王恒賢，龔加志，曾章波，董明名，方火浪

摘 要：云南省是中國(guó)太陽能資源最豐富的地區(qū)之一，光伏發(fā)電已成為該省實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的中堅(jiān)力量和減少碳排放的重要舉措。基于Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)在云南省曲靖市會(huì)澤縣擬建的娜姑光伏電站所在區(qū)域的太陽能資源時(shí)空分布特征進(jìn)行了分析；并通過計(jì)算能夠反映太陽能資源豐富程度、穩(wěn)定度和太陽直接輻射狀況的量化指標(biāo)，評(píng)估了該光伏電站建設(shè)地的氣候適宜性；然后利用光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，結(jié)合電站所在地的實(shí)際地形，對(duì)該電站光伏陣列的布置方式進(jìn)行了優(yōu)化，并預(yù)測(cè)了電站的發(fā)電量。分析結(jié)果表明：1）基于Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)分別計(jì)算得到的月均水平面太陽輻射量及月均水平面太陽散射輻射量的變化趨勢(shì)和數(shù)值基本接近；2）根據(jù)SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的娜姑光伏電站建設(shè)區(qū)域的年總水平面太陽輻射量、月均法向太陽直接輻射量和年總水平面太陽散射輻射量分別為1655.9、1361.8和755.0 kWh/m2；3）娜姑光伏電站裝機(jī)容量為151.2 MW時(shí)，預(yù)計(jì)其25年的總發(fā)電量為5499833.0 MWh，年均發(fā)電量為219993.3 MWh，年均等效利用小時(shí)數(shù)為1454.9 h。該研究可為娜姑光伏電站的建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：太陽能資源；光伏電站；氣候適宜性；氣象數(shù)據(jù)；太陽輻射；發(fā)電量

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0? 引言

隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步和光伏電站建設(shè)成本的降低，光伏發(fā)電已成為中國(guó)新能源投資的主體之一。大力發(fā)展光伏發(fā)電是中國(guó)建設(shè)新型電力系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要途徑。

建設(shè)光伏電站的首要任務(wù)是分析和掌握該電站所在區(qū)域的太陽能資源特征。近年來，國(guó)內(nèi)外研究人員利用氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)不同地區(qū)的太陽能資源及光伏電站所在地的氣候和土地適宜性進(jìn)行了研究。Lurwan等[1]、Charabi等[2]分別利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)優(yōu)選了光伏電站的建設(shè)場(chǎng)地，并對(duì)光伏電站的發(fā)電能力進(jìn)行了評(píng)估。杜東升等[3]、梁玉蓮等[4]、鐘燕川等[5]分別根據(jù)湖南省、華南地區(qū)、四川省觀測(cè)站的總太陽輻射和日照時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)，研究了湖南省、華南地區(qū)、四川省太陽能資源的時(shí)空分布特征、豐富程度、穩(wěn)定度和可利用狀況。張乾等[6]利用遙感技術(shù)獲取了區(qū)域太陽能資源的時(shí)空分布數(shù)據(jù)，并采用多因子評(píng)價(jià)模型對(duì)中國(guó)大型光伏電站所在區(qū)域的氣候適宜性進(jìn)行了評(píng)估。馮蕾等[7]根據(jù)野外觀測(cè)站和氣象站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，分析了寧夏回族自治區(qū)太陽山地區(qū)水平面總太陽輻射的年、季、日、時(shí)變化特征，以及太陽直接輻射、太陽散射輻射和斜面太陽輻射的分布特征。趙振宇等[8]對(duì)北京地區(qū)的太陽能資源與分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目所在區(qū)域的時(shí)空耦合適宜度進(jìn)行了評(píng)估。郝玉珠等[9]、王志春等[10]利用內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)自治區(qū)相關(guān)地區(qū)的太陽能資源儲(chǔ)量及其穩(wěn)定度進(jìn)行了研究。江滌非等[11]根據(jù)湖南省氣象站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，分析了省內(nèi)不同地區(qū)的總太陽輻射量和穩(wěn)定度，并對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目的氣候適宜性進(jìn)行了區(qū)域劃分。趙明智等[12]采用TRANSYS系統(tǒng)的氣象數(shù)據(jù)，研究了內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市達(dá)拉特旗的月總太陽輻射量、年總太陽輻射量及其變化規(guī)律。苗馨月等[13]從美國(guó)航空航天局（NASA）提供的氣象數(shù)據(jù)中提取了新疆維吾爾自治區(qū)塔里木盆地典型區(qū)域的太陽輻射量數(shù)據(jù)，研究了塔里木盆地的太陽能資源分布情況。

