中國科學(xué)院電工研究所光伏技術(shù)檢測中心技術(shù)負(fù)責(zé)人 鄒新京博士

鄒新京：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位來賓，早上好。我是來自中國科學(xué)院電工研究所光伏質(zhì)量檢測中心，今天應(yīng)該是我們中心的翟永輝主任做這個(gè)報(bào)告，他今天有事情，非常抱歉，今天由我來給大家做這個(gè)報(bào)告。

我今天報(bào)告的題目是光伏電站性能檢測與質(zhì)量評估技術(shù)規(guī)范介紹。這里頭主要是先介紹一下檢測的必要性。另外是現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的歸納。第三是并網(wǎng)光伏電站性能檢測與質(zhì)量評估技術(shù)規(guī)范，這是現(xiàn)在制定的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。我還想再介紹一我們檢測中心也根據(jù)目前的電站的測評需求，制定我們自己的技術(shù)規(guī)范。

我們說現(xiàn)在光伏電站的規(guī)模和數(shù)量是逐年增加，并且電站由科研和政府示范以及國家支撐等等性質(zhì)的電站逐漸向商業(yè)化電站轉(zhuǎn)化。這些轉(zhuǎn)化就需要完備、可靠的電站質(zhì)量評估作為依據(jù)和支撐。特別是像光伏電站的評估是針對于股權(quán)融資、財(cái)務(wù)分析、產(chǎn)權(quán)交易、保險(xiǎn)等等，針對這些都需要非常完備的電站質(zhì)量評估，包括效率分析、發(fā)電量預(yù)估、能耗分析等等。另外業(yè)主對電站質(zhì)量也非常的關(guān)心，他們也是需要檢測和質(zhì)量評估，像運(yùn)維等等方法的改進(jìn)。目的最終就是保證電站的質(zhì)量，提高電站的發(fā)電量這是大家關(guān)心的問題。

另外電站后續(xù)改進(jìn)也需要數(shù)據(jù)依據(jù)和技術(shù)支撐。比如說電站設(shè)計(jì)、設(shè)備圓形、質(zhì)量控制、運(yùn)維方法改進(jìn)、電站效率分析等等。但是現(xiàn)在來說我們整個(gè)行業(yè)又制定了很多標(biāo)準(zhǔn)，像電站的組成部件，如組件、平衡部件等相關(guān)的元器件已經(jīng)有了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，日趨完善。但是最終電站建成以后，如何對電站質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)，現(xiàn)在目前沒有一個(gè)很完善的標(biāo)準(zhǔn)。建了很多電站，但是如何去測？現(xiàn)在很多電站找我們來測，但是也沒有標(biāo)準(zhǔn)。自己說測這個(gè)，測那個(gè)，但是真的沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

目前現(xiàn)在電站的檢測標(biāo)準(zhǔn)有這么幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，倒數(shù)第二條并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)工程驗(yàn)收基本要求，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在是用的已經(jīng)多的。因?yàn)檫@個(gè)檢測金太陽工程也是用的這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，它主要是驗(yàn)收方面的標(biāo)準(zhǔn)，對總體的電站的后評估和質(zhì)量檢測還不是很完全。

針對這種情況下，美國能源基金會支持了一個(gè)項(xiàng)目，由科電中心承擔(dān)成立了一個(gè)大型光伏電站標(biāo)準(zhǔn)體系研究課題組，其中制定了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，并網(wǎng)光伏電站性能檢測與質(zhì)量評估技術(shù)規(guī)范?，F(xiàn)在已經(jīng)完成了征求意見稿，這個(gè)主要是王老師主筆寫的，我們也參與了一些工作。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在已經(jīng)申報(bào)了認(rèn)監(jiān)委一個(gè)技術(shù)規(guī)范，將來也要申請青海的地方標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)。另外我們檢測中心也是在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，制定我們的技術(shù)規(guī)范。根據(jù)電站現(xiàn)在的檢測需求，我們在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上增加了一些能效分析和組件實(shí)驗(yàn)室測試。

