CN112311326A - 一种光伏组件性能的衰减监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种光伏组件性能的衰减监测方法及系统，本方案基于标准测试环境获取所有被监测光伏组件的初始功率；将所述被监测光伏组件按照多个设定角度进行安装，测试所述被监测光伏组件的功率数据；基于所述初始功率和所述功率数据计算所述被监测光伏组件的性能衰减数据。本方案通过对待测光伏组件的初始功率进行测试，实现了对光伏组件的全周期功率标定，使得衰减性能的测试更准确。此外，通过将待测光伏组件分别按照不同的设定角度进行安装布置，使得测试更贴合实际，满足了光伏组件在不同角度下的户外衰减性能监测需求。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件测试领域，具体涉及一种光伏组件性能的衰减监测方法及系统。
背景技术
光伏组件是光伏发电系统中重要组成部分，其功能是将太阳光能转变为直流电能进行输出。
光伏组件重要参数为：开路电压、短路电流、最大功率点电压、最大功率点电流、最大功率等。光伏组件受太阳照射时，其对外的电压-电流特性曲线称为I-V曲线，随着光伏组件外接电阻增加，其电压从0至开路电压变化，相应电流从短路电流变化为0，在这其中，电压与其相对应的电流相乘最大值为最大功率，该点电压与电流则被称为最大功率点电压与最大功率点电流。
在实际使用过程中，现场实际太阳辐照度、温度、风速等气象因素决定光伏组件对外输出功率大小。同时，由于光伏组件材料特性，在使用过程中，光伏组件输出功率会随使用时间而衰减，即在相同气象条件下，同一块光伏组件使用多年后，其输出功率远低于刚投入使用时，性能会逐渐衰减。
在现有的光伏组件性能测试的方法中，没有对光伏组件进行全周期的功率检测，进而无法准确评价光伏组件衰减性能。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的没有对光伏组件进行全周期的功率检测，进而无法准确评价光伏组件衰减性能的问题，本发明提供了一种光伏组件性能的衰减监测方法及系统。
本发明提供的技术方案是：
一种光伏组件性能的衰减监测方法，包括：
基于标准测试环境获取所有被监测光伏组件的初始功率；
将所述被监测光伏组件按照多个设定角度进行安装，测试所述被监测光伏组件的功率数据；
基于所述初始功率和所述功率数据计算所述被监测光伏组件的性能衰减数据。
优选的，所述标准测试环境包括：
辐照度为1000W/m2、组件温度为25℃、大气质量为1.5。
优选的，所述多个设定角，包括：
0°、45°、实际纬度和设定倾角。
优选的，所述测试所述被监测光伏组件的功率数据，包括：
以设定频率采集所述被监测光伏组件的I-V数据；
基于所述I-V数据获取所述被监测光伏组件的功率数据。
优选的，所述性能衰减数据，通过下式计算：
其中，ηpv为所述被监测光伏组件的性能衰减数据，Por为所述被监测光伏组件的初始功率，Pde为所述被监测光伏组件的功率数据。
优选的，所述基于标准测试环境获取所有被监测光伏组件的初始功率，之前还包括：
将光伏组件通反向偏置直流电判断所述光伏组件是否存在隐裂断栅，若光伏组件不导通，则不存在隐裂断栅；否则，存在隐裂断栅；
筛选出设定数量的不存在隐裂断栅的光伏组件作为被监测光伏组件。
一种光伏组件性能的衰减监测系统，所述系统，包括：
多个I-V测试模块，监测控制模块；
每个I-V测试模块分别与一个被监测光伏组件连接，用于在标准测试环境下测试所述被监测光伏组件的初始功率，并在户外的环境中测试所述被监测光伏组件的功率数据；
所述监测控制模块与所有I-V测试模块连接，用于控制I-V测试模块在户外以设定频率采集功率数据，还用于根据所述初始功率和功率数据计算各被监测光伏组件的性能衰减数据。
优选的，所述系统，还包括：多个单相微型逆变器；
每个单相微型逆变器分别与一个被监测光伏组件连接，用于将所述被监测光伏组件并入电网。
优选的，所述监测控制模块，包括：频率控制子模块和衰减数据计算子模块；
所述频率控制子模块和衰减数据计算子模块，共同与所述I-V测试模块连接；
所述频率控制子模块，用于控制所述I-V测试模块以设定频率采集所述被监测光伏组件的功率数据；
所述衰减数据计算子模块，用于根据所述初始功率和所述功率数据计算得到性能衰减数据。
优选的，所述衰减数据计算子模块中通过下式计算所述性能衰减数据：
