DB41 T 1277-2016 并网光伏发电系统性能测试技术规范.pdf
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1、ICS 27.160 K 83 DB41 河南省 地方标准 DB41/T 1277 2016 并网光伏发电系统性能测试技术规范 2016 - 08 - 31 发布 2016 - 11 - 30 实施 河南省质量技术监督局 发布 DB41/T 12772016 I 前 言 本本规范根据 GB/T1.1-2009给出的规则起草 。 本标准由 河南省计量器具标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位: 河南省计量科学研究院、信阳师范学院河南省建材设备节能与智能化控制工程研究中心、河南科诚节能环保检测技术有限公司 、洛阳市辐射环境监督管理站、河南职业技术学院、河南省辐射安全技术中心、河南省建筑工程标
2、准定额站 。 本标准主要起草人: 赵军、程涛、刘江峰、 黄成伟、是凡、 耿晓菊、 邓 隐北 。 本标准参与起草人:吉晓红、冀艳霞、邓小君、张莲敏、黄静、齐志伟、韩会丽、夏燕杰、黄强。 DB41/T 12772016 1 并网光伏发电系统性能测试技术规范 1 范围 本标准规定了并网光伏电站性能测试的术语和定义、文件收集和气象环境数据测量、现场检测和数据修正规则、光伏电站性能测试。 本标准 适用于地面安装的并网光伏电站、建筑结合的分布式并网光伏电站 性能测试 。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最
3、新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 2297 太阳 光伏能源系统术语 GB/T 6495.3 光伏器件 第 3部分:地面用光伏器件的测量原理及标准 GB/T 12325 电能质量供电电压偏差 GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变 GB/T 14549 电能质量公用电网谐波 GB/T 15543 电能质量三相电压不平衡 GB/T 15945 电能质量电力系统频率偏差 GB/T 17949.1 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第 1部分:常规测量 GB/T 18210 晶体硅光伏 (PV)方阵 I-V 特性的现 场测量 GB/T 19964 光伏发电站接入
4、电力系统技术规定 GB/T 20513 光伏系统性能监测 、 测量、数据交换和分析导则 GB/T 29196 独立光伏系统技术规范 GB/T 29319 光伏发电系统接入配电网技术规定 GB/T 50797 光伏发电站设计规范 NB/T 32012 光伏发电站太阳能资源实时监测技术规范 CNCA/CTS0004 并网光伏发电系统工程验收基本要求 IEC TC82 光伏系统能量性能评估方法技术标准 IEC 61140 电击防护装置和设备的通用概念 IEC 61829 晶体硅光伏方阵 I-V特性现场测量 IEC 62446 并网光伏系统系统文件、试运行测试和检查的最低要求 3 术语和定义 下列术语
5、和定义适用于本文件。 3.1 水平面总辐照度 被测光伏方阵附近,水平面上的太阳辐照强度,用 Gh 表示,单位 为 千瓦 每 平方米( kW/m2)。 3.2 光伏方阵面总辐照度 光伏方阵面上的太阳辐照强度,用G i 表示,单位 为 千瓦 每 平方米( kW/m2) 。 DB41/T 1277 2016 2 3.3 环境温度 光伏方阵附近的温度, 可通过 避免辐照且空气流通的防护罩测得 ,用 Tamb 表示, 单位 为摄氏度( C) 。 3.4 光伏组件温度 光伏组件背板温度 温度传感器贴在光伏组件背 板上 测量得到的组件背板温度,用 Tmod 表示,单位 为摄氏度( C) 。 3.5 光伏组件