下面我把標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)內(nèi)容給大家介紹一下，首先標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)范圍，規(guī)定了并網(wǎng)光伏電站性能監(jiān)測和質(zhì)量評估相關(guān)定義、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和判定原則。適用于地面安裝的并網(wǎng)光伏電站，分布式電站也可以參照執(zhí)行。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)這里頭要對電站評估需要一些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測、處理和存儲。這些數(shù)據(jù)包括氣象環(huán)境參數(shù)，比如太陽輻照度還有環(huán)境溫度，光伏組件溫度和電池結(jié)溫以及風(fēng)速風(fēng)向測量都有相關(guān)的要求。這個(gè)需要電站本身要提供的，但是現(xiàn)在很多電站不能提供完整的數(shù)據(jù)。那么對電站的評估來說就是有一定的困難，所以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求就是說電站應(yīng)該有這些評估的收單。

電氣參數(shù)有直流電壓、電流和功率，交流電壓、電流和功率，電能質(zhì)量和功率因數(shù)。在電站建成初期要留兩塊基準(zhǔn)光伏組件，這個(gè)為了將來電站運(yùn)行以后和它做基礎(chǔ)的組件做一個(gè)比較，可以看出性能的變化和背景。

還有一個(gè)預(yù)留就是污漬和灰塵遮擋基準(zhǔn)，如何使灰塵達(dá)到一定什么程度，我就應(yīng)該進(jìn)行清洗，電站建站初期要有這個(gè)清洗基準(zhǔn)片。文件和資料收集，光伏電站電氣連接圖和布置圖，還有各種參數(shù)要進(jìn)行收集。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集，氣象環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，光伏電站直流測、交流測的監(jiān)測數(shù)據(jù)。還有電站故障記錄也很重要，比如說故障時(shí)間、地點(diǎn)、人員、現(xiàn)象、現(xiàn)場照片。另外還有就是限電的情況要說明，有時(shí)候限電也會影響光伏電站的發(fā)電效率。

第四部分就是光伏電站總體性能評估，要評估需要必要的一些參數(shù)，像光伏的年輻照量這個(gè)是需要的。另外就是電池的年平均結(jié)溫，并網(wǎng)計(jì)費(fèi)點(diǎn)的在評估期間的發(fā)電量。還有光伏電站的額定功率，還有并網(wǎng)光伏組件的一些參數(shù)。還有對于多種不同類型組件的電站，要有組件的容量在整的電站容量要有一個(gè)分布，有這么一個(gè)參數(shù)。

這個(gè)就是電站的能效比或者叫性能比，這個(gè)是在國際上都是使用的這個(gè)參數(shù)，這個(gè)參數(shù)是評價(jià)一個(gè)電站的基本參數(shù)，叫PR。這個(gè)PR的性能比就是=交流端的發(fā)電量/理想狀態(tài)的直流發(fā)電量。能效比咱們說的電站發(fā)電效率由什么因素影響他呢？有很多影響電站發(fā)電效率和能效比的因素，比如說組件串并聯(lián)損失、逆變器效率、變壓器效率、其他設(shè)備效率、溫升損失還有線損還有組件的衰減還有遮擋、灰塵等等，像反射和MPPT偏差、都影響PR。電站的PR效率可以橫向?qū)Ρ然蛘呤强v向?qū)Ρ纫粋€(gè)電站的好壞。PR越高越好，這個(gè)參數(shù)是目前用的參數(shù)。這個(gè)參數(shù)與什么有關(guān)？與溫度有關(guān)，如果溫度變化，PR會發(fā)生變化，電站發(fā)電效率可能會發(fā)生變化。比如我們在冬天測的時(shí)候這個(gè)電站的PR由于溫度的影響，他就少一些，他的PR會高。夏天測的時(shí)候PR就會低。我們沒有辦法統(tǒng)一哪個(gè)時(shí)期PR是最好的？IEC的標(biāo)準(zhǔn)2014年提出了新的概念，電站標(biāo)準(zhǔn)能效比，PRstc，引進(jìn)了一個(gè)溫度修正系數(shù)，把所有的PR都到標(biāo)準(zhǔn)溫度下，這樣就可以做橫向的比較了。

