中國需要本土化的SAM電站仿真模擬軟件
發布者：CSPPLAZA | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 15035查看 | 2015-08-28 17:22:00
CSPPLAZA光熱發電網報道：SAM（System Advisor Model）是美國國家可再生能源實驗室（NREL）開發的一款免費的電站仿真模擬軟件，光熱發電項目設計人員可以通過SAM模擬計算以評估光熱發電項目的技術經濟性。
SAM的溯源
SAM軟件最初被稱為“Solar Advisor Model”，由美國國家可再生能源實驗室（NREL）與桑迪亞國家實驗室于2005合作共同開發，當時僅供美國能源部內部使用，為其太陽能技術的進一步提高和改進服務。
NREL于2007年8月發布了該軟件第一個公開版本（第一版），供太陽能行業相關人士免費使用，但是對于光伏系統和槽式光熱發電系統的分析只能在同樣的建模平臺和一致的財務數據下進行。
在2007年至2013年之間，SAM每年發布兩個更新版本，添加一些新的技術和融資選擇。2010年，該軟件改名為“System Advisor Model”，以反映其可為更多可再生能源項目服務的特點。從2014年開始，NREL每年發布一個新版本，并根據需要定期維護更新。
SAM的功能
目前，SAM 軟件可針對光伏、光熱、風力、地熱、生物質等幾種可再生能源的發電成本及系統發電特性進行計算。通過導入所需測算地點的天氣參數、系統類型、系統規模、系統盈利模式、及系統投資等參數既可得到系統均化發電成本，從而完成對可再生能源項目收益的初步測算。
SAM軟件主要包含兩個仿真模型，性能模型和融資模型。
SAM軟件的性能模型可以模擬計算出電站每小時的電力輸出量，可以生成一組共計8760個發電量數值（每小時1個），即可以表示電站一整年的發電量。你可以詳細查看電站每小時或者每個月的性能參數來了解整個系統的發電量表現，或者可以利用系統總發電量和容量因子等模擬數據來對電站進行更多的性能評估。
圖：模擬一個100MW儲熱6小時的槽式光熱發電系統每小時的發電量輸出圖形
SAM軟件的融資模型則可以根據用戶指定的某一時期的項目的現金流來模擬計算出該項目的不同財務指標，同時融資模型可以根據性能模型模擬計算得出的年發電量來計算出項目的年度現金流。
SAM軟件的模擬結果一般可以通過表格、圖表和報告來顯示，可以通過表和圖標顯示項目詳細的年度現金流和電站每小時的性能數據。通過模擬，SAM軟件會顯示出一組默認的圖表。你可以通過設置標題、顏色、字號來自定義圖表，或者創建一些新的圖表來顯示不同的參數模擬結果。你也可以將所有的圖表從軟件導出，編寫報告或者制作成演示文稿，或者利用其它軟件對模擬結果進行進一步分析。
圖：SAM軟件導出的報告
需開發本土化的SAM軟件
針對SAM軟件在國內光熱發電市場的使用，CSPPLAZA采訪了西北電力設計院、華北電力設計院、內蒙古電力勘測設計院、北方工程設計研究院、中國華能集團公司、內蒙古能源建設投資有限公司等國內多家涉及光熱發電業務的設計院和相關單位。
受訪單位相關人士給出的反饋信息顯示，目前國內光熱發電行業可以使用的模擬軟件非常少，SAM軟件是目前國內光熱發電項目前期經濟性分析使用最多的軟件，對于光熱項目前期開發有一定幫助。
但其模擬仿真結果僅具有一定參考價值，因其由美國開發，內置模型中所提供的許多參數都與國內實際數據有差別，大都是國外項目的默認值，有一些可以修改，但有一些并不能修改，這就導致仿真數據不夠準確。
由此來看，SAM軟件并不足以準確回答國內項目開發前期需要解決的相關問題，要想得到比較準確的模擬數據，需更更多地結合國內實際情況，建立本土化的SAM工具。
一些進入光熱行業較早或參與光熱發電項目較多的設計院如西北電力設計院和內蒙古電力勘測設計院等則選擇根據國內的實際情況自行設計一些更加適合中國光熱發電項目開發的模擬軟件，除了系統各方面的成本數據和融資參數更加符合中國的實際情況外，他們還在軟件中嵌入了部分地區由測光站長年監測所提供的實測輻照數據（部分地區的傳統氣象站并不測量DNI值），以適應中國本土光熱發電項目的開發。
澳大利亞就開發了專門的SAM工具。2013年，澳大利亞太陽能光熱協會(AUSTELA)通過澳大利亞可再生能源機構（ARENA）給予的73500美元的支持將SAM軟件進行了改進，使其適合于澳大利亞當地的太陽能熱發電項目開發，并專門發布了一個在澳大利亞開發光熱發電項目的SAM操作指南，幫助用戶一步步地了解SAM，并指導其如何使用SAM在澳大利亞當地的資源條件下模擬光熱發電項目的開發，其嵌入了一些關鍵數據，如澳大亞某光熱發電項目開發預選地的太陽能輻照資源數據。
國際市場上，SAM也僅作為一種電站前期工作的參考工具，領先光熱廠商中有很多都自主開發了專門的模擬仿真軟件，如西班牙Ingeteam就開發有一歀名為“Feasibility Team”的軟件，以獲得更精確的仿真模擬數據。Ingeteam中國區銷售總監賈永柱在CSPPLAZA年會2015上解釋這兩款軟件的區別時舉例表示：“中國西北地區晝夜溫差比較大，SAM軟件會提供整體的熱損和補燃的數據，較為籠統。但用我們做的這款軟件可以算出每個小時需要的補燃是多少、每個小時能達到的發電是多少。通過這種優化之后做的發電量測算更精確一些。”
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