候⽂件、项⽬位置、倾斜⾓、⽅位⾓、组件模型、阵列串联数、阵列并联数、逆变器模型、MPPT数量以及各类损耗等参数进⾏对⽐分析。2.5 模拟数据导出和分析

在⾼级仿真（Advanced simul）的数据分析（preliminary definitions）中具有⽂件导出（Output File）功能。进⼊⽂件导出（Output File）界⾯后，如图所⽰。

在默认情况下，发电量模拟仿真不会输出任何⽂件，点击Output on filename选项可以更改⽂件的保存路径、⽂件的格式(默认是csv)、⽇期格式、功率单位、辐照度单位等。右侧是已添加的变量，可以选择Add variable来增加变量，PVsyst软件⽬前⼀共101个变量，

包括太阳⽅位⾓、⾼度⾓数据，⽔平辐射数据、光伏组件表⾯接收辐射数据、⽅阵接收损耗、逆变器损耗、线缆损耗等，都可以进⾏导出并进⾏分析，变量可参考表所⽰。①选择导出⽂件名称和地址②选择⽂件格式③选择数据格式④选择导出数据内容图3-24 ⽂件导出

表3-1 PVSYST常⽤变量定义