光伏电站性能检测与质量评估技术规范(申请备案稿)

CNCA/CTS00XX-2014中国质量认证中心认证技术规范CQCXXXX-2014并网光伏电站性能监测与质量评估技术规范(申请备案稿)GuidelineofPerformanceMonitoringandQualityAssessmentforGrid-connectedPVPowerPlants2014-XX-XX发布2014-XX-XX实施中国质量认证中心发布前言为推动我国光伏产业的健康发展，合理评价并网光伏发电系统的质量，为光伏电站的股权融资、产权交易、质量担保提供依据，特起草本认证规范，规范并网光伏电站的性能监测、质量评估和试验方法。本技术规范由中国质量认证中心提出并归口。本技术规范主要起草单位：中国科学院电工研究所、北京科诺伟业科技有限公司、北京市计科电中心、中科院风能、太阳能质量检测中心。本技术规范主要起草人：许洪华、王斯成、吕芳、翟永辉、康巍、桑时雨、张烨、李海玲3并网光伏电站性能监测与质量评估技术规范1.范围本标准规定了并网光伏电站性能监测和质量评估相关的定义、技术要求、试验方法和判定原则。本标准适用于地面安装的并网光伏电站，与建筑结合的分布式光伏系统可参照执行。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，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T18210-2000晶体硅光伏(PV)方阵I-V特性的现场测量GB/T19964-2012光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T20513-2006光伏系统性能监测-测量、数据交换和分析导则GB/T29196-2012独立光伏系统技术规范GB/T29319-2012光伏发电系统接入配电网技术规定GB/T50797-2012光伏发电站设计规范CNCA/CTS0004-2010并网光伏发电系统验收技术规范CNCA/CTS0023-2013光伏发电系统专用电缆产品认证技术规范JGJ/T264-2012光伏建筑一体化系统运行与维护规范光伏制造行业规范条件（工业和信息化部，2013年第47号文）IEC61140-2009电击防护、装置和设备的通用要求IEC62446-2009并网光伏系统--系统文件、投运测试和检查的最低要求IECTC82光伏系统能量性能评估方法技术标准3.术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.质量评估周期QualityAssessmentDuration评估质量的时间间隔。质量评估周期的单位可以是天、周、月或年。光伏电站的质量评估周期一般取一年。用τ表示。3.2.水平面辐照度horizontalSolarIrradiance水平面上的太阳辐照强度，用Gh表示，单位：kW·m-243.3.光伏方阵面辐照度inplanesolarirradiance光伏方阵面上的太阳辐照强度，用Gi表示，单位：kW·m-2。3.4.辐射量solarirradiation评估周期内辐照度对时间的积分，水平面辐射量用Hh表示，光伏方阵面辐射量用Hi表示，单位：kWh·m-2·τ-1。3.5.环境温度ambientairtemperature将温度传感器放置在避免辐照且空气流通防护罩内测量到的环境温度，用Tamb表示，单位：ºC。3.6.光伏组件温度PVmoduletemperature将温度传感器贴在光伏组件背面测量得到的组件温度，用Tmod表示，单位：ºC。3.7.标准测试条件standardtestcondition(STC)1000W/m2，25℃电池温度，GB/T6495.3的标准太阳光谱辐照度分布。3.8.正常工作条件normalworkingcondition(NOC)—倾角：与水平面夹角45º—总辐照度：800W/m2—环境温度：20℃—风速：1m/s—电负荷：零(开路)3.9.