本文以在云南省曲靖市會(huì)澤縣擬建的娜姑光伏電站為研究對(duì)象，利用Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)電站所在區(qū)域的太陽能資源時(shí)空分布特征進(jìn)行分析；并通過計(jì)算能夠反映太陽能資源豐富程度、穩(wěn)定度及直接太陽輻射狀況的量化指標(biāo)，評(píng)估該光伏電站建設(shè)地的氣候適宜性；然后利用光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，結(jié)合電站所在地的實(shí)際地形，對(duì)該電站光伏陣列的布置方式進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)該電站的發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)。

1? 云南省太陽能資源概況

云南省位于低緯度高原地區(qū)，北回歸線貫穿其南部，其氣候基本屬于亞熱帶和熱帶季風(fēng)氣候，滇西北屬高原山地氣候。該省的地勢(shì)呈西北高、東南低，自北向南呈階梯狀逐級(jí)下降，為山地高原地形，山地面積占全省總面積的88.6%，地跨長(zhǎng)江、珠江、元江、瀾滄江、怒江、大盈江6大水系；地形復(fù)雜，海拔高差懸殊，太陽輻射量大。全省的年均日照時(shí)數(shù)為2200 h，年總太陽輻射量在1004.2～1852.0 kWh/m2之間；日照時(shí)數(shù)超過2000 h的縣有94個(gè)，占全省縣總數(shù)（129個(gè)）的74.6%；年總太陽輻射量大于1388.9 kWh/m2的地區(qū)占全省總面積的90.0%。該省的全年太陽高度角變化幅度不大，冬季與夏季的日照時(shí)數(shù)差異較??；年內(nèi)各月間的太陽輻射量差異不大，分布相對(duì)均勻。綜上可知，云南省是中國(guó)太陽能資源最豐富的地區(qū)之一，僅次于西藏自治區(qū)和青海省。

根據(jù)云南省發(fā)展和改革委員會(huì)、云南省氣象局于2007年發(fā)布的《云南省太陽能資源評(píng)價(jià)報(bào)告》，該省各地的年日照時(shí)數(shù)分布情況如圖1所示。

從圖1可以看出：云南省內(nèi)大部分地區(qū)實(shí)際的年日照時(shí)數(shù)在2100～2500 h之間，其中，會(huì)澤縣在2100～2300 h之間。

通過對(duì)省內(nèi)125個(gè)氣象站提供的多年逐月平均日照時(shí)數(shù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，其分布特征為：旱季（11月—次年5月中旬）的日照時(shí)數(shù)明顯大于雨季（5月下旬—10月）的日照時(shí)數(shù)；省內(nèi)大多數(shù)地區(qū)的全年最大月均日照時(shí)數(shù)一般出現(xiàn)在3月，最小月均日照時(shí)數(shù)一般出現(xiàn)在7月或9月。

根據(jù)《云南省太陽能資源評(píng)價(jià)報(bào)告》，該省各地的年總太陽輻射量的分布情況如圖2所示。

結(jié)合圖2可以發(fā)現(xiàn)：在云南省129個(gè)縣中，有92個(gè)縣的年總太陽輻射量在1389.0～1667.0 kWh/m2之間，59個(gè)縣超過1527.8 kWh/m2。并且對(duì)比圖1和圖2可以看出：云南省年總太陽輻射量的空間分布趨勢(shì)與年日照時(shí)數(shù)的空間分布趨勢(shì)一致。

從地區(qū)分布來看，一般低緯度地區(qū)冬季和夏季的太陽高度角較大，其年總太陽輻射量大于高緯度地區(qū)的年總太陽輻射量，這使云南省的年總太陽輻射量分布呈南多北少的總趨勢(shì)。然而，該省一些地區(qū)的年總太陽輻射量分布并不符合這一趨勢(shì)，比如，在云南省北部的河谷地區(qū)，其氣候特點(diǎn)是干旱、少雨、日照充足，是云南省年總太陽輻射量最多的地區(qū)。因此，太陽輻射量的變化，不僅受到太陽高度角的制約，還會(huì)受到地形和氣候的影響。