6、功率衰减率 光伏组件 标准测试条件下标称功率与评估时实测修正到标准测试条件下功率之差与标准测试条件下标称功率的比值,单位为百分比( %) 。 3.6 光伏失配损失 光伏组串中所有组件最大功率的代数和与光伏组串最大功率的差值与所有组件最大功率代数和之比值,单位为百分比( %) 或 并联回路中所有光伏组串的最大功率代数和与该并联回路最大功率(或该回路的实际工作功率)的差值与所有组串最大功率代数和之比值, 单位为百分比( %) 。 3.7 直流线损 一条直流线路的电压降与该条直流线路的入口电压的比值,单位为百分比( %) 。 3.8 交流线损 一条交流线路的电压降与该条交流线路的入口电压的比值,单位
7、为百分比( %) 。 3.9 逆变器效率 任意时刻逆变器输出功率与输入功率的比值,单位为百分比( %) 。 3.10 并网点 对于有升压站的光伏电站,指升压站高压侧母线或节点;对于无升压站的光伏电站,指光伏发电站的输出汇总点。 3.11 光伏发电系统性能比 光伏等效利用小时数与峰值日照时数的比值,单位为百分比( %) ,性能比是 评估光伏电站质量的综合性指标。 3.12 光伏发电系统标准性能比 进行温度和辐照度修正后, 排除了由于使用地点环境温度不同造成差异的光伏发电系统性能比,用百分比表示,更准确反映了光伏电站的实际质量。 3.13 光伏发电系统加权性能比 光伏发电系统在不同水平辐照度范围下
8、的性能比, 结合 电站当地历史辐照度分布情况进行加权平均得到的数值,用百分比表示。 4 文件 资料 收集 和 气象环境 数据 测量 DB41/T 12772016 3 4.1 文件资料 收集 在进行测试之前应进行 下列 文件的收集: 光伏电站基本资料; 光伏电站电气连接图; 光伏电站平面布置图; 光伏组串结构和电参数; 逆变器的主要技术参数:额定功率,最大功率点跟踪( MPPT) 电压范 围,逆变器最高和加权效率等; 光伏方阵设计及组件排布图; 主要设备产品说明书:光伏组件,逆变器,汇流箱,变压器等。 不同类型光伏组件技术参数:开路电压,短路电流,额定工作电压,额定工作电流;电流温度系数,电压
9、温度系数,功率温度系数; 光伏方阵面一周、一月及一年的总辐照能量 光伏组件 一周、一月及一年的平均 电池结温 并网计费点的一周、一月及一年的总发电量 注:若现场能收集到光伏电站监测的历史数据,则可以选择一周、一月及一年的相关数据进行性能 比和标准 性能 比的计算 。若收集不到历史数据,则需要现场进行相关数据的测试,测试的天数可以由检测人员根据实际情况确定,但不少于 3天。 4.2 气象环境数据 测量 4.2.1 太阳辐照度 光伏电站 系统 应具备水平面辐照度和方阵面辐照度的实时测量装置,辐照度传感器的技术参数应符合 NB/T 32012的规定 。 4.2.2 环境温度 环境温度测量应避免阳光直
10、射,且保持空气流通。温度计的技术参数应符合 NB/T 32012的规定。 4.2.3 光伏组件温度和电池结温 取光伏组件的背板温度 +2 作为电池结温 。 光伏组件温度测量传感器的位置选择应按照 GB/T 18210的要求进行。对于不同类型的组件,每一种组件至少安装一套组件温度测量装置。温度计的 技术参数应符合 NB/T 32012的规定 ,试验方法应按照该条款的要求。 注 1: 温度传感器与组件之间具有良好的热传导,导热系数应达到 500 W/m2 K 或更高; 注 2: 温度传感器的安装不应对前面电池 片 的温度造成大的影响。 4.2.4 风速 /风向测量 光伏电站应安装风速和风向监测装置
11、。风速传感器的技术参数应符合NB/T 32012 的规定 。 以上收集数据记录到 附录 A光伏电站气象环境监测数据记录表中。 5 现场检测 和数据修正 规则 5.1 抽样规则 DB41/T 1277 2016 4 5.1.1 对于只有单一品种光伏组件和逆变器的光伏电站,根据电站运行数据,以逆变器单机为一个单元,按照好 、中、差进行分档,每档抽取一个单元。连续检测每一个单元所有光伏组串的发电量和基本电参数,测试周期至少 3天。将所有组串发电量从大到小排序,按照 1: 3: 1的比例分为好、中、差三档,从各档中随机抽取 2个组串,一共 6个组串进行现场检测。 5.1.2 对于有多种光伏组件和逆变器
