光伏電站現(xiàn)場IV曲線測(cè)試儀分析

在光伏電站的日常運(yùn)維與性能評(píng)估中，IV曲線測(cè)試儀是一款不可缺少的設(shè)備。通過對(duì)光伏組件/串的IV曲線測(cè)試，可為評(píng)估其電性能、判斷質(zhì)量優(yōu)劣、排查故障等提供重要依據(jù)。

光伏IV曲線測(cè)試是評(píng)估光伏組件/串電性能的核心手段。借助該測(cè)試，能夠獲取光伏組件/串在不同光照和溫度條件下電流與電壓的關(guān)系，得到開路電壓（Voc）、短路電流（Isc）、最大功率點(diǎn)工作電壓（Vmp）、最大功率點(diǎn)工作電流（Imp）、最大功率點(diǎn)（Pmax）、填充因子（FF）等參數(shù)。這些參數(shù)直接反映了光伏組件/串的發(fā)電能力，以及在不同環(huán)境條件下的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，是判斷其質(zhì)量好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。在光伏電站運(yùn)行過程中，受環(huán)境因素、設(shè)備老化或人為操作等影響，光伏組件/串可能出現(xiàn)故障或性能下降。通過分析IV曲線關(guān)鍵點(diǎn)位的形變，可分辨出異常情況，分析原因并快速定位故障點(diǎn)，幫助運(yùn)維人員及時(shí)修復(fù)，減少系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間，提升電站運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

光伏IV測(cè)試的原理基于光電效應(yīng)和電路分析。測(cè)試時(shí)，首先要確保太陽能電池組件與測(cè)試設(shè)備正確連接，利用標(biāo)準(zhǔn)電池片及溫度傳感器采集組件接收的輻照量和背板溫度。之后，將太陽能電池組件置于開路狀態(tài)，測(cè)量其開路電壓（Voc）。測(cè)試儀從 0V 開始逐漸增加工作電壓，同步測(cè)量對(duì)應(yīng)的輸出電流，最后將這些電壓和電流數(shù)據(jù)繪制成IV曲線。

根據(jù) NB/T 11222-2023《光伏組串 I-V 檢測(cè)及診斷技術(shù)規(guī)范》，IV曲線的關(guān)鍵點(diǎn)位和形狀包括開路點(diǎn)、短路點(diǎn)、最大功率點(diǎn)、臺(tái)階拐點(diǎn)、平臂、垂臂坡度等，通過這些關(guān)鍵點(diǎn)位的形變可初步判斷組件/串存在的故障。

當(dāng)IV曲線上出現(xiàn)臺(tái)階或凹陷時(shí)，意味著被測(cè)方陣或組件不同區(qū)域存在錯(cuò)配，這通常是由于旁路二極管導(dǎo)通，部分電流被分流所致。可能的原因有方陣或組件被部分遮擋、污染、遮蓋，存在損壞的電池/組件，或旁路二極管短路等，即使只是遮擋一個(gè)電池，也可能引發(fā)這種曲線形變。

低電流導(dǎo)致預(yù)期電流與測(cè)量電流不同時(shí)，若由方陣引起，可能是統(tǒng)一污染、帶狀遮擋、灰塵沉積或光伏組件衰減等；若由組件導(dǎo)致，可能是組件信息導(dǎo)入錯(cuò)誤、并聯(lián)組串個(gè)數(shù)錯(cuò)誤接入或錯(cuò)配；輻照感應(yīng)器校準(zhǔn)或安裝問題、輻照度變化、反射影響及輻照度過低等都可能造成這種情況，測(cè)量電流也可能高于預(yù)期電流。

低電壓的產(chǎn)生也有多方原因。可能是旁路二極管導(dǎo)通或短路、組串中組件數(shù)錯(cuò)誤、電勢(shì)誘發(fā)衰減效應(yīng)（PID）或整體被遮擋；可能是信息導(dǎo)入錯(cuò)誤或并聯(lián)組串個(gè)數(shù)導(dǎo)入錯(cuò)誤；測(cè)量時(shí)，電池溫度測(cè)量不準(zhǔn)或組串測(cè)量值與預(yù)測(cè)值有實(shí)質(zhì)偏差等都可能引起電壓變化，且測(cè)量電壓也可能高于預(yù)期。

IV 曲線的圓滑彎曲可能是老化的表現(xiàn)，需檢查平行和垂直支柱的斜率，斜率變化可能產(chǎn)生類似的曲線形狀變化。

豎直支柱斜率變小，若處于曲線后部、最大功率點(diǎn)電壓（Vmp）和開路電壓（Voc）間，可能是光伏布線損壞或故障、組件或方陣連接處故障、組件串聯(lián)電阻增加等原因，較長電纜連接也可能影響曲線形狀。而IV曲線上部分斜率變化，可能由光伏電池的分流電路、組件短路電流（Isc）錯(cuò)配、漸變的遮擋或污垢等導(dǎo)致，分流通常由電池或電池連接中的局部缺陷造成，可通過紅外測(cè)試發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)差異及不同程度的遮擋也會(huì)對(duì)曲線產(chǎn)生影響。

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