這個(gè)是現(xiàn)場測試的抽樣原則，第一個(gè)如果是這個(gè)電站都是由單一的光伏組件和逆變器組成的話，我們就按照單元來進(jìn)行抽樣。什么是單元？逆變器就算一個(gè)單元，假設(shè)一個(gè)是10兆瓦的電站，假如說500K的一個(gè)逆變器，一共有20個(gè)逆變器，一個(gè)逆變器就是500K算一個(gè)單元。這個(gè)單元我們按照它的發(fā)電量比如說前面發(fā)電量排布，可以分為好、中、差，這三個(gè)單元中再進(jìn)行測試，把他組串的發(fā)電量再排出來。組串再分成好、中、差三種，每一個(gè)組串抽兩個(gè)。如果說這樣的電站抽取下來就是一個(gè)單元是6個(gè)組串。如果是多種的光伏組件和逆變器的光伏電站，每一種不同類型的光伏組件組成的單元或者是逆變器組成算一個(gè)單元，然后對他進(jìn)行抽取進(jìn)行檢測。

這個(gè)是檢測一個(gè)基本條件和修正原則，他應(yīng)該是在測試的時(shí)候不能說天氣是任意天氣都可以測試，他有一個(gè)要求。比如說有的是光強(qiáng)大于700或者是大于800的情況下等等的相關(guān)條件下進(jìn)行測試。測試完了以后進(jìn)行比較、對比的時(shí)候都要修正到STC下，修正到標(biāo)準(zhǔn)測試條件下或者是修正到正常工作條件下兩都可以。

這個(gè)就是光強(qiáng)的修正和溫度的修正，光強(qiáng)修正也是按照相關(guān)的公式修正，溫度修正有一個(gè)精確修正和簡化修正。精確修正比較復(fù)雜，測試當(dāng)中往往達(dá)不到。通常用的都是簡化修正，測量背板溫度以后再加兩度認(rèn)為他就是結(jié)溫。這就是光伏電壓電流和功率的修正計(jì)算公式。

下面講一下光伏性能檢測主要的內(nèi)容是什么？第一是電站質(zhì)量檢查，主要是外觀，基本上就是目測或者是用很簡單的測量手段測一下。一個(gè)就像組件的外觀還有光伏陣列組件外觀，還有像直流柜還有逆變器等等都要進(jìn)行逆變檢查?？蠢锩娴脑O(shè)備是否齊全，是否符合要求，都可以測量一下。還有支架和地基都要進(jìn)行檢查，還有安裝的位置是否合適，像匯流箱還有逆變器的安裝位置。另外就是配電室的內(nèi)部要進(jìn)行檢查，是否通風(fēng)良好。

另外一部分就是現(xiàn)場檢測，這部分需要用設(shè)備進(jìn)行檢測的項(xiàng)目，一共是19項(xiàng)。這里頭有幾項(xiàng)，像逆變器的MPPT效率以及防孤島等等，現(xiàn)在的測試收單不是很完備，不是每個(gè)都能測，這是作為可選的，其他不一一介紹了。這里主要是這么幾項(xiàng)，一個(gè)是熱斑，還有污漬損耗還有光伏組件性能衰降等等。先說熱斑都是用紅外掃描，在輻照度大約600的情況下對測試的單元我們選種三個(gè)測試單元，全部組件都要進(jìn)行掃描。發(fā)現(xiàn)他有問題的地方，都要拍照記錄，問題嚴(yán)重的組件要對它進(jìn)行I-V測試，測量他功率的衰減。根據(jù)這個(gè)情況分析他的原因，造成衰減的原因。判定比如說我測了可能多少塊是什么衰減情況，但是沒有具體的數(shù)字。

