《光伏发电系统并网特性评价技术规范》、《风电场并网性能评价方法》及《光伏电站并网性能测试与评价方法》征求意见稿
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198-GB T 光伏发电系统并网特性评价技术规范(征求意见稿).doc
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198-NB T 风电场并网性能评价方法(征求意见稿).doc
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198-NB T 光伏电站并网性能测试与评价方法(征求意见稿).doc
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中国电力企业联合会 主 办
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中科院电工所邹新京博士解读“光伏电站性能检测与质量评估技术规范”（附图）
&发布时间： 13:27:54 &来源：机经网
由中国机械工业联合会主办的2014中国光伏电站性能检测与质量评估技术研讨会于日在北京中国科技会堂举办，此次会议以“贯彻政策方针、遴选技术产品、确保电站质量”为主题。积极应对电站质量问题对于行业发展带来的挑战，参与《光伏电站性能检测与质量评估技术规范》的意见征求工作，贯彻落实《规范》的各项要求，以下是中国科学院电工研究所光伏技术检测中心技术负责人 邹新京博士，她演讲的主题是“光伏电站性能检测与质量评估技术规范介绍”
&&&& 中国科学院电工研究所光伏技术检测中心技术负责人 邹新京博士
各位领导、各位来宾，早上好。我是来自中国科学院电工研究所光伏质量检测中心，今天应该是我们中心的翟永辉主任做这个报告，他今天有事情，非常抱歉，今天由我来给大家做这个报告。
我今天报告的题目是光伏电站性能检测与质量评估技术规范介绍。这里头主要是先介绍一下检测的必要性。另外是现有标准的归纳。第三是并网光伏电站性能检测与质量评估技术规范，这是现在制定的一个标准。我还想再介绍一我们检测中心也根据目前的电站的测评需求，制定我们自己的技术规范。
我们说现在光伏电站的规模和数量是逐年增加，并且电站由科研和政府示范以及国家支撑等等性质的电站逐渐向商业化电站转化。这些转化就需要完备、可靠的电站质量评估作为依据和支撑。特别是像光伏电站的评估是针对于股权融资、财务分析、产权交易、保险等等，针对这些都需要非常完备的电站质量评估，包括效率分析、发电量预估、能耗分析等等。另外业主对电站质量也非常的关心，他们也是需要检测和质量评估，像运维等等方法的改进。目的最终就是保证电站的质量，提高电站的发电量这是大家关心的问题。
另外电站后续改进也需要数据依据和技术支撑。比如说电站设计、设备圆形、质量控制、运维方法改进、电站效率分析等等。但是现在来说我们整个行业又制定了很多标准，像电站的组成部件，如组件、平衡部件等相关的元器件已经有了相关标准，日趋完善。但是最终电站建成以后，如何对电站质量进行评价，现在目前没有一个很完善的标准。建了很多电站，但是如何去测？现在很多电站找我们来测，但是也没有标准。自己说测这个，测那个，但是真的没有一个统一的标准。
目前现在电站的检测标准有这么几个标准，倒数第二条并网光伏发电系统工程验收基本要求，这个标准现在是用的已经多的。因为这个检测金太阳工程也是用的这个标准，它主要是验收方面的标准，对总体的电站的后评估和质量检测还不是很完全。
针对这种情况下，美国能源基金会支持了一个项目，由科电中心承担成立了一个大型光伏电站标准体系研究课题组，其中制定了这个标准，并网光伏电站性能检测与质量评估技术规范。现在已经完成了征求意见稿，这个主要是王老师主笔写的，我们也参与了一些工作。这个标准现在已经申报了认监委一个技术规范，将来也要申请青海的地方标准和国家标准。另外我们检测中心也是在这个标准基础上，制定我们的技术规范。根据电站现在的检测需求，我们在这个标准上增加了一些能效分析和组件实验室测试。