12、的光伏电站,以逆变器单机为一个单元,对不同品种的光伏组件和逆变器各抽取一个单元。连续检测每一个单元所有光伏组串的发电量和基本电参数,测试周期至少 3天。 将所有组串发电量从大到小排序,按照 1: 3: 1的比例分为好、中、差三档,从各档中随机抽取 2个组 串进行现场检测。 5.2 检测基本条件和修正 规则 热斑检查:用红外热像仪检测抽样单元的全部组件,辐照度 600 W/m2; 严重热斑功率损失: 辐照度 700 W/m2, 修正到 标准测试 条件; 污渍遮挡损失 : 辐照度 700 W/m2, 修正 到标准测试条件 ; 光伏组件性能衰降: 辐照度 700 W/m2,修正到标准测试条件; 光伏
13、组件 /组串的串并联失配损失: 辐照度 700 W/m2,修正到标准测试条件 ; 隐裂检查: 用电致发光成像设备检测 有明显问题的组件; 直流线损: 辐照度 700 W/m2, 修正到标准测试条件; 逆变器效率 :全负载率效率曲线,按照加权效率给出结果; 交流线损: 辐照度 700 W/m2, 修正到标准测试条件; 并网点 电能质量: 辐照度 700 W/m2; 防孤岛性能测试:接入配电网时,按 IEC 62446要求测试; 对地绝缘性能检测:按 IEC 62446要求检测; 接地连续性检测:按 IEC 61140的要求检测 。 5.3 辐照度 和结温的修正 规则 5.3.1 辐照度 修正 规
14、则 检测条件:辐照度 700 W/m2; 修正方法:线性等比例修正,仅对电流进行修正,不对电压进行修正(认为 700 W/m2以上 辐照度的变化对光伏 电池 工作电压无影响)。 因此,辐照度 对功率也可以采用线性修正。 注: 本标准中辐照度修正是指光伏方阵面辐照度的修正,有特殊声明的除外。 5.3.2 温度修 正 规则 检测条 件:无温度范围限制; 修正方法: 在辐照度高于 700 W/m2时 ,以 电池 结温对电流、电压和功率进行修正。 5.4 电流、电压和功率的修正计算公式 电压的修正计算见公式 ( 1)。 251/ ccx TVV . (1) 式中: xV 修正电压,单位为伏(V ) ;
15、 cV 实测电压,单位为伏( V) ; DB41/T 12772016 5 光伏组件电压温度系数, 单位 为每摄氏度( 1/ ) ; cT 电池结温,单位为摄氏度()。 电流的修正计算 见 公式 ( 2)。 251/1000 cccx TQII . (2) 式中: xI 修正电流,单位为安培( A) ; cI 实测电流,单位为安培( A) ; cQ 测试 光伏方阵面辐照度,单位为千瓦每平米( kW/m2) ; 光伏组件电流温度系数,单位为每摄氏度(1/ ) ; cT 电池结温,单位为摄氏度()。 功率的修正计算 见 公式 ( 3)。 251/1000 cccx TQPP (3) 式中: xP
16、修正功率,单位为 瓦( W); cP 实测功率,单位为瓦( W) ; cQ 测试 光伏方阵面辐照度,单位为千瓦每平米( kW/m2) ; 光伏组件功率温度系数,单位为每摄氏度(1/ ) ; cT 电池结温,单位为摄氏度()。 6 光伏电站性能测试 6.1 热斑检查 对抽样单元的全部光伏组件进行红外扫描,检测时光伏方阵应处于正常工作状态,且方阵面的辐照度应 高于 600 W/m2,以确保有足够的电流使有问题的部位产生高温。红外扫描应重点发现电池热斑、有问题的旁路二极管、接线盒、连接器等。 注意一旦发现温度异常应从组件的正反两面扫描以正确判断引起高温的原因,同时保留影像,并记录有问题组件的位置。在
17、扫描光伏组件正面时,应注意检测人员不要对扫描组件造成遮挡。 对于有严重问题的组件,应检测电性 能 ,以便与正常组件进行比较,热斑组件 的 功率衰降率 计算 见公式( 4) 。 %100/ wrrwrrs PPP . (4) 式中: rs 组件热斑功率衰降率; wrP 无热斑组件修整功率,单位为瓦( W) ; rP 热斑组件修正功率,单位为瓦( W) 。 判定条件:以检测结果为准,分析热斑原因。 检测结果:应附热斑组件和 对比计算用的 无热斑组件的红外成像照片。 DB41/T 1277 2016 6 6.2 光伏系统污渍和灰尘遮挡损失 在 抽样组串中找出具有代表性的积灰组串,清洗前后分别检测一次