第二個(gè)是污漬和灰塵的遮擋，這個(gè)是比較嚴(yán)重，在西部地區(qū)灰塵和污漬實(shí)際上造成的衰減是比較大的。這里頭我們也是抽取的組串，抽取比較典型的組串進(jìn)行測試。在組串清洗前測一下他的組串功率，清洗后再測一下他的組串功率，這兩個(gè)功率都要給他糾正到STC下進(jìn)行比較，就可以得到灰塵造成的組串的衰減，這個(gè)組串衰減我們認(rèn)為他是灰塵遮擋造成的損失。咱們規(guī)范里面規(guī)定判定條件不應(yīng)該超過5%。

組件功率的衰減也是在抽取一個(gè)組串，這個(gè)組串里頭每一個(gè)組件都要進(jìn)行測試，首先要把他清潔干凈之后進(jìn)行I-V測試，測試他的功率。這個(gè)功率和他標(biāo)準(zhǔn)功率進(jìn)行比較，得到他的衰減率。判定條件是這樣的，多晶硅組件在一年內(nèi)它的衰減不應(yīng)該超過2.5%，兩年內(nèi)衰減不超過3.2%，單晶硅組件一年內(nèi)不超過3%，兩年內(nèi)不超過4.2%。這是判定條件。

下面一項(xiàng)就是光伏系統(tǒng)串并聯(lián)失配損失，也是一個(gè)比較嚴(yán)重的損失。這里有幾部分，一個(gè)是組串，我們知道組串是由組件串聯(lián)起來的，一個(gè)組串有20個(gè)組件，由于串聯(lián)以后造成的損失我們應(yīng)該測量一下。這個(gè)測量的方法是把這個(gè)組串?dāng)嚅_以后，每一塊組件都進(jìn)行測量它的功率，就是I-V曲線測量它的功率。把之合算出來，把整個(gè)組串聯(lián)再測一下他的功率，你這個(gè)功率和每一個(gè)組件的功率之差，得到了差值，再配上他整個(gè)組件功率之和就可以得到串聯(lián)損失。

下面是組串的并聯(lián)，一個(gè)匯流箱有很多組串，16個(gè)組串應(yīng)該完全一樣，不一樣的話就會造成損失。造成MPPT偏離都是有可能發(fā)生的，這個(gè)時(shí)候我們要怎么樣測量他的損失呢。把匯流箱斷開之后，每一個(gè)組串都測量I-V，再測量一下總的匯流箱的I-V，然后得出一個(gè)偏差。這個(gè)組串的并聯(lián)孫支部應(yīng)該超過2%。另外多個(gè)匯流箱，每一個(gè)匯流箱并聯(lián)之后也應(yīng)該是一樣，不一樣也會造成損失，這個(gè)跟上面的測試方法一樣，不再介紹了，要求也是判定不應(yīng)該超過2%。

另外一個(gè)損失就是組串的MPPT偏離，我組串應(yīng)該工作在最大功率點(diǎn)的情況是最好的。往往他偏離了，就會造成功率損失，測量的時(shí)候把每一個(gè)組串每一個(gè)組件功率都測量完了之后再測組件工作組的功率，都要修正到STC下進(jìn)行比較，然后得到MPPT偏離的損失，不應(yīng)該超過2%。

溫升，溫度肯定對光伏陣列造成損失。測量的時(shí)候一個(gè)是25度的時(shí)候先測量結(jié)溫，然后測量25度結(jié)溫的時(shí)候組串的最大功率和沒有修正的時(shí)候的最大功率，得出一個(gè)功率損失。還有一個(gè)電壓損失，因?yàn)闇囟纫粋€(gè)是影響他的功率，一個(gè)是影響他的電壓，測量一下他的電壓的損失。這個(gè)判定條件就是沒有一個(gè)固定的判定條件是損失多少就是不合格，只是結(jié)果為準(zhǔn)，評估一下三個(gè)條件。另外光伏組件的電池發(fā)光，隱裂，對嚴(yán)重衰減的組件進(jìn)行組件的EL測試，可以發(fā)現(xiàn)他的隱裂、斷刪等等的情況。

