1-10 户用光伏并网发电系统 第6部分：发电性能评估方法--报批稿

ICS 27.160F12 CPIA中 国 光 伏 行 业 协 会 标 准T/CPIA 000X 2019户 用 光 伏 并 网 发 电 系 统 第 6 部 分 发 电 性 能 评 估 方 法 Residential grid-connected photovoltaicPV system Part 6Performance evaluation method（ 报 批 稿 ）（ 本 稿 完 成 日 期 2018-12-07） 2019-XX-XX发 布 2019- XX- XX实 施中 国 光 伏 行 业 协 会 发 布 T/CPIA XXX201X I 目 次前 言 .II1 范 围 .12 规 范 性 引 用 文 件 .13 术 语 和 定 义 .14 发 电 性 能 评 估 方 法 .24.1 系 统 性 能 比 （ PR） 测 量 方 法 .24.2 功 率 比 测 量 方 法 .24.3 等 价 发 电 时 偏 差 率 评 估 方 法 .34.4 交 流 输 出 功 率 偏 差 率 评 估 方 法 .3 5 发 电 性 能 评 估 数 据 采 集 要 求 .4附 录 A（ 资 料 性 附 录 ） 光 伏 系 统 性 能 比 （ PR） 测 试 方 法 .5A.1 目 的 .5A.2 测 试 条 件 .5A.3 特 殊 情 况 .5A.4 测 试 仪 器 .5A.5 测 试 程 序 .5A.6 系 统 性 能 比 PR 计 算 .6A.7 标 准 性 能 比 PR STC计 算 6附 录 B（ 资 料 性 附 录 ） 功 率 比 （ RS） 测 试 方 法 . 8B.1 目 的 .8B.2 测 试 条 件 .8B.3 测 试 仪 器 .8B.4 测 试 程 序 .8 T/CPIA XXX201X II 前 言本 标 准 根 据 GB/T 1.1-2009给 出 的 规 则 起 草 。请 注 意 本 文 件 的 某 些 内 容 可 能 涉 及 专 利 。 本 文 件 的 发 布 机 构 不 承 担 识 别 这 些 专 利 的 责 任 。本 标 准 由 中 国 光 伏 行 业 协 会 标 准 化 技 术 委 员 会 归 口 。本 标 准 起 草 单 位 本 标 准 主 要 起 草 人 T/CPIA XXX201X 1 户 用 光 伏 并 网 发 电 系 统 第 6 部 分 发 电 性 能 评 估 方 法1 范 围本 标 准 规 定 了 户 用 并 网 光 伏 发 电 系 统 发 电 性 能 评 估 方 法 。本 标 准 适 用 于 以 220V/380V电 压 等 级 接 入 用 户 侧 电 网 或 公 共 电 网 的 户 用 并 网 光 伏 系 统 。 220V电 压 等级 单 点 接 入 容 量 不 宜 超 过 8kW， 380V电 压 等 级 单 点 接 入 容 量 不 宜 超 过 400kW。本 标 准 不 适 用 于 带 储 能 光 伏 系 统 、 聚 光 光 伏 系 统 、 BIPV光 伏 系 统 和 双 面 组 件 光 伏 发 电 系 统 。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/T 20513 光 伏 系 统 性 能 监 测 测 量 、 数 据 交 换 和 分 析 导 则QX/T 89 太 阳 能 资 源 评 估 方 法IEC 61724-1 光 伏 系 统 性 能 第 1 部 分 监 测 Photovoltaic system performance– part 1monitoringIEC 61829 光 伏 方 阵 I-V特 性 现 场 测 量 Photovoltaic PV array on-site measurement ofI-V characteristics3 术 语 和 定 义下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 文 件 。3.1 系 统 性 能 比 （ PR） performance ratio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 ， 是 评 估 光 伏 电 站 质 量 的 综 合 性 指 标 。测 试 和 计 算 方 法 见 附 录 A。3.2 标 准 性 能 比 （ PRSTC） standard performance ratio将 不 同 气 候 区 的 性 能 比 修 正 到 标 准 结 温 （ 25℃ ） ， 排 除 了 不 同 气 候 区 温 度 差 异 的 影 响 ， 用 于 比 较 不同 气 候 区 光 伏 电 站 的 质 量 。