其中，ηpv为所述被监测光伏组件的性能衰减数据，Por为所述被监测光伏组件的初始功率，Pde为所述被监测光伏组件的功率数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本方案中基于标准测试环境获取所有被监测光伏组件的初始功率；将所述被监测光伏组件按照多个设定角度进行安装，测试所述被监测光伏组件的功率数据；基于所述初始功率和所述功率数据计算所述被监测光伏组件的性能衰减数据。本方案通过对待测光伏组件的初始功率进行测试，实现了对光伏组件的全周期功率标定，使得衰减性能的测试更准确。此外，通过将待测光伏组件分别按照不同的设定角度进行安装布置，使得测试更贴合实际，满足了光伏组件在不同角度下的户外衰减性能监测需求。
附图说明
图1为本发明的一种光伏组件性能的衰减监测方法流程图；
图2位本实施例的一种光伏组件性能的衰减监测流程图；
图3为本发明的一种光伏组件性能的衰减监测系统结构图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
实施例1：
本实施例提供了一种光伏组件性能的衰减监测方法，方法流程图如图1所示。
包括步骤如下：根据实证场地经纬度及当地光伏组件安装最佳倾角，选择四种实证监测角度；在组件被监测之前，采用移动式光伏组件STC测试平台对被监测组件进行初始功率标定；采用微型逆变器和光伏组件I-V曲线在线测试仪对组件进行组网在线监测，最终根据监测结果对组件衰减性能进行评价。
本发明包括如下步骤：
1)针对需要进行实证监测的光伏组件，对被测光伏组件进行随机抽样，每种类型光伏组件抽取16块进行实证监测；
2)在实证监测前，在实证平台现场针对被测光伏组件进行EL测试，确保每块被测光伏组件的完整以及质量的合格；
3)经EL测试合格后，在实证平台现场采用AAA级模拟光源对被测光伏组件进行初始功率标定，并将标定结果作为光伏组件功率衰减的初始值Por，保留原始测试数据；
4)在现场，采用4种角度对被测光伏组件进行安装，4种角度分别为：0°、45°、实际纬度及设定角度，每个倾角安装4块被测组件。
设定角度是光伏组件发电最佳倾角。
实际纬度是根据当地的纬度确定的纬度角。
5)组件安装好后，将光伏组件输出正负极首先与光伏组件I-V在线测试装置输入端相连，光伏组件I-V在线测试装置输出端与单相微型逆变器直流侧相连；
6)将各单相微型逆变器交流输出侧进行汇流并联，形成三相电后并入电网；
7)设定上位机定时给光伏组件I-V在线测试装置发送测试命令，并将测试结果及光伏组件发电量等参数上传至上位机上，同时获得该时刻的辐照、温度、风速等气象信息；
8)根据户外实证监测结果，采用标准IEC60891中所规定的方法对光伏组件实证测试结果向STC条件下进行转化；
9)根据光伏组件初始功率标定至Por和光伏组件实证监测结果Pde，计算光伏组件户外衰减性能ηpv：
10)根据被测光伏组件安装角度，及其衰减情况，可分析光伏组件在不同角度下户外实证运行性能。
实施例3：
本实施例提供了一种光伏组件性能的衰减监测方法。
选取光伏组件：按照每种型号抽取16块，该实证平台共监测组件数量为240块。
在现场，采用光伏组件移动检测平台，对被抽取光伏组件进行EL测试，确保被测试组件无隐裂等故障，如组件检测出现隐裂，则需更换被测光伏组件。
将EL测试合格的光伏组件，放置在组件测试架上，采用AAA级模拟光源对所有被测组件初始功率进行标定，并记录每块组件标定结果，按照型号、序列号、标称值、测试站等内容对结果进行记录。
将初始功率标定完毕的光伏组件安装在光伏支架上，支架有4个角度，分别为：0°、45°、当地纬度及光伏组件发电最佳倾角，每个倾角安装4块被测组件。
组件安装好后，将光伏组件输出正负极首先与光伏组件I-V在线测试装置输入端相连，光伏组件I-V在线测试装置输出端与单相微型逆变器直流侧相连。
将各单项微型逆变器交流输出进行汇流并联，形成三相电后并入电网。
根据上位机设定I-V曲线测试时间间隔，对光伏组件进行在线I-V曲线测试，并将测试结果上传至上位机上。
根据光伏组件初始功率及组件实证监测结果，评价光伏组件户外性能衰减，得到测试结果。
实施例2：
本实施例提供了一种光伏组件性能的衰减监测系统，系统结构图如图2所示。
系统，包括：
多个I-V测试模块，监测控制模块；
每个I-V测试模块分别与一个被监测光伏组件连接，用于在标准测试环境下测试所述被监测光伏组件的初始功率，并在户外的环境中测试所述被监测光伏组件的功率数据；
