光伏电站质量检查与光伏电站性能测试

2016年我国光伏新增装机容量34.54GW(连续4年全球第一)，随着光伏电站规模和数量的逐年增加以及越来越向商业化的趋势，电站的后评价逐渐引起了各方的重视，完整的后评价报告通常包括光伏电站实施过程中的总结与评价、光伏电站技术质量水平评价、光伏电站财务效益状况评价三个部分。

其中光伏电站技术质量水平评价是后评价的重要内容之一，是判断一个电站是否可持续发展和今后盈利能力的重要因素,其又分为光伏电站质量检查与光伏电站性能测试。本篇以我司承担的某电站后评估项目为例,介绍光伏电站质量检查与光伏电站性能测试。

一、光伏电站质量检查

参考《并网光伏电站性能检测与质量评估技术规范(申请备案稿)》(中国质量认证中心)，光伏电站质量检查应包括以下内容：电站实际装机功率，光伏组件目测质量，光伏方阵支架形式和质量，光伏方阵基础形式和质量，光伏组件/阵列排布及安装质量，直流电缆型号和质量，电缆铺设质量，汇流箱功能及质量，汇流箱内电气间隙/爬电距离，光伏与逆变器容量比，逆变器集中度/位置和机房质量，变压器安装方式/距离，防雷接地及建设质量，电站围栏及质量，光伏方阵清洗方案/用水量，环境评估，设备标识等17项。

组件目测质量：抽检电池方阵和方阵内光伏组件，并记录光伏组件的故障。对于有故障的光伏组件应附照片。表1：

图1-1：组件目测检查

图1-2：组件目测检查

光伏方阵支架形式和质量：光伏方阵支架应设计简洁、安装方便、符合当地抗风要求，而且应有良好的防腐蚀措施。应附支架或方阵后视照片。表2：

案例项目通过现场检查支架安装总体符合规范，但应该引起注意的是少部分支架存在安装不规范、支架镀锌层脱落的现象，存在隐患。

图2：支架安装不规范

图3：支架镀锌层脱落

光伏组件/阵列排布及安装质量：组件安装应平整，东西向光伏阵列应无明显高差，光伏组件应可靠固定在方阵支架上，方阵间应有可靠的等电位连接。应在图中标明尺寸和倾角度数，并附光伏方阵前视和后视照片。表3：

案例项目现场随机抽查了部分方阵，阵列朝向为正南，安装倾角为20°，方阵每24块组件串联。组件纵向2排12列布置，前后相邻阵列的间距大于2.5m，符合设计要求。光伏场区内未发现逆变器房、光伏阵列间遮挡现象，但存在电线杆塔遮挡的情况，建议在今后的电站设计时应尽量避免，下一步对电量损失进行评估。

图4：方阵内电线杆遮挡

直流电缆型号和质量、电缆铺设质量：确定交、直流电缆铺设方式：穿管、捆扎、埋地等，并考察电缆铺设质量。

案例项目光伏发电场区除与箱变安装部分采用直埋敷设外，其他部分均采用电缆桥架敷设，电缆桥架敷设较规整。但需要注意的是电缆桥架终端部分没有封堵，现场观察到有泥沙雨水灌入。这种情况下应对全场电缆桥架终端进行检查并封堵，以防止泥沙、雨水、小动物等进入桥架内。位于地势较高的电缆桥架终端，建议高出地面200mm至300mm距离。

同时由于雨水冲刷、电缆敷设深度不够致使局部电缆露出地面，长期裸露在外又无其他保护措施，很容易电缆老化被腐蚀或被小动物损伤，导致电缆漏电或造成人身安全等安全事故。下一步需要对场区直埋电缆敷设部分进行检查，对露出地面的电缆进行从新敷设，敷设深度必须符合规程规范要求。

图5-1：电缆

图5-2：电缆桥架

汇流箱功能及质量：检查汇流箱的安装位置是否与所连接光伏组串保持最短和等距;汇流箱应有闭锁装置，没有专用工具不能随意打开;检查汇流箱功能是否齐全，汇流箱内的部件和功能应包括：接线端子，防过电流器件，断路器，防雷器，接地端子，智能数据采集(可选)等功能;检查汇流箱的防护等级和安装质量。应附汇流箱外观和内视照片。

案例项目汇流箱质量安全可靠，满足室外使用要求，防护等级和安装质量均符合设计要求，内部接线符合规范整齐，接地符合要求。现场抽检了28个汇流箱进行了外观及红外热像测试，均未发现异常发热现象。

