光伏软件大盘点-专访河海大学教授白建波

Q1：目前国内外使用较多的光伏设计软件有哪些？各有什么优缺点？

国外的光伏设计软件主要有PVSyst、Retscreen、PV*Sol、Helios3D、Meteonorm、SUNNY DESIGN、Skelion及Archelios等。

PVSyst软件在国内的知名度较高，其功能完善、数据库丰富，但掌握难度较高，而且PVSyst至今未有中文版本，只适合光伏研究人员及高级工程设计人员使用；

RETScreen是基于Excel的应用程序，功能简洁，可用于进行初步的光伏系统设计及经济性分析；

Meteonorm主要用于提供太阳能光伏系统模拟所需要的逐时或者逐月数据，目前国内认可度较高，其所采用的多个气象站数据的插值方法能提供任意经纬度下的太阳能辐射及其他气象数据；

SUNNY DESIGN软件是SMA 公司开发的光伏系统设计软件，主要侧重于光伏阵列与逆变器之间的优化匹配设计。

Skelion和Archelios借助Sketchup(草图大师)软件平台，具备了光伏电站三维设计及阴影分析设计，能够与在线地图技术进行集成，实现光伏电站自动化布置及电站性能评估，其三维设计及阴影分析功能比较出色。

目前，国内光伏设计软件的主要功能是提供光伏电站的初步设计及工具，比如坎德拉PV、光伏宝、PVtool等；阿波罗光伏软件将高德在线地图技术引入，实现光伏电站的快速设计及性能评估；北京博超时代软件的PDP光伏电站设计软件借助AutoCAD平台具备了电站的3D设计及展示功能。

河海大学开发的河海安能SolarPV软件，采用了与PVSyst相同的系统级光伏电站建模方法，建立了丰富的气象、光伏组件与逆变器的数据库，能够对光伏系统进行详细设计及仿真，对光伏电站各个环节损失进行精细化分析，同时具备系统优化、经济性与环保性能分析及工具功能，目前已在国内一些大公司及高校得到应用。

Q2：中国在光伏设计软件研发方面有过哪些工作？取得过哪些成果？

我们光伏届的前辈王斯成、杨金焕老师是国内最早进行光伏设计软件研发的。其中，由上海电力学院杨金焕老师编写的并网及独立系统光伏设计软件，在国内很多人都用过。近年来中国科学院电工研究所、合肥工业大学以及河海大学也都曾围绕光伏系统仿真及软件研发做过相关的开发工作，河海大学于2014年开发出自主知识产权的河海安能SolarPV光伏仿真系统。

除了高校之外，国内一些商业化公司比如阿波罗光伏、北京博超时代软件、坎德拉等公司也都围绕光伏类软件开发出有各自特点的产品，比如阿波罗DAT 、北京博超时代的PDP光伏电站设计平台以及坎德拉PV等。

Q3：您觉得国内现有的光伏设计软件与国外主流软件的差距？

1）我们国内的光伏设计软件主要是以系统初步设计及提供工具功能为主，与PVsyst相比，在光伏系统的精细化设计及建模方面有差距，包括从太阳能辐照、光伏组件、逆变器、蓄电池等主要设备及过程精准建模方法，各种跟踪方式下发电性能的评估、包括阴影遮挡在内、积灰、失配及衰减等各项损失精细化分析等，这都需要国内同行们共同努力，进一步突破完善。

2）光伏电站设计所用的数据库，其丰富与能及时更新的性能是软件生命力的重要源泉，是其能长期满足用户需求的重要体现。国内气象局已经能提供太阳能逐时气象数据，但其数据丰富程度和国外Meteonorm和NASA相比有差距；此外包含光伏组件或者逆变器铭牌及其性能参数的数据库国内仍然处于空白，而这也恰是能够进行光伏系统设计重要基础，这需要国内光伏制造厂商、检测机构及高校之间的共同协作。

3）光伏电站三维建模与阴影分析。国外的Skelion、Helios3D 和Archelios软件借助成熟三维建模设计平台，快速完成建筑或者复杂地形条件下的光伏阵列布置,给用户及设计人员带来非常直观的项目体验及详细阴影分析数据，满足国内光伏电站设计对阴影部分评估需求。目前国内具备光伏电站三维设计及阴影分析光伏电站软件很少，但已有北京博超软件、河海大学及浙江理工大学等展开相关的研究与开发工作。

Q4：您觉得国内光伏设计软件如何才能追赶以及超过国外主流软件？

1)  软件平台提升：目前PVSyst仍然采用的是客户端/服务器段模式，而软件云端化是未来发展趋势，我们可以将重点放在研发基于互联网云平台技术的光伏设计、仿真及优化软件，实现光伏设计用数据库的云端化、光伏计算与优化接口的web化，用户通过浏览器客户端完成项目的设计，并完成项目文件云端的储存。

2） BIM技术引入光伏设计软件：BIM是建筑信息模型的简写，它是一种更深层次的三维可视化技术，能够实现光伏阵列与建筑及各种复杂地形条件更为紧密的集成设计；除此之外，BIM还包含了项目规划及协同、施工营运及维护管理等丰富内涵。

3） 新型光伏组件的建模算法、逆变器优化配置算法研究及在软件中应用：目前双面光伏组件、叠瓦组件等新型组件以及主从型、大型集中式逆变器在国内外市场所占据的比例越来越大，而国内外光伏设计软件中能够支持双面组件及新型逆变器优化匹配算法的很少，因此国内光伏电站设计软件中应加入对新型设备的支持能够扩展应用范围，提升竞争力。

4）光伏设计软件与运维软件平台集成：目前光伏系统设计软件主要用于项目前期，运维软件主要是用于项目后期，两者之间联系并不紧密。随着已建光伏电站项目数量逐年增加，光伏电站运维水平及系统运行效率成为项目开发者及业主最关系的因素之一。将光伏设计软件与运维软件平台集成有助于从全生命周期评估电站运行，能够为系统运维平台发电量预测、运行效率提高以及及时发现项目故障提供重要的支撑。

原文始发于微信公众号（坎德拉学院）：光伏软件大盘点-专访河海大学教授白建波