NBT11222-2023光伏組串I-V檢測及診斷技術(shù)規(guī)范

CCSK46光伏組串I-V檢測及診斷技術(shù)規(guī)范2023-05-26發(fā)布2023-11-26實施國家能源局發(fā)布Ⅱ前言 Ⅱ1范圍 1 1 1 1 1 2 3附錄A(資料性)I-V曲線基本形變 5附錄B(資料性)掃描精度達標率計算方法 8本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國電器工業(yè)協(xié)會提出并歸口。本文件起草單位：北京鑒衡認證中心有限公司、機械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟研究所、上能電氣股份有限公司、華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司、深圳科士達新能源有限公司、愛士惟新能源技術(shù)(揚中)有限公司、上海正泰電源系統(tǒng)有限公司、特變電工西安電氣科技有限公司、陽光電源股份有限公司、錦浪科技股份有限公司、云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院、北京和瑞儲能科技有限公司、深圳市禾望電氣股份有限公司、中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司、中國長江三峽集團有限公司、云南電力試驗研究院(集團)有限公司、國華能源有限公司、株洲中車時代電氣股份有限公司。本文件主要起草人：王婷、果巖、紀振雙、萬松、黎忠瓊、曹雪原、周洪偉、李彬、張玉林、周旭、劉云峰、楊保晏、龔元平、王光希、許頗、周鑫、張瑋、唐洲、盧霽明、盧盈、吳天昊、王立闖、潘海寧、劉亞楠、李春、吳水軍、丁心志。本文件為首次發(fā)布。1光伏組串I-V檢測及診斷技術(shù)規(guī)范1范圍本文件規(guī)定了光伏組串I-V掃描與智能診斷的符號和縮略語、評價指標本文件適用于依托光伏逆變器實現(xiàn)組串I-V檢測或診斷功能的技術(shù)性能驗證，借助其他設(shè)備或部件實現(xiàn)掃描或診斷的可參照使用。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4符號和縮略語下列符號和縮略語適用于本文件，見表1。表1符號和縮略語對照表符號和縮略語伏安特性曲線最大功率點開路電壓最大功率點電壓5評價指標光伏組串I-V掃描與智能診斷的評價指標體系見圖PP檢測及智能診斷1-V檢測異常識別故障診斷異常組串異常識出識出率重現(xiàn)率掃描精度達標率I類故障Ⅱ類故障識出率識出率掃描精度達標率I現(xiàn)場實際運行條件下Ⅱ現(xiàn)場模擬運行條件下致因判斷準確率表象識別達標率范圍推斷達標率掃描精度達標率故障診斷準確率圖1光伏組串I-V掃描與智能診斷的評價指標體系框圖2a)開路點、短路點、最大功率點電壓、電流偏離度相對差值應(yīng)不超過3%;離度的相對差值應(yīng)不超過5%。掃描精度達標率應(yīng)不低于85%。異常組串識出率指選定區(qū)域，掃描識出有因I-V異常組串?dāng)?shù)與所有存在有因I-V異常組串?dāng)?shù)之和a)I類故障：故障組串I-V曲線有明顯異常，且功率損失5%以上(或一塊組件的等效功率),或b)Ⅱ類故障：故障組串1-V曲線有明顯異常，且功率損失小于5%。異常組串識出率應(yīng)不低于90%。異常識出重現(xiàn)率應(yīng)不低于85%。故障診斷準確率指抽樣驗證的樣本組串中，對I-V異常(故障)組串，掃描判定結(jié)果與采用標準方b)同一表象可能存在多種原因時，主因類型不宜超過3類；3故障診斷的準確率不低于90%。