2? 光伏電站建設(shè)區(qū)域的太陽能資源分析

會(huì)澤縣（103°03′E～103°55′E、25°48′N～27°04′N）位于云南省東北部、金沙江東岸、曲靖市西北部，烏蒙山主峰地段。該縣的地勢(shì)為西高東低，南起北伏，由西向東呈階梯狀遞減；地形山高谷深，溝壑縱橫，山川相間排列，山區(qū)、河谷呈條塊分布；平均海拔在2200 m以上，空氣相對(duì)稀薄，太陽輻射波較短，日照時(shí)間較長(zhǎng)，年日照時(shí)數(shù)為2312.2 h，年均氣溫為13.3 ℃。

擬建的娜姑光伏電站位于會(huì)澤縣的娜姑鎮(zhèn)，屬于農(nóng)光互補(bǔ)型山地光伏電站。電站規(guī)劃區(qū)域的東西長(zhǎng)約12.0 km、南北寬約2.5 km，如圖3中的紅線范圍所示。

由于會(huì)澤縣氣象站缺乏該縣的太陽輻射數(shù)據(jù)，因此本文從Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)獲取了擬建光伏電站區(qū)域的太陽能資源評(píng)估數(shù)據(jù)。Meteonorm是一款氣象數(shù)據(jù)查看軟件，來源于瑞士Meteonorm研究所，包含全球8325個(gè)氣象站及5顆地球同步衛(wèi)星提供的氣象數(shù)據(jù)，中國(guó)98個(gè)氣象輻射觀測(cè)站中的大部分?jǐn)?shù)據(jù)均包含在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。SolarGIS是由歐洲Solargiss.r.o.公司開發(fā)的太陽能資源評(píng)估軟件，其使用歐洲氣象衛(wèi)星應(yīng)用組織（Eumetsat）的Meteosat系列衛(wèi)星、美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）的GOES系列靜止軌道氣象衛(wèi)星及日本的MTSAT系列衛(wèi)星提供的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。根據(jù)從Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)獲取的氣象數(shù)據(jù)，對(duì)擬建光伏電站區(qū)域的典型年太陽能資源進(jìn)行分析。

基于Meteomorm數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到擬建光伏電站區(qū)域全年的日均水平面太陽輻射量變化曲線，具體如圖4所示。

從圖4可以看出：擬建光伏電站區(qū)域全年的日均水平面太陽輻射量隨季節(jié)更替呈明顯的起伏變化，上包絡(luò)線近似對(duì)稱分布；第124、164、206天附近的日均水平面太陽輻射量較大，最大值出現(xiàn)在第164天，約為9.9 kWh/m2。

從圖5可以看出：

1）月均水平面太陽輻射量呈現(xiàn)一定的波動(dòng)性，基于兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)分別計(jì)算得到的月均水平面太陽輻射量的數(shù)值和變化趨勢(shì)基本接近。

2）從基于Meteomorm數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的結(jié)果看：4月接收的水平面太陽輻射量最高，為182.0 kWh/m2；3月接收的水平面太陽輻射量次之；10月接收的水平面太陽輻射量最低，為106.0 kWh/m2。

3）從基于SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的結(jié)果看：5月接收的水平面太陽輻射量最高，為178.6 kWh/m2；4月接收的水平面太陽輻射量次之；12月接收的水平面太陽輻射量最低，為108.1 kWh/m2。

4）基于Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的年總水平面太陽輻射量分別為1662.0和1655.9 kWh/m2，二者非常接近。該計(jì)算結(jié)果也與圖2中的會(huì)澤縣年太陽輻射量（1389.0～1667.0 kWh/m2）的最大值較為接近。

基于Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)分別計(jì)算得到的擬建光伏電站區(qū)域全年月均法向太陽直接輻射量如圖6所示。

從圖6可以看出：

1）在1～4、6～9和12月，基于Meteomorm數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的月均法向太陽直接輻射量大于基于SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的值，而在其他月份，前者略小于后者。

2）從基于Meteomorm數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的結(jié)果看：2月接收的月均法向太陽直接輻射量最高，為185.0 kWh/m2；1月接收的月均法向太陽直接輻射量次之；10月接收的月均法向太陽直接輻射量最低，為74.0 kWh/m2。