光伏组件衰降率degradationofPVmodule光伏组件初始STC标称功率与评估时实测修正STC标称功率之差与初始功率的比值，用百分比表示。3.10.光伏系统串并联失配损失mismatchloses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称作光伏组件的串联失配损失，用百分比表示。并联回路中所有光伏组串的最大功率之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称作光伏组串的并联失配损失，用百分比表示。3.11.直流线损DCcableloses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，用百分比表示。3.12.交流线损ACcableloses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，用百分比表示。3.13.逆变器效率efficiencyofinverter任意时刻逆变器输出功率与输入功率的比值，用百分比表示。53.14.逆变器加权效率weightedefficiencyofinverter逆变器不同负载率出现的几率与该负载率条件下逆变器效率的乘积之和。如逆变器加权效率：ηchina=0.02η5%+0.03η10%+0.06η20%+0.12η30%+0.25η50%+0.37η75%+0.15η100%3.15.光伏方阵额定功率PVarrayratedpower光伏方阵额定功率是组成方阵的所有组件在标准测试条件下的功率之和，用P0表示，单位：kWp。采用时必须指定如下三种定义之一：1）所有组件标签功率之和；2）所有组件含误差的标签功率之和；3）所有组件初始STC下实测功率之和。3.16.光伏电站发电量评估周期内光伏电站并网计量点的交流发电量，用E表示，单位：kWh/τ。3.17.光伏等效利用小时数光伏电站发电量除以光伏方阵额定功率，用Yf表示，单位是h/T，是评估周期内基于光伏额定功率的发电小时数。数学表达式：Yf=E/P03.18.峰值日照时数solarpeakhours光伏方阵面辐射量除以标准测试条件辐照度（1000W/m2），单位：h，是标准辐照度条件下的日照小时数。数学表达式：Yr=Hi/Gstc3.19.性能比performanceratio光伏等效利用小时数与峰值日照时数的比值，用百分比表示，性能比评估光伏电站质量的综合性指标。数学表达式：PR=Yf/Yr=(E/P0)/(Hi/Gstc)。PR还可以表示为光伏电站发电量与基于光伏方阵额定功率的直流发电量的比值：E/（P0·(Hi/Gstc)），因此，性能比还可以定义为光伏电站综合能量效率。3.20.标准性能比standardperformanceratio进行了温度修正到光伏电池结温25℃之后的性能比，标准PR排除了由于使用地点环境温度不同造成的性能比的差异，更准确反映了光伏电站的实际质量。具体计算公式见本标准6.3节。4.实时参数监测、处理和存储4.1.气象环境参数4.1.1.太阳辐照度系统应当具有水平面辐照度和方阵面辐照度的实时测量，辐照度传感器的光伏范围：300～3000nm，测量范围：0～2000W/m2，测量精度：≤±5%。6监测系统应将辐照度数据对时间积分，自动处理成给定时间内的太阳辐射量。采样周期为5秒，辐射量存储周期为5分钟平均值；辐射量输出报表数据应至少包括：小时辐射量，日辐射量，月辐射量和年辐射量。4.1.2.环境温度环境温度测量应避免阳光直射，且保持空气流通。测量范围：-40℃～80℃，测量精度：≤±1℃。采样周期5秒，存储周期为5分钟平均值；环境温度输出报表数据至少包括：小时温度值，每日最高、最低和平均温度，每月最高、最低和平均温度，每年最高、最低和平均温度。4.1.3..光伏组件温度和电池结温光伏组件温度Tmod通过粘贴在组件背后的温度传感器测量，传感器的位置选择按照GB/T18210-2000（晶体硅光伏(PV)方阵I-V特性的现场测量）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。