7驗證及計算方法7.1掃描精度達標率掃描精度達標率的計算見式(1)。掃描精度達標率的計算方法示例見附錄B。達標率=驗證合格組串/驗證組串?dāng)?shù)×100% 現(xiàn)場實際運行條件下、現(xiàn)場模擬運行條件下或?qū)嶒炇覘l件下，選擇對比組進行對比測試，將1-V在線掃描結(jié)果與I-V測試結(jié)果進行比較，包括根據(jù)異常致因進行理論推算。掃描精度達標率的驗證方法如下：a)針對實際運行狀態(tài)識出I-V異常曲線：——選擇不少于20串I-V異常組串及無明顯異常參比組串，進行現(xiàn)場I-V測試，包括異常致因檢測；——根據(jù)異常致因，推斷I-V曲線變化點位或區(qū)段；——將有因變化點位或區(qū)段，按照“判定標準”,對比分析在線掃描和現(xiàn)場檢測結(jié)果，并對每個組串掃描結(jié)果做出判定。b)人為制造不少于5種異常運行環(huán)境，每種至少2串，進行模擬運行條件下或?qū)嶒炇覘l件下的驗證，驗證程序同a)中要求。7.2異常識別驗證7.2.1異常組串識出率異常組串識出率的計算見式(2)。識出率=實際異常組串?dāng)?shù)/選定范圍內(nèi)的異常組串?dāng)?shù)×100% (2)異常組串識出率的驗證程序如下：a)運行環(huán)境下，對掃描識出I-V異常組串，全場或選定范圍內(nèi)，進行I-V異常致因檢測；b)在掃描范圍內(nèi)，進行全場檢查，對掃描未發(fā)現(xiàn)I-V異常、但檢查發(fā)現(xiàn)問題組串，進行I-V離線測試和致因檢測。7.2.2異常識出重現(xiàn)率7.2.2.1指標計算異常識出重現(xiàn)率的計算見式(3)。4重現(xiàn)率=(掃描次數(shù)×重復(fù)識出1-V異常組串?dāng)?shù))各次識出1-V異常合計組串?dāng)?shù)×100%7.2.2.2驗證方法對選定區(qū)域的3次或以上在線掃描結(jié)果進行書面評審，以驗證重現(xiàn)率。7.3故障診斷驗證7.3.1指標計算7.3.1.1綜合指標計算故障診斷準確率是表象識別達標率、范圍推斷達標率和致因判斷準確率各分項指標的綜合評定結(jié)果，具體計算見式(4)。故障診斷準確率=0.4×表象識別達標率+0.2×范圍推斷達標率+0.4×致因判斷準確率7.3.1.2分項指標計算表象識別達標率的計算見式(5)。表象識別達標率=異常表象判斷評定結(jié)果實得分/基準分值×100% 范圍推斷達標率的計算見式(6)。范圍推斷達標率=致因數(shù)量評定結(jié)果實得分/基準分值×100% 致因判斷準確率的計算見式(7)。致因判斷準確率=致因判斷評定結(jié)果實得分/基準分值×100% 7.3.2驗證方法故障診斷指標的驗證程序如下：a)運行環(huán)境下，對掃描識出I-V異常組串，選擇不少于20個組串，進行I-V異常致因檢測。b)將現(xiàn)場檢測和分析結(jié)果與在線掃描結(jié)果逐個進行對比分析，包括I-V異常表象，范圍推斷和致因類型。I-V異常表象判定宜參照附錄A中的解釋。5(資料性)A.1I-V曲線形狀A(yù).2變化一：曲線上的臺階義凹陷I-V曲線上的臺階或凹陷是指被測方陣或組件不同區(qū)域的錯配。曲線的變化指出旁路二極管被導(dǎo)通，一些電流被分流到旁路二極管以保護內(nèi)部的電池組串(組串不能通過與其他組串相同的電流)。很多因素都能引起這個現(xiàn)象，包括：a)方陣或組件被部分遮擋；b)方陣或組件被部分污染或遮蓋(雪等);c)損壞的電池/組件；d)短路的旁路二極管。