下面我把标准和技术内容给大家介绍一下，首先标准的适应范围，规定了并网光伏电站性能监测和质量评估相关定义、技术要求、试验方法和判定原则。适用于地面安装的并网光伏电站，分布式电站也可以参照执行。这个标准这里头要对电站评估需要一些实时数据的监测、处理和存储。这些数据包括气象环境参数，比如太阳辐照度还有环境温度，光伏组件温度和电池结温以及风速风向测量都有相关的要求。这个需要电站本身要提供的，但是现在很多电站不能提供完整的数据。那么对电站的评估来说就是有一定的困难，所以这个标准要求就是说电站应该有这些评估的收单。
电气参数有直流电压、电流和功率，交流电压、电流和功率，电能质量和功率因数。在电站建成初期要留两块基准光伏组件，这个为了将来电站运行以后和它做基础的组件做一个比较，可以看出性能的变化和背景。
还有一个预留就是污渍和灰尘遮挡基准，如何使灰尘达到一定什么程度，我就应该进行清洗，电站建站初期要有这个清洗基准片。文件和资料收集，光伏电站电气连接图和布置图，还有各种参数要进行收集。实时数据的收集，气象环境监测数据，光伏电站直流测、交流测的监测数据。还有电站故障记录也很重要，比如说故障时间、地点、人员、现象、现场照片。另外还有就是限电的情况要说明，有时候限电也会影响光伏电站的发电效率。
第四部分就是光伏电站总体性能评估，要评估需要必要的一些参数，像光伏的年辐照量这个是需要的。另外就是电池的年平均结温，并网计费点的在评估期间的发电量。还有光伏电站的额定功率，还有并网光伏组件的一些参数。还有对于多种不同类型组件的电站，要有组件的容量在整的电站容量要有一个分布，有这么一个参数。
这个就是电站的能效比或者叫性能比，这个是在国际上都是使用的这个参数，这个参数是评价一个电站的基本参数，叫PR。这个PR的性能比就是=交流端的发电量/理想状态的直流发电量。能效比咱们说的电站发电效率由什么因素影响他呢？有很多影响电站发电效率和能效比的因素，比如说组件串并联损失、逆变器效率、变压器效率、其他设备效率、温升损失还有线损还有组件的衰减还有遮挡、灰尘等等，像反射和MPPT偏差、都影响PR。电站的PR效率可以横向对比或者是纵向对比一个电站的好坏。PR越高越好，这个参数是目前用的参数。这个参数与什么有关？与温度有关，如果温度变化，PR会发生变化，电站发电效率可能会发生变化。比如我们在冬天测的时候这个电站的PR由于温度的影响，他就少一些，他的PR会高。夏天测的时候PR就会低。我们没有办法统一哪个时期PR是最好的？IEC的标准2014年提出了新的概念，电站标准能效比，PRstc，引进了一个温度修正系数，把所有的PR都到标准温度下，这样就可以做横向的比较了。
这个是现场测试的抽样原则，第一个如果是这个电站都是由单一的光伏组件和逆变器组成的话，我们就按照单元来进行抽样。什么是单元？逆变器就算一个单元，假设一个是10兆瓦的电站，假如说500K的一个逆变器，一共有20个逆变器，一个逆变器就是500K算一个单元。这个单元我们按照它的发电量比如说前面发电量排布，可以分为好、中、差，这三个单元中再进行测试，把他组串的发电量再排出来。组串再分成好、中、差三种，每一个组串抽两个。如果说这样的电站抽取下来就是一个单元是6个组串。如果是多种的光伏组件和逆变器的光伏电站，每一种不同类型的光伏组件组成的单元或者是逆变器组成算一个单元，然后对他进行抽取进行检测。
这个是检测一个基本条件和修正原则，他应该是在测试的时候不能说天气是任意天气都可以测试，他有一个要求。比如说有的是光强大于700或者是大于800的情况下等等的相关条件下进行测试。测试完了以后进行比较、对比的时候都要修正到STC下，修正到标准测试条件下或者是修正到正常工作条件下两都可以。
这个就是光强的修正和温度的修正，光强修正也是按照相关的公式修正，温度修正有一个精确修正和简化修正。精确修正比较复杂，测试当中往往达不到。通常用的都是简化修正，测量背板温度以后再加两度认为他就是结温。这就是光伏电压电流和功率的修正计算公式。
下面讲一下光伏性能检测主要的内容是什么？第一是电站质量检查，主要是外观，基本上就是目测或者是用很简单的测量手段测一下。一个就像组件的外观还有光伏阵列组件外观，还有像直流柜还有逆变器等等都要进行逆变检查。看里面的设备是否齐全，是否符合要求，都可以测量一下。还有支架和地基都要进行检查，还有安装的位置是否合适，像汇流箱还有逆变器的安装位置。另外就是配电室的内部要进行检查，是否通风良好。