所述监测控制模块与所有I-V测试模块连接，用于控制I-V测试模块在户外以设定频率采集功率数据，还用于根据所述初始功率和功率数据计算各被监测光伏组件的性能衰减数据。
所述系统，还包括：多个单相微型逆变器；
每个单相微型逆变器分别与一个被监测光伏组件连接，用于将所述被监测光伏组件并入电网。
所述监测控制模块，包括：频率控制子模块和衰减数据计算子模块；
所述频率控制子模块和衰减数据计算子模块，共同与所述I-V测试模块连接；
所述频率控制子模块，用于控制所述I-V测试模块以设定频率采集所述被监测光伏组件的功率数据；
所述衰减数据计算子模块，用于根据所述初始功率和所述功率数据计算得到性能衰减数据。
所述衰减数据计算子模块中通过下式计算所述性能衰减数据：
其中，ηpv为所述被监测光伏组件的性能衰减数据，Por为所述被监测光伏组件的初始功率，Pde为所述被监测光伏组件的功率数据。
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏组件性能的衰减监测方法，其特征在于，包括：
基于标准测试环境获取所有被监测光伏组件的初始功率；
将所述被监测光伏组件按照多个设定角度进行安装，测试所述被监测光伏组件的功率数据；
基于所述初始功率和所述功率数据计算所述被监测光伏组件的性能衰减数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准测试环境包括：
辐照度为1000W/m2、组件温度为25℃、大气质量为1.5。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个设定角，包括：
0°、45°、实际纬度和设定倾角。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试所述被监测光伏组件的功率数据，包括：
以设定频率采集所述被监测光伏组件的I-V数据；
基于所述I-V数据获取所述被监测光伏组件的功率数据。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述性能衰减数据，通过下式计算：
其中，ηpv为所述被监测光伏组件的性能衰减数据，Por为所述被监测光伏组件的初始功率，Pde为所述被监测光伏组件的功率数据。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于标准测试环境获取所有被监测光伏组件的初始功率，之前还包括：
将光伏组件通反向偏置直流电判断所述光伏组件是否存在隐裂断栅，若光伏组件不导通，则不存在隐裂断栅；否则，存在隐裂断栅；
筛选出设定数量的不存在隐裂断栅的光伏组件作为被监测光伏组件。
7.一种光伏组件性能的衰减监测系统，其特征在于，所述系统，包括：
多个I-V测试模块，监测控制模块；
每个I-V测试模块分别与一个被监测光伏组件连接，用于在标准测试环境下测试所述被监测光伏组件的初始功率，并在户外的环境中测试所述被监测光伏组件的功率数据；
所述监测控制模块与所有I-V测试模块连接，用于控制I-V测试模块在户外以设定频率采集功率数据，还用于根据所述初始功率和功率数据计算各被监测光伏组件的性能衰减数据。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统，还包括：多个单相微型逆变器；
每个单相微型逆变器分别与一个被监测光伏组件连接，用于将所述被监测光伏组件并入电网。
9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述监测控制模块，包括：频率控制子模块和衰减数据计算子模块；
所述频率控制子模块和衰减数据计算子模块，共同与所述I-V测试模块连接；
所述频率控制子模块，用于控制所述I-V测试模块以设定频率采集所述被监测光伏组件的功率数据；
所述衰减数据计算子模块，用于根据所述初始功率和所述功率数据计算得到性能衰减数据。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述衰减数据计算子模块中通过下式计算所述性能衰减数据：
其中，ηpv为所述被监测光伏组件的性能衰减数据，Por为所述被监测光伏组件的初始功率，Pde为所述被监测光伏组件的功率数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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