测量范围：-40℃～80℃，测量精度：≤±1℃。采样周期5秒，存储周期为5分钟平均值。要求温度传感器与组件之间具有良好的热传导，导热量应达到500W/m2-K或更高。注意温度传感器的安装不应影响前面电池的温度;光伏电池结温Tcell要比实测组件温度高1-3℃，一般按照高2℃处理；组件温度和电池结温输出报表数据：只需要工作时段（光伏电站从发电到停止发电的时段）结温：小时值，每日最高、最低和平均值，每月最高、最低和平均值，每年最高、最低和平均值。4.1.4.风速/风向测量光伏电站应安装风速和风向监测装置。风速检测范围：0～35m/s，风速检测精度：±0.5m/s.；风向检测范围：0～360°，风向检测精度：≤±5°。采样周期5秒，存储周期为5分钟平均值。输出报表数据至少包括：小时平均风速/风向，每日平均风速和最大风速，每月平均风速和最大风速，，每年平均风速和最大风速。4.2.电气参数4.2.1.直流电压、电流和功率如果采用智能汇流箱，检测到每一光伏组串的输出电流、电压和功率，汇流箱的输出电流、电压和功率，以及逆变器的输入电流、电压和功率；如果采用普通汇流箱，则检测到每一个汇流箱的输出电流、电压和功率和逆变器的输入电流、电压和功率。电流和电压的检测范围不得低于最高值的1.2倍，但也不要超过最高值的2倍；检测精度：≤±1.5%，采样周期5秒，数据存储周期5分钟平均值。输出报表数据至少应包括小时发电量、日发电量、月发电量和年发电量。74.2.2.交流电压、电流和功率每台逆变器的输出电流、电压和功率，每台变压器的输入电流、电压和功率，每台逆变器的输出电流、电压和功率，交流配电柜的输入电流、电压和功率以及并网计费点的电流、电压和功率。电流和电压的检测范围不得低于最高值的1.2倍，但也不要超过最高值的2倍。检测精度：≤±1.5%；采样周期5秒，数据存储周期为5分钟平均值。输出报表数据至少应包括小时发电量、日发电量、月发电量和年发电量。4.2.3.电能质量和功率因数并网计费点应设置电能质量（电压偏离、频率偏移、谐波和闪变、三相不平衡等）和功率因数（有功功率、无功功率、功率因数）的实时监测。采样周期5秒，数据存储周期为5分钟平均值。4.3.预留测试基准4.3.1.光伏组件功率基准对电站不同类型的组件各选取2块作为功率基准，安装时预留该组件的标准测试条件下的I-V特性和电气参数（Voc，Isc，Vm，Im，Pm，α，β，δ，NOCT）。组件功率衰降测试的参考值为预留基准组件的参数。4.3.2.电池结温基准按照GB/T18210-2000（IEC61829-1995）现场I-V曲线测试标准，光伏电池结温的测量很复杂，为了现场测试方便，在光伏电站安装时应预留电池结温基准片，预先测试电池结温与开路电压的关系，现场测试时根据开路电压即可快速、准确得到电池的结温数据；注意：基准片的材质应与被测组件的材质一致，测试的条件也要尽量保持一致，尤其是风速条件。4.3.3.污渍/灰尘遮挡基准光伏电站安装时应预留污渍/灰尘遮挡损失基准片，由于工作电流受多种因素影响，不能很好反应污渍遮挡损失，建议采用短路电流法进行监测，光伏组件的短路电流与污渍遮挡成反比（或与透光率呈正比），并设定需要清洗的判定指标，如4%，即当污渍/灰尘遮挡损失达到4%时，即自动通知值守人员电站需要清洗。为了排除光伏基准片的衰降影响，每次清洗组件，同时清洗基准片时，自动重新校准光强与短路电流的相关性。85.文件和资料收集5.1.文件收集1)光伏电站电气连接图；2)光伏电站平面布置图；3)不同类型光伏组件技术参数：开路电压Voc，短路电流Isc，额定工作电压Vm，额定工作电流Im；电流温度系数α，电压温度系数β，功率温度系数δ，NOCT值；4)光伏组串结构和电参数；5)逆变器的主要技术参数：额定功率，MPPT电压范围，逆变器最高和加权效率等；6)光伏方阵设计及组件排布图；7)主要设备产品说明书：光伏组件，逆变器，汇流箱，变压器等。5.2.实测数据收集1)气象环境监测数据（数据格式见附件1中表26）；2)光伏电站直流侧监测数据（数据格式见附件1中表2