3）從基于SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的結(jié)果看：2月接收的月均法向太陽直接輻射量最高，為158.9 kWh/m2；1月接收的月均法向太陽直接輻射量次之；7月接收的月均法向太陽直接輻射量最低，為64.0 kWh/m2。

4）基于Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的年總法向太陽直接輻射量分別為1543.0和1361.8 kWh/m2，后者比前者低約12%。

基于Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)分別計(jì)算得到的擬建光伏電站區(qū)域全年月均水平面太陽散射輻射量如圖7所示。

從圖7可以看出：

1）月均水平面太陽散射輻射量呈現(xiàn)較大波動(dòng)，基于兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)和變化趨勢(shì)基本相似。

2）從基于Meteomorm數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的結(jié)果看：8月接收的水平面太陽散射輻射量最高，為90.0 kWh/m2；5月接收的水平面太陽散射輻射量次之；12月接收的水平面太陽散射輻射量最低，為36.0 kWh/m2。

3）從基于SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的結(jié)果看：8月接收的水平面太陽散射輻射量最高，為83.2 kWh/m2；7月接收的水平面太陽散射輻射量次之；12月接收的水平面太陽散射輻射量最低，為37.9 kWh/m2。

4）基于Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的年總水平面太陽散射輻射量分別為732.0和755.0 kWh/m2，二者非常接近。

由Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)分別得到的擬建光伏電站區(qū)域全年月均環(huán)境溫度如圖8所示。

從圖8可以看出：

1）由于兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于測(cè)量環(huán)境溫度的位置界定不同，導(dǎo)致二者得到的值存在較大差異，各月的月均值相差約5.8 ℃，但環(huán)境溫度曲線的變化形狀非常相似。

2） 由Meteomorm數(shù)據(jù)庫(kù)得到的最高環(huán)境溫度為19.4 ℃，出現(xiàn)在7月；最低環(huán)境溫度為6.2 ℃，出現(xiàn)在1月。

3） 由SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)得到的最高環(huán)境溫度為24.9 ℃，出現(xiàn)在7月；最低環(huán)境溫度為11.6 ℃，出現(xiàn)在12月。

3? 光伏電站建設(shè)地的氣候適宜性評(píng)估

目前，太陽能資源主要從豐富程度、穩(wěn)定度和直射比這3個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的結(jié)果及GB/T 37526—2019《太陽能資源評(píng)估方法》，對(duì)娜姑光伏電站建設(shè)地的氣候適宜性進(jìn)行評(píng)估。

太陽能資源的豐富程度以年總水平面太陽輻射量QH作為評(píng)估指標(biāo)。娜姑光伏電站擬建區(qū)域的年總水平面太陽輻射量為1655.9 kWh/m2。GB/T 37526—2019對(duì)太陽能資源豐富程度等級(jí)劃分如表1所示。

由表1可知：該建設(shè)區(qū)域的太陽能資源豐富程度為“很豐富”，等級(jí)為“B”。

太陽能資源穩(wěn)定度表示太陽能資源的年內(nèi)變化狀態(tài)和幅度，是評(píng)估太陽能資源的重要指標(biāo)。太陽能資源的穩(wěn)定度通常用水平面太陽輻射穩(wěn)定度QHR來表示，其值為全年中月均日水平面太陽輻射量的最小值與最大值的比值。該值越大說明太陽能資源越穩(wěn)定。月均日水平面太陽輻射量定義為月均水平面太陽輻射量除以當(dāng)月天數(shù)。在該光伏電站擬建區(qū)域的月均水平面太陽輻射量中，5月的值最大，為178.6 kWh/m2；12月的值最小，為108.1 kWh/m2。根據(jù)上述數(shù)據(jù)可計(jì)算得到該光伏電站擬建區(qū)域的水平面太陽輻射穩(wěn)定度為0.61。

GB/T 37526—2019對(duì)太陽能資源穩(wěn)定度的等級(jí)劃分如表2所示。

由表2可知：該建設(shè)區(qū)域的太陽能資源穩(wěn)定度為“很穩(wěn)定”，等級(jí)為“A”。

太陽能資源的直射比以年水平面太陽直接輻射量占年總水平面太陽輻射量的比例來表示，該值越大，說明太陽能資源中的太陽直接輻射量占比越高。

娜姑光伏電站擬建區(qū)域的年總水平面太陽輻射量為1655.9 kWh/m2，年水平面太陽散射輻射量為755.0 kWh/m?，由此可計(jì)算得到直射比RD為0.54。