直流線損也是分幾塊，我們說電站從組串開始到匯流箱，然后到逆變器到變壓器到并網(wǎng)點(diǎn)都分幾塊，這個(gè)定網(wǎng)點(diǎn)規(guī)定這幾塊怎么測。光伏組串匯流箱，我們測的時(shí)候選擇一隔離匯流箱最近、中等、最遠(yuǎn)三個(gè)距離不一樣的導(dǎo)線來進(jìn)行測量。匯流箱到逆變器也是一樣，他的距離也不一樣，電纜也是選擇一個(gè)最長，一個(gè)中間，一個(gè)最短的距離，對他的直流線損進(jìn)行測試。

交流線損也是這樣測的。然后是組件光伏陣列之間的遮擋，遮擋咱們設(shè)計(jì)有要求的，測量的方法，測量一下它的間距，要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求就是合格，不符合就是不合格。你可以用現(xiàn)在通用的PVC進(jìn)行一下遮擋的到底是功率損失多少，可以用這個(gè)來計(jì)算一下。

交流線損他是從逆變器到變壓器，到并網(wǎng)點(diǎn)之間的線損，判定依據(jù)不應(yīng)該大于1.5%。下面就是逆變器的效率，有兩種方法，一種是電站提供的數(shù)據(jù)收集，一種是現(xiàn)場測量。提供的數(shù)據(jù)需要我們收集到他一年四季，四個(gè)典型的日的逆變器的數(shù)據(jù)，可以得到四個(gè)典型日的功率效率曲線，根據(jù)加權(quán)的公式得到，這個(gè)公式?jīng)]有最后確定是中國效率。中國地方很大，用一個(gè)公式代替全部不太合理，這個(gè)有待商榷。

根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求，逆變器的加權(quán)效率，他的效率應(yīng)該大于96%。如果是現(xiàn)場測試的話你至少要測量一個(gè)典型日一天的效率，然后把他的效率曲線也是利用加權(quán)公式，加權(quán)效力也是應(yīng)該大于96%。MPPT效率比較復(fù)雜，可選。變壓器效率和逆變器效率方法一樣，這里不做過多介紹。

電能質(zhì)量測試，在并網(wǎng)點(diǎn)的電能質(zhì)量應(yīng)該符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)要求。這里測試的時(shí)候電站在并網(wǎng)前要測一個(gè)電能質(zhì)量的情況，并網(wǎng)后再測量一下，這樣可以分析你的電能質(zhì)量造成不合格的原因是由于電網(wǎng)本身原因還是由于電站原因，這樣可以進(jìn)行具體的分析，相關(guān)判定依據(jù)都是按照國標(biāo)來的。

然后是功率因數(shù)，這個(gè)測量直接用電能質(zhì)量測試儀直接可以測到。因?yàn)楣β室驍?shù)這項(xiàng)可以作為備選測試，因?yàn)樵O(shè)備參數(shù)都比較成熟，可以參照實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)（報(bào)告數(shù)據(jù)）。

下面一項(xiàng)是光伏方陣的絕緣性，用絕緣電阻測試儀測試，來作為判定依據(jù)就可以了。接地連續(xù)性也是很重要，對匯流箱、組件和逆變器每個(gè)關(guān)鍵設(shè)備的接地連續(xù)性進(jìn)行測試。判定條件接觸電阻不高于100毫歐，且保證其他地電阻不高于4歐姆。防孤島配電壓接入測試可選的。最后檢測完了之后可以給出一個(gè)評估報(bào)告，可以包括電站基本信息，然后匯總，給出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)性能比，然后是質(zhì)量檢查、性能檢查的結(jié)果。