3.3 功 率 比 （ RS） responsivity 校 准 到 标 准 条 件 下 （ 辐 照 量 1000W m-2， 电 池 结 温 25℃ ） 的 光 伏 阵 列 逆 变 器 交 流 输 出 功 率 与 光 伏 直流 额 定 装 机 功 率 的 比 值 ， 用 百 分 比 表 示 ， 是 评 估 光 伏 电 站 发 电 能 力 的 指 标 。 T/CPIA XXX201X 2 3.4 等 价 发 电 时 yields在 测 量 周 期 t 内 光 伏 电 站 实 际 发 电 量 与 对 应 的 光 伏 直 流 额 定 装 机 功 率 的 比 值 ， 单 位 是 kWh t-1 kW-1（ 或 h t-1） 。3.5 算 术 平 均 数 average表 示 一 组 数 据 集 中 趋 势 的 量 数 ， 是 指 在 一 组 数 据 中 所 有 数 据 之 和 再 除 以 这 组 数 据 的 个 数 。3.6 等 价 发 电 时 偏 差 率 yields deviation 单 个 电 站 等 价 发 电 时 与 所 在 区 域 的 样 本 电 站 等 价 发 电 时 算 术 平 均 值 的 偏 差 比 例 ， 以 百 分 数 表 示 。 可用 来 评 估 户 用 光 伏 并 网 电 站 发 电 量 是 否 异 常 。3.7 单 位 装 机 交 流 输 出 功 率 alternating current （ AC） output power perkilowatt指 在 某 一 时 刻 通 过 逆 变 器 上 传 的 光 伏 电 站 交 流 输 出 功 率 与 直 流 初 始 额 定 功 率 的 比 值 ， 单 位 是kW kW p-1。3.8 交 流 输 出 功 率 偏 差 率 alternating current （ AC） output power deviation在 同 一 时 刻 ， 单 个 电 站 单 位 装 机 交 流 输 出 功 率 与 样 本 电 站 单 位 装 机 交 流 输 出 功 率 算 术 平 均 值 的 偏 差比 例 ， 以 百 分 数 表 示 。 可 用 来 评 估 户 用 光 伏 并 网 电 站 发 电 量 是 否 异 常 。4 发 电 性 能 评 估 方 法对 户 用 光 伏 并 网 电 站 发 电 性 能 的 评 估 ， 第 三 方 等 专 业 测 试 机 构 宜 采 用 4.1或 4.2所 示 方 法 ， 电 站 投资 、 运 维 等 相 关 方 宜 采 用 4.3或 4.4 所 示 方 法 。 4.1 系 统 性 能 比 测 量 方 法PR4.1.1系 统 性 能 比 测 试 参 照 附 录 A进 行 。4.1.2 测 试 应 在 天 气 晴 朗 时 进 行 ， 测 试 时 间 应 不 少 于 3天 。4.1.3当 组 件 安 装 倾 角 和 方 位 角 不 一 致 时 ， 应 对 所 有 不 同 安 装 倾 角 和 方 位 角 的 发 电 单 元 进 行 测 试 。4.2 功 率 比 测 量 方 法功 率 比 的 测 量 方 法 参 照 附 录 B 进 行 。 T/CPIA XXX201X 3 4.3 等 价 发 电 时 偏 差 率 评 估 方 法4.3.1宜 对 比 满 足 数 量 和 质 量 要 求 的 样 本 电 站 的 等 价 发 电 时 来 评 估 户 用 光 伏 并 网 电 站 发 电 性 能 。4.3.2区 域 划 分 宜 参 照 QX/T 89 太 阳 能 资 源 评 估 方 法 来 确 认 各 地 光 资 源 分 布 。 统 计 数 据 宜 以 地 市 级行 政 区 划 进 行 区 域 划 分 ， 有 条 件 的 宜 细 分 到 县 级 行 政 区 划 。 当 区 域 内 多 年 平 均 辐 照 资 源 相 差 超 出 10时 ， 应 重 新 细 分 区 域 。4.3.3样 本 电 站 数 量 宜 不 少 于 50户 。4.3.4应 对 区 域 内 样 本 电 站 进 行 初 步 分 析 ， 评 估 该 区 域 样 本 电 站 中 造 成 发 电 性 能 不 一 致 的 影 响 因 素 及 其影 响 程 度 ， 数 据 处 理 前 宜 从 样 本 电 站 中 剔 除 因 设 计 和 安 装 条 件 导 致 发 电 量 被 严 重 影 响 的 电 站 。