A.3變化二：低電流導(dǎo)致預(yù)期電流與測量電流的不同。a)方陣導(dǎo)致：2)帶狀遮擋(組件為縱向擺放);63)灰塵沉積(組件為縱向擺放);4)光伏組件衰減。b)組件導(dǎo)致：1)光伏組件信息的導(dǎo)入錯誤；2)并聯(lián)組串個數(shù)的錯誤接入；3)錯配。c)測量導(dǎo)致：1)輻照感應(yīng)器校準或測量問題；2)輻照感應(yīng)器沒有安裝在方陣平面上；3)分別測量輻照度和I-V曲線時，輻照度發(fā)生改變；4)反射原因?qū)е螺椪諅鞲衅饔涗涍^多的高輻照；5)輻照度過低或太陽過于接近地平線。A.4變化三：低電壓引起電壓變化的潛在原因。a)方陣導(dǎo)致：1)導(dǎo)通或短路的旁路二極管；2)光伏組串中組件數(shù)錯誤；3)電勢誘發(fā)衰減效應(yīng)(PID);4)巨大并統(tǒng)一對整個電池/組件/組串的遮擋。b)組件導(dǎo)致：1)光伏組件信息的錯誤導(dǎo)入；2)并聯(lián)組串個數(shù)的導(dǎo)入錯誤。c)測量導(dǎo)致：1)光伏電池溫度不同于測量值。因為電池溫度影響光伏組件的電壓，所以實際電池溫度與I-V曲線跟蹤器測得溫度不同會導(dǎo)致曲線形狀的缺陷。在此類情況下，應(yīng)先檢查電池溫度測量值(檢查溫度傳感器仍然附著在組件上)。2)一組組串的連續(xù)測量值通常會顯示出與光伏組件的預(yù)測值有微小的不同。此為常見現(xiàn)象，因為溫度通常由感應(yīng)單個組件的溫度得到，以及方陣的溫度曲線是非均勻的并且會隨著時間的變化而改變。當(dāng)單一組串顯示出與其他組串有實質(zhì)偏差時，尤其是偏差符合組件開路電壓(Voc)/N,表明存在問題，N表示組件含有的旁路二極管個數(shù)。A.5變化四：圓滑彎曲1-V曲線的圓滑彎曲處可以是老化過程的表現(xiàn)。在下結(jié)論之前，應(yīng)檢查平行和垂直支柱的斜率。如果斜率發(fā)生改變，所引起的曲線形狀變化會與圓滑彎曲的變化相似。A.6變化五：豎直支柱斜率變小被測電路的串聯(lián)電阻會影響處于1-V曲線后部、最大功率點電壓(Vmp)和開路電壓(Voc)間的斜率，電阻的增加會減小此部分曲線的斜率。引起串聯(lián)電阻增加的潛在原因包括：7a)光伏布線損壞或故障(或電纜規(guī)格不滿足要求);b)組件或方陣連接處故障(不良連接);c)組件串聯(lián)電阻增加。當(dāng)被測方陣包含較長電纜連接時，這些電纜的電阻會影響曲線形狀，并且會對本部分所述曲線造成沖擊。如懷疑此問題，測試模型可以根據(jù)電纜進行調(diào)整，或者在近方陣端重新測試。當(dāng)發(fā)現(xiàn)曲線存在錯誤時，布線的質(zhì)量以及與光伏線路的連接應(yīng)該被特別注意。此類問題可指向嚴重的布線缺陷，或?qū)е碌膿p壞，或影響方陣電路的腐蝕。組件串聯(lián)電阻的增加可由電池連接中或接線盒中因衰減、腐蝕或生產(chǎn)缺陷而產(chǎn)生的高電阻故障導(dǎo)致。在二類測試項目中描述的紅外掃描有助于找出高電阻故障。A.7變化六：橫向支柱斜率加大I-V曲線的上部分斜率變化可能由以下原因?qū)е拢篴)光伏電池的分流電路；b)組件短路電流Isc的錯配；c)漸變的遮擋或污垢(例如：灰塵沉積)。分流是指任何繞過太陽能電池的電流。通常由電池或電池連接中的局部缺陷造成。分流可以引起局部發(fā)熱點，并可通過紅外測試發(fā)現(xiàn)。生產(chǎn)差異會導(dǎo)致相同組串中的組件短路電流(1sc)不同。如果分配于組串中的組件錯配較小，曲線的