图6-1：汇流箱

图6-2：汇流箱

图6-3：汇流箱红外

防雷接地及建设质量：检查电站机房、变电站和光伏方阵的防雷接地装置和建设质量。应附防雷接地装置的照片。

案例项目升压站接地网有接地扁钢外露现象，可能会直接造成接地电阻不稳定和接地散流效果不佳，遇雷电天气可能会危及到设备和人身安全，组件支架与支架间接地线均裸露在地表，不易于接地电流扩散。此问题应引起重视，建议尽快将裸露接地扁钢按照施工图及电气工程相关规范重新敷设，并做接地电阻测量，以保达到接地要求。

图7：升压站接地网裸露

本篇简单介绍了光伏电站质量评价部分主要内容，另外后评价时还应对电站监控系统情况、土建施工进行了检查和评价。

二、光伏电站性能测试

光伏电站后评价既是投资企业提高建设、管理水平的重要参考，也是股权融资、产权交易、保险等的依据和支撑，全面、客观、科学的后评价结果可以起到提高和改善投资效益的目的，也可以使收购者预知风险、合理决策。

光伏电站质量评价是尽职调查和后评价的重要内容之一，是判断一个电站是否可持续发展和今后盈利能力的重要因素。其又分为光伏电站质量检查与光伏电站性能测试。上一篇以我司承担的某20MWp电站后评估项目为例，介绍了质量检查的主要内容，本篇再介绍一下光伏电站性能测试的工作内容，主要包括组件性能检测、方阵检测、逆变器效率检测、变压器效率检测、线损检测和PR检测等等。

一组件性能检测

组件性能测试主要包括污渍灰尘、组件功率、温升检测，组件串联失配损失检测，组件红外热成像检查，EL测试等几部分。

1组件功率衰减

组件功率衰减=(组件初始STC标称功率-组件实测修正STC功率)/初始标称功率×100%。该电站于2016年1月并网，组件为265Wp多晶硅组件，2016年7月评估时随机抽取的20块组件功率衰减范围为：-0.08～1.52，功率衰减平均值0.77%。

2组件串联失配损失

失配损失组件串联因为电流不一致产生的效率降低。一条支路上所有组件最大功率的代数和同组串最大功率的差值与所有组件最大功率的代数和的比值，光伏组件串联失配损失=(各组件修正最大功率之和-组串修正最大功率值)/各组件修正最大功率值之和×100%。该项目随机抽取5条支路进行检测，失配损失在0.34%~0.57%，通常该项损失应小于1%。

3红外成像检查

当同一组串中的某片太阳电池输出电流明显小于其他太阳电池输出电流时，这片太阳电池会成为负载被其他太阳电池片反向充电而发热，即产生热斑。利用红外成像可以检测组件是否出现热斑，该项目对4000块光伏组件进行了红外热像检测，未发现异常发热现象。

图2：红外成像

4组件EL测试

EL测试是利用高分辨率的红外相机拍摄组件的近红外图像以此判定组件的缺陷。该电站随机抽取50块组件进行EL测试，其中43块良好、5块隐裂、1块破碎、1块虚焊。

图3：EL测试—破碎

图4：EL测试—隐裂

二逆变器效率检测

在不同负载率的情况下读取逆变器的输入/输出功率，其加权平均值即为逆变器的加权效率，该电站测试时随机抽取5台逆变器，其转换效率在98.82~98.89%之间。

图5-6：某台逆变器转换效率曲线

三PR检测

PR值也就是光伏电站的总系统效率，能够最直观地表现出电站质量性能的好坏。PR值=电站发电量/(装机容量*辐照量/1000)*100%。辐照量为总辐射表现场采集数据，辐射表的角度要与组件安装角度一致。经过连续一周以上的测量，该电站的PR值在80.0%~93.7%，平均值为87.7%。

除了上述性能的检测，电站性能检测通常还包括电能质量测试、逆变器对地绝缘性能测试、汇流箱接地连续性检测、直流线损检测、交流线损检测等等。

光伏电站质量与性能的评估结果是光伏电站后评价中最重要的内容，例如本电站经过检测发现组件存在一定程度的破碎和隐裂，这会造成组件功率的衰减，在建设过程中组件的运输、摆放、搬运、安装都要严格把控。电站的后评估(尽职调查)即是投资企业提高建设、管理水平的重要参考，也是股权融资、产权交易、保险等的依据和支撑，全面、客观、科学的后评价结果可以起到提高和改善投资效益的目的，也可以使收购者预知风险、合理决策。