GB/T 37526—2019對(duì)太陽能資源直射比的等級(jí)劃分如表3所示。

由表3可知：該建設(shè)區(qū)域的太陽能資源直射比為“高”，等級(jí)為“B”。

4? 光伏陣列設(shè)計(jì)和發(fā)電量預(yù)測(cè)

光伏組件的安裝傾角和光伏陣列方位角是影響山地光伏電站發(fā)電效率的重要因素。利用PVsyst軟件進(jìn)行建模及系統(tǒng)仿真，對(duì)光伏組件的安裝傾角和光伏陣列方位角進(jìn)行優(yōu)化。傾斜面上的太陽輻射量Qt由太陽直接輻射量、太陽散射輻射量和太陽反射輻射量3部分組成，其計(jì)算式[14]可表示為：

（1）

式中：Q為水平面太陽輻射量；S為水平面太陽直接輻射量；D為水平面太陽散射輻射量；β為傾斜面與水平面的夾角；K為地面反射系數(shù)；Rb為傾斜面太陽直接輻射量與水平面太陽直接輻射量的比值。

傾斜面太陽直接輻射量與水平面太陽直接輻射量的比值可表示為：

（2）

式中：φ為項(xiàng)目所在地的緯度；δ為太陽赤緯角；ωs為水平面上的日落時(shí)角；ω0為傾斜面上的日落時(shí)角。

利用PVsyst軟件仿真計(jì)算在該地區(qū)單塊光伏組件在不同安裝傾角下接收的年總太陽輻射量，計(jì)算結(jié)果如圖9所示。

從圖9可以看出：當(dāng)光伏組件安裝傾角為26°～32°時(shí)，其接收的年總太陽輻射量相對(duì)較大；且在安裝傾角為29°時(shí)達(dá)到最大值，為1863.0 kWh/m2，此時(shí)的光伏組件安裝傾角被定義為“最佳安裝傾角”。

由于山地光伏電站的土地面積有限，在布置光伏陣列時(shí)，前后排光伏陣列之間可能存在陰影遮擋?？紤]到陰影遮擋的影響，根據(jù)光伏電站建設(shè)區(qū)域地形圖，利用Helios 3D軟件對(duì)光伏組件的陰影遮擋情況進(jìn)行分析，并結(jié)合地形的實(shí)際坡度計(jì)算光伏陣列間距，以滿足各光伏陣列在冬至日真太陽時(shí)09：00～15：00時(shí)間段不受陰影遮擋影響。

固定光伏陣列間距，并按適當(dāng)幅度改變光伏組件安裝傾角及光伏陣列方位角，利用PVsyst軟件仿真計(jì)算不同光伏組件安裝傾角和光伏陣列方位角時(shí)對(duì)應(yīng)的年總太陽輻射量，并確定最大年總太陽輻射量時(shí)對(duì)應(yīng)的光伏組件安裝傾角和光伏陣列方位角，結(jié)果如圖10所示。

從圖10可以看出：小紅點(diǎn)處的年總太陽輻射量最大，為1823.0 kWh/m2，對(duì)應(yīng)的光伏組件安裝傾角為27.5°、光伏陣列方位角為-1°。

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，考慮到山地光伏電站光伏組件安裝的復(fù)雜性，本光伏電站將南坡光伏組件的安裝傾角設(shè)置為27°、光伏陣列方位角設(shè)置為0°；將東西坡光伏組件的安裝傾角設(shè)置為27°、光伏陣列方位角設(shè)置為10°，以最大限度利用場(chǎng)地面積。

通過優(yōu)化計(jì)算，將該山地光伏電站大部分光伏陣列的間距取3～8 m，小部分陰影遮擋嚴(yán)重的光伏陣列的間距取10或15 m。

本光伏電站擬采用540 W雙面單晶硅光伏組件，共280020塊；直流側(cè)裝機(jī)容量為151.2 MW。每26塊光伏組件串聯(lián)成1個(gè)光伏組串，約每19個(gè)光伏組串匯入1臺(tái)逆變器，每14臺(tái)逆變器接入1臺(tái)3150 kVA箱變，并升壓至35 kV，共計(jì)40臺(tái)3150 kVA箱變。每3150 kW容量的光伏組件組成1個(gè)光伏子陣，共40個(gè)光伏子陣。