剛才介紹一下征求意見稿的內(nèi)容，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測試可以看他主要是以測試功率為基本依據(jù)，測試組件都是以功率的衰減。我們說電站我們關(guān)心實(shí)際上是發(fā)電量，是能耗的損失，能量到底損失到哪。關(guān)鍵用一個(gè)功率的點(diǎn)來測試，可能不是很完全。這個(gè)量是變化的，這個(gè)點(diǎn)的損耗不能代表一天。根據(jù)用戶的要求，我們檢測中心進(jìn)行了能耗分析的測試，在電站的能耗是一個(gè)陣列方面，一個(gè)是匯流箱還有線損還有交流部分，整個(gè)能耗分析。更能夠很清楚的看到我們電站他的損耗到底該哪部分，能量損失到底是哪部分。

我們這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)他和上面剛才介紹的并網(wǎng)光伏電站性能檢測與質(zhì)量評估技術(shù)規(guī)范的區(qū)別主要我們增加了電站的效率和能耗測試，另外增加了一個(gè)組件的實(shí)驗(yàn)室測試，前面都是一樣的。這個(gè)能耗測試我們的測試項(xiàng)目包括一個(gè)是電站的效率測試，另外是測試單元的效率測試，測試單元的光伏方陣效率，組串的能量的轉(zhuǎn)換效率，還有匯流箱的能量轉(zhuǎn)換效率，方陣電纜能量損耗，直流柜到逆變器輸入端能量損耗，逆變器能量損耗，其他綜合能量損耗，發(fā)電效率和能效分析。

測試方法也是按照一個(gè)電站里頭分成單元，每個(gè)單元按照好、中、差分三個(gè)單元進(jìn)行測試。因?yàn)槲覀儥z測中心研發(fā)了一套現(xiàn)場測試設(shè)備，這個(gè)設(shè)備是數(shù)據(jù)監(jiān)控可以檢測到組串，每一個(gè)測試單元從組串開始它的電壓、電流，一直到匯流箱一直到直流柜和逆變器全部檢測，它的能耗分布很容易可以看到。還有一個(gè)氣象檢測的裝置，整個(gè)一套現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的系統(tǒng)。

這是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室測試為什么說組件要拿到實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)場測試的組件像衰減等等往往不是很準(zhǔn)確，有時(shí)候不太準(zhǔn)確的話有官司的話不太好。這個(gè)也是我們在檢測中客戶的需求，需要我們抽檢到實(shí)驗(yàn)室，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)里我們自己增加了實(shí)驗(yàn)室抽檢的項(xiàng)目。

這個(gè)是我們介紹了一些案例，我們用我們檢測中心制定的檢測規(guī)范對不同電站進(jìn)行了測試，像BIPV，還有聚光，還有荒漠還有山地還有水面都進(jìn)行了測試，至少測試了十個(gè)大型電站。

這里舉個(gè)例子，能效分析，測出來的電站它哪部分的能耗是多少，光伏電站的效率是多少。我們這個(gè)裝置還可以直接看出系統(tǒng)哪塊不好，因?yàn)榻M串我們都測試了，組串他的轉(zhuǎn)換效率，從這個(gè)圖上可以看出來，這些都是差不多，突然一個(gè)點(diǎn)很低，這個(gè)有問題，把這個(gè)點(diǎn)找到，這個(gè)組串測出來，應(yīng)該是20個(gè)組件一串，測出來這兩個(gè)非常低，一個(gè)是18，一個(gè)是22，那就接錯(cuò)了。匯流箱也是他有突出的點(diǎn)，他的能效，它的PR，它的轉(zhuǎn)換效率應(yīng)該一樣，他不一樣也是有問題。你繼續(xù)查，可以查出問題。謝謝大家。（根據(jù)錄音整理，未經(jīng)本人審閱）