另外一部分就是现场检测，这部分需要用设备进行检测的项目，一共是19项。这里头有几项，像逆变器的MPPT效率以及防孤岛等等，现在的测试收单不是很完备，不是每个都能测，这是作为可选的，其他不一一介绍了。这里主要是这么几项，一个是热斑，还有污渍损耗还有光伏组件性能衰降等等。先说热斑都是用红外扫描，在辐照度大约600的情况下对测试的单元我们选种三个测试单元，全部组件都要进行扫描。发现他有问题的地方，都要拍照记录，问题严重的组件要对它进行I-V测试，测量他功率的衰减。根据这个情况分析他的原因，造成衰减的原因。判定比如说我测了可能多少块是什么衰减情况，但是没有具体的数字。
第二个是污渍和灰尘的遮挡，这个是比较严重，在西部地区灰尘和污渍实际上造成的衰减是比较大的。这里头我们也是抽取的组串，抽取比较典型的组串进行测试。在组串清洗前测一下他的组串功率，清洗后再测一下他的组串功率，这两个功率都要给他纠正到STC下进行比较，就可以得到灰尘造成的组串的衰减，这个组串衰减我们认为他是灰尘遮挡造成的损失。咱们规范里面规定判定条件不应该超过5%。
组件功率的衰减也是在抽取一个组串，这个组串里头每一个组件都要进行测试，首先要把他清洁干净之后进行I-V测试，测试他的功率。这个功率和他标准功率进行比较，得到他的衰减率。判定条件是这样的，多晶硅组件在一年内它的衰减不应该超过2.5%，两年内衰减不超过3.2%，单晶硅组件一年内不超过3%，两年内不超过4.2%。这是判定条件。
下面一项就是光伏系统串并联失配损失，也是一个比较严重的损失。这里有几部分，一个是组串，我们知道组串是由组件串联起来的，一个组串有20个组件，由于串联以后造成的损失我们应该测量一下。这个测量的方法是把这个组串断开以后，每一块组件都进行测量它的功率，就是I-V曲线测量它的功率。把之合算出来，把整个组串联再测一下他的功率，你这个功率和每一个组件的功率之差，得到了差值，再配上他整个组件功率之和就可以得到串联损失。
下面是组串的并联，一个汇流箱有很多组串，16个组串应该完全一样，不一样的话就会造成损失。造成MPPT偏离都是有可能发生的，这个时候我们要怎么样测量他的损失呢。把汇流箱断开之后，每一个组串都测量I-V，再测量一下总的汇流箱的I-V，然后得出一个偏差。这个组串的并联孙支部应该超过2%。另外多个汇流箱，每一个汇流箱并联之后也应该是一样，不一样也会造成损失，这个跟上面的测试方法一样，不再介绍了，要求也是判定不应该超过2%。
另外一个损失就是组串的MPPT偏离，我组串应该工作在最大功率点的情况是最好的。往往他偏离了，就会造成功率损失，测量的时候把每一个组串每一个组件功率都测量完了之后再测组件工作组的功率，都要修正到STC下进行比较，然后得到MPPT偏离的损失，不应该超过2%。
温升，温度肯定对光伏阵列造成损失。测量的时候一个是25度的时候先测量结温，然后测量25度结温的时候组串的最大功率和没有修正的时候的最大功率，得出一个功率损失。还有一个电压损失，因为温度一个是影响他的功率，一个是影响他的电压，测量一下他的电压的损失。这个判定条件就是没有一个固定的判定条件是损失多少就是不合格，只是结果为准，评估一下三个条件。另外光伏组件的电池发光，隐裂，对严重衰减的组件进行组件的EL测试，可以发现他的隐裂、断删等等的情况。
直流线损也是分几块，我们说电站从组串开始到汇流箱，然后到逆变器到变压器到并网点都分几块，这个定网点规定这几块怎么测。光伏组串汇流箱，我们测的时候选择一隔离汇流箱最近、中等、最远三个距离不一样的导线来进行测量。汇流箱到逆变器也是一样，他的距离也不一样，电缆也是选择一个最长，一个中间，一个最短的距离，对他的直流线损进行测试。
交流线损也是这样测的。然后是组件光伏阵列之间的遮挡，遮挡咱们设计有要求的，测量的方法，测量一下它的间距，要符合相关标准要求就是合格，不符合就是不合格。你可以用现在通用的PVC进行一下遮挡的到底是功率损失多少，可以用这个来计算一下。