根據(jù)所選雙面單晶硅光伏組件第1年衰減率不大于2.0%、后續(xù)年衰減率為0.45%的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，利用GB 50797—2012《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中提供的光伏電站發(fā)電量計(jì)算公式，可預(yù)測(cè)該山地光伏電站建成后第1～25年的發(fā)電量，結(jié)果如圖11所示。

通過圖11可知：該山地光伏電站建成后預(yù)計(jì)25年的總發(fā)電量為5499833.0 MWh，年均發(fā)電量為219993.3 MWh，年均等效利用小時(shí)數(shù)為1454.9 h。

5? 結(jié)論

本文根據(jù)Meteomorm和Solargis數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)在云南省曲靖市會(huì)澤縣擬建的娜姑光伏電站所在區(qū)域的太陽能資源時(shí)空分布特征進(jìn)行了分析；并通過計(jì)算能夠反映太陽能資源豐富程度、穩(wěn)定度和太陽直接輻射狀況的量化指標(biāo)，評(píng)估了該光伏電站建設(shè)地的氣候適宜性；然后利用光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件PVsyst，結(jié)合電站所在地的實(shí)際地形，對(duì)該電站光伏陣列的布置方式進(jìn)行了優(yōu)化，并預(yù)測(cè)了電站的發(fā)電量。分析結(jié)果表明：

1）基于Meteomorm和SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)分別計(jì)算得到的月均水平面太陽輻射量及月均水平面太陽散射輻射量的變化趨勢(shì)和數(shù)值基本接近；

2）根據(jù)SolarGIS數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到的娜姑光伏電站建設(shè)區(qū)域的年總水平面太陽輻射量、年總法向太陽直接輻射量和年總水平面太陽散射輻射量分別為1655.9、1361.8和755.0 kWh/m2；

3）娜姑光伏電站裝機(jī)容量為151.2 MW時(shí)，預(yù)計(jì)其25年的總發(fā)電量為5499833.0 MWh，年均發(fā)電量為219993.3 MWh，年均等效利用小時(shí)數(shù)為1454.9 h。

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Assessment of solar energy resources and prediction of power generation CAPACITY in Nagu PV power station

Wang Hengxian1，Gong Jiazhi2，Zeng Zhangbo3，Dong Mingming3，F(xiàn)ang Huolang4

（1. Huadian Yunnan Power Generation Corporation Limited，Kunming 650231，China；

2. Huize Huadian Daocheng Clean Energy Development Corporation Limited，Qujing 654299，China；

3. PowerChina Huadong Engineering Corporation Limited，Hangzhou 311122，China；

4. College of Civil Engineering and Architecture，Zhejiang University，Hangzhou 310058，China）

Abstract：Yunnan Province is one of the regions with the richest solar energy resources in China，and PV power generation has become the backbone of the province's energy transformation and an important measure to reduce carbon emissions. This paper analyzes the spatiotemporal distribution characteristics of solar energy resources in the area where the proposed Nagu PV power station is located in Huize County，Qujing City，Yunnan Province，based on Meteomorm and SolarGIS databases. And the climate suitability of the PV power station construction site is evaluated by calculating quantitative indicators that can reflect the richness，stability，and direct solar radiation status of solar energy resources. Then，using PV power generation system design software，the layout of the PV array is optimized based on the actual terrain of the PV power station location，and the power generation capacity of the PV power station is predicted. The analysis results show that：1） The variation trends and values of the monthly average horizontal solar radiation and scattered solar radiation calculated based on Meteomorm and SolarGIS databases are basically similar；2） According to the SolarGIS database，the annual total horizontal solar radiation，annual total normal direct solar radiation，and annual total horizontal scattered solar radiation in the construction area of the Nagu PV power station are 1655.9，1361.8，and 755.0 kWh/m2，respectively；3） When the installed capacity of the Nagu PV power station is 151.2 MW，it is expected that its total power generation capacity in 25 years will be 5499833.0 MWh，with an average annual power generation capacity of 219993.3 MWh and an average equivalent utilization hours of 1454.9 hours. This study can provide scientific basis for the construction of Nagu PV power station.

Keywords：solar energy resources；PV power stations；climate suitability；meteorological data；solar radiation；power generation capacity