
并網光伏電站性能檢測與質量評估技術規范


《并網光伏電站性能檢測與質量評估技術規范CNCA/CTS0016-2015》在推動我國光伏產業健康發展方面發揮著關鍵作用,它為并網光伏電站性能檢測與質量評估工作提供了明確、統一的標準與規范,讓整個評估流程更加科學、合理、有序。
本規范明確了并網光伏電站性能檢測與質量評估相關的術語定義、技術要求、檢測流程、評估方法及判定原則。適用于各類通過不同電壓等級并網的地面安裝并網光伏電站,與建筑結合的分布式光伏系統可參考執行。
并網光伏電站性能檢測內容
(一)氣象環境數據監測
太陽輻照度監測:需對水平面太陽能總輻照度以及光伏方陣面輻照度進行監測。通過標準電池或者熱電堆式總輻射計來實現測量,這兩種儀器能夠精準捕捉太陽輻射強度的變化情況。標準電池可利用其短路電流對光強進行修正,從而保證測量數據的準確性。測量數據的存儲格式也有嚴格要求,一般以特定的時間間隔(如15分鐘、30分鐘等)進行記錄,方便后續對不同時段的輻照度變化趨勢展開分析。
溫度監測:包括環境溫度、光伏組件溫度和光伏電池結溫。環境溫度反映了光伏電站所處外界環境的冷熱程度,對光伏組件的性能有著間接影響;光伏組件溫度直接關乎組件的發電效率,因為隨著溫度升高,組件的輸出功率通常會有所下降;光伏電池結溫更是影響電池性能的關鍵因素。
風速/風向測量:風速和風向信息對光伏電站的運行安全以及散熱情況有著重要作用。例如,在強風天氣下,過高的風速可能會對光伏支架造成較大的機械應力,影響支架的穩定性;而風向則關系到光伏組件周圍的空氣流動,進而影響組件的散熱效果。風速一般通過風速儀進行測量,風向通過風向標測量,測量數據同樣按規定時間間隔進行存儲,便于分析不同風速、風向條件下光伏電站的運行狀態,比如研究大風天氣對光伏電站發電量的影響,以及不同季節主導風向對光伏組件散熱的作用等。
(二)電氣參數監測
直流參數監測:針對直流電壓、電流和功率展開監測。在直流電路中,這些參數的穩定與否直接影響到光伏電站的發電效率和穩定性。例如,直流電壓過低可能表示光伏組件存在故障或者連接線路有問題,導致電壓損耗過大;直流電流異常則可能意味著光伏組件的串并聯出現失配情況。
交流參數監測:交流電壓、電流和功率的監測同樣關鍵。在光伏電站將直流電轉換為交流電并入電網的過程中,交流參數的穩定性和準確性直接關系到電能質量以及與電網的兼容性。交流電壓的波動范圍需符合相關標準要求,否則可能對電網中的其他設備造成損害;交流電流的大小和波形反映了逆變器的工作狀態以及電能的輸出情況。
電能質量和功率因數監測:電能質量涵蓋多個方面,包括電壓諧波、電流諧波、三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度、閃變等。例如,電壓諧波會導致電氣設備發熱增加、壽命縮短,甚至引發故障;三相電壓不平衡會使電機等設備運行不穩定,降低設備效率。功率因數則反映了電能的有效利用程度,功率因數過低會造成電網的無功損耗增加,降低電網的輸送能力。
(三)光伏電站現場性能測試
光伏組件紅外(IR)掃描檢查:利用紅外熱像儀對光伏組件進行掃描,能夠快速、直觀地發現組件內部存在的熱斑、隱裂等潛在缺陷。當光伏組件出現熱斑時,該部位溫度會明顯高于正常區域,在紅外熱像圖上表現為異常的高溫區域,這可能是由于組件內部電池片損壞、焊接不良或者受到遮擋等原因導致;隱裂則會影響組件的使用壽命和發電性能,通過紅外掃描也能清晰地顯示出裂紋的位置和形狀。
光伏系統污漬和灰塵遮擋損失測試:光伏組件表面的污漬和灰塵會阻擋太陽光線的入射,降低組件的發電效率。通過對比清潔前后光伏組件的發電功率,或者采用專門的遮擋損失測試設備,模擬不同程度的污漬和灰塵遮擋情況,來評估遮擋損失的大小。
光伏陣列溫升損失測試:由于光伏組件在發電過程中會產生熱量,導致組件溫度升高,進而引起發電功率下降,即產生溫升損失。通過測量光伏組件在不同溫度下的發電功率,結合環境溫度和太陽輻照度等數據,建立溫升損失模型,計算出溫升損失的具體數值。
光伏組件功率衰降測試:隨著使用時間的增加,光伏組件的功率會逐漸下降,這直接影響到光伏電站的長期發電效益。通過定期測量光伏組件的輸出功率,并與初始功率進行對比,計算出功率衰降率。
光伏組件的電致發光(EL)檢測(可選):EL檢測是一種通過給光伏組件施加正向偏壓,使其發出近紅外光,從而檢測組件內部缺陷的方法。與紅外掃描相比,EL檢測能夠更清晰地顯示出組件內部電池片的細微裂紋、斷柵等缺陷,對于早期發現組件潛在問題具有重要意義。
光伏系統串并聯失配損失測試:光伏組串的并聯失配損失是指所有組串最大修正功率代數和之比值,用百分比表示。當不同組串的光伏組件在性能、光照條件等方面存在差異時,就會產生并聯失配損失。
直流線損測試:直流線損是指一條直流線路的電壓降與該條直流線路的入口電壓的比值,用百分比表示。直流線路在傳輸電能過程中,由于線路電阻的存在,會產生電壓降,導致電能損耗。通過測量直流線路的入口電壓和出口電壓,計算出電壓降,進而得出直流線損。
光伏陣列之間遮擋損失測試:光伏陣列在布局過程中,如果設計不合理,可能會出現相互遮擋的情況,導致部分光伏組件無法充分接收太陽光照,從而降低發電效率。通過實地測量光伏陣列之間的遮擋情況,結合太陽輻照度數據和光伏組件的發電特性,建立遮擋損失模型,計算出遮擋損失的大小。
交流線損測試:交流線損是指一條交流線路的電壓降與該條交流線路的入口電壓的比值,用百分比表示。在交流電能傳輸過程中,同樣會因線路電阻、電抗等因素產生電壓降和電能損耗。與直流線損測試類似,通過測量交流線路的入口電壓和出口電壓,計算出電壓降,從而得出交流線損。
逆變器效率測試:逆變器效率是指任意時刻逆變器輸出功率與輸入功率的比值,或某一時段輸出能量與輸入能量的比值,用百分比表示。逆變器作為將直流電轉換為交流電的關鍵設備,其效率的高低直接影響到光伏電站的發電效益。通過測量逆變器在不同負載率下的輸入功率和輸出功率,計算出相應的逆變器效率,并繪制逆變器效率曲線。
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