交流线损他是从逆变器到变压器，到并网点之间的线损，判定依据不应该大于1.5%。下面就是逆变器的效率，有两种方法，一种是电站提供的数据收集，一种是现场测量。提供的数据需要我们收集到他一年四季，四个典型的日的逆变器的数据，可以得到四个典型日的功率效率曲线，根据加权的公式得到，这个公式没有最后确定是中国效率。中国地方很大，用一个公式代替全部不太合理，这个有待商榷。
根据这个标准要求，逆变器的加权效率，他的效率应该大于96%。如果是现场测试的话你至少要测量一个典型日一天的效率，然后把他的效率曲线也是利用加权公式，加权效力也是应该大于96%。MPPT效率比较复杂，可选。变压器效率和逆变器效率方法一样，这里不做过多介绍。
电能质量测试，在并网点的电能质量应该符合相关国家标准要求。这里测试的时候电站在并网前要测一个电能质量的情况，并网后再测量一下，这样可以分析你的电能质量造成不合格的原因是由于电网本身原因还是由于电站原因，这样可以进行具体的分析，相关判定依据都是按照国标来的。
然后是功率因数，这个测量直接用电能质量测试仪直接可以测到。因为功率因数这项可以作为备选测试，因为设备参数都比较成熟，可以参照实验室的数据（报告数据）。
下面一项是光伏方阵的绝缘性，用绝缘电阻测试仪测试，来作为判定依据就可以了。接地连续性也是很重要，对汇流箱、组件和逆变器每个关键设备的接地连续性进行测试。判定条件接触电阻不高于100毫欧，且保证其他地电阻不高于4欧姆。防孤岛配电压接入测试可选的。最后检测完了之后可以给出一个评估报告，可以包括电站基本信息，然后汇总，给出一个标准性能比，然后是质量检查、性能检查的结果。
刚才介绍一下征求意见稿的内容，这个标准的测试可以看他主要是以测试功率为基本依据，测试组件都是以功率的衰减。我们说电站我们关心实际上是发电量，是能耗的损失，能量到底损失到哪。关键用一个功率的点来测试，可能不是很完全。这个量是变化的，这个点的损耗不能代表一天。根据用户的要求，我们检测中心进行了能耗分析的测试，在电站的能耗是一个阵列方面，一个是汇流箱还有线损还有交流部分，整个能耗分析。更能够很清楚的看到我们电站他的损耗到底该哪部分，能量损失到底是哪部分。
我们这个标准他和上面刚才介绍的并网光伏电站性能检测与质量评估技术规范的区别主要我们增加了电站的效率和能耗测试，另外增加了一个组件的实验室测试，前面都是一样的。这个能耗测试我们的测试项目包括一个是电站的效率测试，另外是测试单元的效率测试，测试单元的光伏方阵效率，组串的能量的转换效率，还有汇流箱的能量转换效率，方阵电缆能量损耗，直流柜到逆变器输入端能量损耗，逆变器能量损耗，其他综合能量损耗，发电效率和能效分析。
测试方法也是按照一个电站里头分成单元，每个单元按照好、中、差分三个单元进行测试。因为我们检测中心研发了一套现场测试设备，这个设备是数据监控可以检测到组串，每一个测试单元从组串开始它的电压、电流，一直到汇流箱一直到直流柜和逆变器全部检测，它的能耗分布很容易可以看到。还有一个气象检测的装置，整个一套现场的数据采集和监控的系统。
这是一个实验室，实验室测试为什么说组件要拿到实验室，现场测试的组件像衰减等等往往不是很准确，有时候不太准确的话有官司的话不太好。这个也是我们在检测中客户的需求，需要我们抽检到实验室，这个标准里我们自己增加了实验室抽检的项目。
这个是我们介绍了一些案例，我们用我们检测中心制定的检测规范对不同电站进行了测试，像BIPV，还有聚光，还有荒漠还有山地还有水面都进行了测试，至少测试了十个大型电站。
这里举个例子，能效分析，测出来的电站它哪部分的能耗是多少，光伏电站的效率是多少。我们这个装置还可以直接看出系统哪块不好，因为组串我们都测试了，组串他的转换效率，从这个图上可以看出来，这些都是差不多，突然一个点很低，这个有问题，把这个点找到，这个组串测出来，应该是20个组件一串，测出来这两个非常低，一个是18，一个是22，那就接错了。汇流箱也是他有突出的点，他的能效，它的PR，它的转换效率应该一样，他不一样也是有问题。你继续查，可以查出问题。谢谢大家。（根据录音整理，未经本人审阅）
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作者单位：
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