光伏電站質量檢查與光伏電站性能測試

2016年光伏新增裝機容量34.54GW(連續4年全球第一)，隨著光伏電站規模和數量的逐年增加以及越來越向商業化的趨勢，電站的后評價逐漸引起了各方的重視，完整的后評價報告通常包括光伏電站實施過程中的總結與評價、光伏電站技術質量水平評價、光伏電站財務效益狀況評價三個部分。

其中光伏電站技術質量水平評價是后評價的重要內容之一，是判斷一個電站是否可持續發展和今後盈利能力的重要因素。其又分為光伏電站質量檢查與光伏電站性能測試。本篇先介紹光伏電站質量檢查應包括的主要工作內容。

參考《併網光伏電站性能檢測與質量評估技術規範(申請備案稿)》(質量認證中心)，光伏電站質量檢查應包括以下內容：電站實際裝機功率，光伏組件目測質量，光伏方陣支架形式和質量，光伏方陣基礎形式和質量，光伏組件/陣列排布及安裝質量，直流電纜型號和質量，電纜鋪設質量，匯流箱功能及質量，匯流箱內電氣間隙/爬電距離，光伏與逆變器容量比，逆變器集中度/位置和機房質量，變壓器安裝方式/距離，防雷接地及建設質量，電站圍欄及質量，光伏方陣清洗方案/用水量，環境評估，設備標識等17項。

組件目測質量：抽檢電池方陣和方陣內光伏組件，並記錄光伏組件的故障。對於有故障的光伏組件應附照片。

圖1-1：組件目測檢查

圖1-2：組件目測檢查

光伏方陣支架形式和質量：光伏方陣支架應設計簡潔、安裝方便、符合當地抗風要求，而且應有良好的防腐蝕措施。應附支架或方陣后視照片。

案例項目通過現場檢查支架安裝總體符合規範，但應該引起注意的是少部分支架存在安裝不規範、支架鍍鋅層脫落的現象，存在隱患。

圖2：支架安裝不規範

圖3：支架鍍鋅層脫落

光伏組件/陣列排布及安裝質量：組件安裝應平整，東西向光伏陣列應無明顯高差，光伏組件應可靠固定在方陣支架上，方陣間應有可靠的等電位連接。應在圖中標明尺寸和傾角度數，並附光伏方陣前視和后視照片。

案例項目現場隨機抽查了部分方陣，陣列朝向為正南，安裝傾角為20°，方陣每24塊組件串聯。組件縱向2排12列布置，前後相鄰陣列的間距大於2.5m，符合設計要求。光伏場區內未發現逆變器房、光伏陣列間遮擋現象，但存在電線杆塔遮擋的情況，建議在今後的電站設計時應盡量避免，下一步對電量損失進行評估。

圖4：方陣內電線杆遮擋

直流電纜型號和質量、電纜鋪設質量：確定交、直流電纜鋪設方式：穿管、捆紮、埋地等，並考察電纜鋪設質量。

案例項目光伏發電場區除與箱變安裝部分採用直埋敷設外，其他部分均採用電纜橋架敷設，電纜橋架敷設較規整。但需要注意的是電纜橋架終端部分沒有封堵，現場觀察到有泥沙雨水灌入。這種情況下應對全場電纜橋架終端進行檢查並封堵，以防止泥沙、雨水、小動物等進入橋架內。位於地勢較高的電纜橋架終端，建議高出地面200mm至300mm距離。

同時由於雨水沖刷、電纜敷設深度不夠致使局部電纜露出地面，長期裸露在外又無其他保護措施，很容易電纜老化被腐蝕或被小動物損傷，導致電纜漏電或造成人身安全等安全事故。下一步需要對場區直埋電纜敷設部分進行檢查，對露出地面的電纜進行從新敷設，敷設深度必須符合規程規範要求。

圖5-1：裸露地面電纜

圖5-2：電纜橋架

匯流箱功能及質量：檢查匯流箱的安裝位置是否與所連接光伏組串保持最短和等距;匯流箱應有閉鎖裝置，沒有專用工具不能隨意打開;檢查匯流箱功能是否齊全，匯流箱內的部件和功能應包括：接線端子，防過電流器件，斷路器，防雷器，接地端子，智能數據採集(可選)等功能;檢查匯流箱的防護等級和安裝質量。應附匯流箱外觀和內視照片。

案例項目匯流箱質量安全可靠，滿足室外使用要求，防護等級和安裝質量均符合設計要求，內部接線符合規範整齊，接地符合要求。現場抽檢了28個匯流箱進行了外觀及紅外熱像測試，均未發現異常發熱現象。