18、I-V 曲线, 记录 对应 光强 和组件温度 ; 分别修正到 标准测试 条件。同时记录清洗周期以及上一次的清洗时间。应附清洗前和清洗后被测组串照片。 计算 见 公式 ( 5)。 %100/ qhqqqhhs PPP (5) 式中: hs 组串灰尘损失; qhP 组串清洁后修正功率值,单位为瓦( W) ; qqP 组串清洁前修正功率值,单位为瓦( W) 。 判定条件:不应超过 5%。 检测数据记录 在 附录 表 B.1中 。 6.3 光伏组件功率衰降 待测试方阵面辐照度超过 700 W/m2 时,检测选定且清洗干净的组串中每一块组件 I-V 曲线,同时记录光强和组件温度 , 修正到 标准测试 条
19、件,同标称功率比较,得到光伏组件功率衰降率。 判定条件:多晶硅组件 1年内衰降率不超过 2.5%, 2年内衰降率不超过 3.2%;单晶硅组件 1年内衰降不应超过 3.0%, 2年内衰降不应超过 4.2%。 检测数据记录 在 附录 表 B.2中 。 6.4 光伏系统串并联失配损失 6.4.1 组串内光伏组件的失配损失 断开 选定组串,对选定组串中每一块组件检测 I-V 曲线 ,记录辐照度 和组件 电池结温 ;再检测整个组串的 I-V 曲线,记录 辐照度 和组件 电池结温 ;分别修正到 STC条件。 计算 见 公式 ( 6)。 %100/ zxzczxzs PPP . (6) 式 中: zs 光伏
20、组件的失配损失; zxP 组件修正功率,单位为瓦( W) ; zcP 组串修正功率值,单位为瓦(W ) 。 判定条件:组件串联失配损失最高不应超过1% 。 检测数据记录 在 附录 表 B.3中 。 6.4.2 多个组串并联的失配损失 断开 选定汇流箱,对选定汇流箱中每一个组串检测 I-V 曲线,记录 辐照度和组件 电池结温 ;接通汇流箱,使其处于工作状态,记录工作电压和工作电流(如 I-V 测试仪允许,最好检测选定汇流箱的 I-V 曲线),同时记录 辐照度和组件 电池结温 ;分别修正到 STC条件。 计算 见 公式 ( 7)。 DB41/T 12772016 7 %100/ zchlzccs
21、PPP . (7) 式中: cs 光伏组串的并联失配损失; zcP 组串修正功率值,单位为瓦(W ) ; hlP 汇流箱修正功率值,单位为瓦( W) 。 判定条件:组串并联失配损失最高不应超过2% 。 检测数据记录 在 附录 表 B.4中 。 6.4.3 多个汇流箱并联的失配损失 断开逆变器的输入开关,对选定逆变器中每一个汇流箱检测 I-V 曲线,记录 辐照度 和组件电池 温度;接通逆变器输入开关,使所有汇流箱处于正常工作状态,记录工作电压和工作电流,同时 记录 辐照度 和组件 电池结温 ;分别修正到 STC条件。 计算见 公式 ( 8)。 %100/ hlnbhlhs PPP . (8) 式
22、中: hs 光伏汇流箱的失配损失; hlP 汇流箱修正功率值,单位为瓦( W) ; nbP 逆变器光伏输入修正功率值,单位为瓦( W) 。 判定条件:汇流箱并联失配损失最高不应超过 2%。 检测数据记录 在 附录 表 B.5中 。 6.5 光伏组件的 隐裂检查 根据前面的测试,对红外扫描和 I-V测试发现的 有 严重 热斑 或功率 衰降 严重的组件进行电致发光测试。 采用电致发光 测试仪对问题组件进行测试。检测时记录 隐裂、黑片、断 栅 、裂片、虚焊等问题 并保留影像, 标记 问题位置,以便分析问题。 6.6 直流线损 6.6.1 光伏组串到汇流箱的直流线损 从一台汇流箱所对应的组串中抽取近、
23、中、远三个组串进行检测。 同时检测(光强较稳定条件下也可以分别检测)组串出口直流电压和汇流箱入口直流电压,同时测量该组串在汇流箱入口的直流电流,并记录辐照度 和 组件电池 温度。 取近、中、远直流线损的 算术平均值 作为 平均直流线损。 计算见 公式 ( 9)。 %100/ stczchrzcstczs VIVVI (9) 式中: zs 组串直流线损; stcI 光伏组串标准测试条件下工作电流,单位为安( A) ; DB41/T 1277 2016 8 zcV 组串出口直流电压,单位为伏( V) ; hrV 汇流箱入口直流电压,单位为伏( V) ; zcI 组串在汇流箱入口的直流电流,单位为安
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