圖6-1：匯流箱

圖6-2：匯流箱

圖6-3：匯流箱紅外

防雷接地及建設質量：檢查電站機房、變電站和光伏方陣的防雷接地裝置和建設質量。應附防雷接地裝置的照片。

案例項目升壓站接地網有接地扁鋼外露現象，可能會直接造成接地電阻不穩定和接地散流效果不佳，遇雷電天氣可能會危及到設備和人身安全，組件支架與支架間接地線均裸露在地表，不易於接地電流擴散。此問題應引起重視，建議儘快將裸露接地扁鋼按照施工圖及電氣工程相關規範重新敷設，並做接地電阻測量，以保達到接地要求。

圖7：升壓站接地網裸露

本篇簡單介紹了光伏電站質量評價部分主要內容，另外后評價時還應對電站監控系統情況、土建施工進行了檢查和評價。

光伏電站后評價既是投資企業提高建設、管理水平的重要參考，也是股權融資、產權交易、保險等的依據和支撐，全面、客觀、科學的后評價結果可以起到提高和改善投資效益的目的，也可以使收購者預知風險、合理決策。

光伏電站質量評價是盡職調查和后評價的重要內容之一，是判斷一個電站是否可持續發展和今後盈利能力的重要因素。其又分為光伏電站質量檢查與光伏電站性能測試。上一篇以我司承擔的某20MWp電站后評估項目為例，介紹了質量檢查的主要內容，本篇再介紹一下光伏電站性能測試的工作內容，主要包括組件性能檢測、方陣檢測、逆變器效率檢測、變壓器效率檢測、線損檢測和PR檢測等等。

一、組件性能檢測

組件性能測試主要包括污漬灰塵、組件功率、溫升檢測，組件串聯失配損失檢測，組件紅外熱成像檢查，EL測試等幾部分。

1、組件功率衰減

組件功率衰減=(組件初始STC標稱功率-組件實測修正STC功率)/初始標稱功率×100%。該電站於2016年1月併網，組件為265Wp多晶硅組件，2016年7月評估時隨機抽取的20塊組件功率衰減範圍為：-0.08～1.52，功率衰減平均值0.77%。

2、組件串聯失配損失

失配損失組件串聯因為電流不一致產生的效率降低。一條支路上所有組件最大功率的代數和同組串最大功率的差值與所有組件最大功率的代數和的比值，光伏組件串聯失配損失=(各組件修正最大功率之和-組串修正最大功率值)/各組件修正最大功率值之和×100%。該項目隨機抽取5條支路進行檢測，失配損失在0.34%~0.57%，通常該項損失應小於1%。

3、紅外成像檢查

當同一組串中的某片太陽電池輸出電流明顯小於其他太陽電池輸出電流時，這片太陽電池會成為負載被其他太陽電池片反向充電而發熱，即產生熱斑。利用紅外成像可以檢測組件是否出現熱斑，該項目對4000塊光伏組件進行了紅外熱像檢測，未發現異常發熱現象。

圖8：紅外成像

4組件EL測試

EL測試是利用高解析度的紅外相機拍攝組件的近紅外圖像以此判定組件的缺陷。該電站隨機抽取50塊組件進行EL測試，其中43塊良好、5塊隱裂、1塊破碎、1塊虛焊。

圖9：EL測試—破碎

圖10：EL測試—隱裂

二、逆變器效率檢測

在不同負載率的情況下讀取逆變器的輸入/輸出功率，其加權平均值即為逆變器的加權效率，該電站測試時隨機抽取5台逆變器，其轉換效率在98.82~98.89%之間。

圖11：某台逆變器轉換效率曲線

三PR檢測

PR值也就是光伏電站的總系統效率，能夠最直觀地表現出電站質量性能的好壞。PR值=電站發電量/(裝機容量*輻照量/1000)*100%。輻照量為總輻射表現場採集數據，輻射表的角度要與組件安裝角度一致。經過連續一周以上的測量，該電站的PR值在80.0%~93.7%，平均值為87.7%。

除了上述性能的檢測，電站性能檢測通常還包括電能質量測試、逆變器對地絕緣性能測試、匯流箱接地連續性檢測、直流線損檢測、交流線損檢測等等。光伏電站質量與性能的評估結果是光伏電站后評價中最重要的內容，例如本電站經過檢測發現組件存在一定程度的破碎和隱裂，這會造成組件功率的衰減，在建設過程中組件的運輸、擺放、搬運、安裝都要嚴格把控。電站的后評估(盡職調查)即是投資企業提高建設、管理水平的重要參考，也是股權融資、產權交易、保險等的依據和支撐，全面、客觀、科學的后評價結果可以起到提高和改善投資效益的目的，也可以使收購者預知風險、合理決策。