4.3.5选 择 合 适 的 统 计 周 期 （ 日 、 周 、 月 、 季 度 或 年 等 ） ， 采 集 对 应 周 期 内 符 合 要 求 的 各 个 样 本 电 站 等价 发 电 时 Y a,i， 采 用 算 术 平 均 数 方 法 计 算 出 平 均 等 价 发 电 时 Yavg， 见 公 式 （ 1） ， 并 计 算 单 个 电 站 等 价 发电 时 偏 差 率 ， 见 公 式 （ 2） 。 nYY ni a,iavg /1 （ 1）1001/ ,  avgia YYY （ 2）式 中 Y a,i 选 定 周 期 内 第 i 个 电 站 的 等 价 发 电 时 ；Yavg 选 定 周 期 内 样 本 电 站 的 平 均 等 价 发 电 时 。4.3.6样 本 电 站 等 价 发 电 时 数 据 应 随 运 行 时 间 增 长 和 样 本 电 站 数 量 增 加 而 不 断 得 到 累 积 ， 宜 对 所 选 区 域样 本 电 站 平 均 等 价 发 电 时 及 等 效 发 电 时 偏 差 率 的 判 定 标 准 不 断 验 证 ， 并 持 续 迭 代 更 新 。4.4 交 流 输 出 功 率 偏 差 率 评 估 方 法4.4.1 本 方 法 适 用 于 实 时 监 控 并 评 估 电 站 发 电 性 能 ， 样 本 电 站 及 数 据 采 集 宜 以 县 级 行 政 区 划 来 划 分 区域 。4.4.2样 本 电 站 应 通 过 有 效 通 讯 方 式 在 同 一 时 刻 上 传 逆 变 器 实 时 交 流 发 电 数 据 。4.4.3 对 同 一 时 刻 采 集 到 的 样 本 电 站 单 位 装 机 交 流 输 出 功 率 P a,i用 算 术 平 均 值 方 法 计 算 其 平 均 交 流 输 出功 率 Pavg， 见 公 式 （ 3） ， 计 算 各 个 电 站 单 位 装 机 交 流 输 出 功 率 Pa,i与 样 本 电 站 平 均 值 Pavg的 偏 差 率 ， 见公 式 （ 4） 。 宜 绘 制 或 由 软 件 系 统 显 示 不 同 采 样 时 间 电 站 单 位 装 机 交 流 输 出 功 率 与 平 均 值 的 波 动 趋 势 图 ，参 见 图 1。 nPP ni a,iavg /1 （ 3）  1001/  avga,i PPP （ 4）式 中 Pa,i 第 i 个 电 站 的 单 位 装 机 交 流 输 出 功 率 ；Pavg 同 一 时 刻 样 本 电 站 的 平 均 单 位 装 机 交 流 输 出 功 率 。 T/CPIA XXX201X 4 图 1 单 位 装 机 交 流 输 出 功 率 波 动 趋 势 图5 发 电 性 能 评 估 数 据 采 集 要 求对 4.3和 4.4 两 种 发 电 性 能 评 估 方 法 ， 数 据 的 采 集 应 满 足 如 下 要 求 a 应 建 立 完 善 的 户 用 电 站 监 控 平 台 ， 建 成 电 站 应 纳 入 监 控 平 台 并 正 常 上 传 发 电 数 据 ， 数 据 应 可 通过 互 联 网 实 时 访 问 ；b 户 用 光 伏 电 站 逆 变 器 宜 采 用 GPRS通 讯 方 式 将 直 流 输 入 和 交 流 输 出 数 据 上 传 网 络 云 端 ， 在 安 装地 点 具 备 条 件 时 ， 可 采 用 3G、 4G、 有 线 或 无 线 等 通 讯 方 式 ；c 数 据 采 集 时 间 间 隔 不 大 于 10min；d 数 据 采 集 应 至 少 包 括 日 发 电 量 、 交 流 输 出 功 率 、 直 流 输 入 功 率 、 直 流 输 入 组 串 电 压 和 电 流 ， 交流 输 出 电 压 和 电 流 、 故 障 报 警 信 息 等 ；e 通 过 互 联 网 查 询 的 逆 变 器 发 电 量 数 据 ， 与 符 合 精 度 要 求 的 计 量 电 表 间 误 差 应 不 超 过 1； f 当 偏 差 率 超 过 设 定 的 标 准 时 ， 监 控 平 台 宜 推 送 报 警 信 息 。 单 位 单 位 kW/kWp T/CPIA XXX201X 5 附 录 A（ 资 料 性 附 录 ）光 伏 系 统 性 能 比 （ PR） 测 试 方 法A.1 目 的光 伏 系 统 性 能 比 测 试 （ PR性 能 测 试 ） 用 于 证 明 光 伏 系 统 的 整 体 转 换 效 率 能 够 满 足 系 统 设 计 转 换 效 率的 要 求 。A.2 测 试 条 件测 试 从 测 试 周 期 第 一 天 的 000点 开 始 ， 到 测 试 周 期 最 后 一 天 的 2400点 结 束 ， 以 便 被 测 设 备 在 早 晨自 动 开 始 运 行 ， 输 出 功 率 ， 然 后 在 傍 晚 自 动 进 入 待 机 状 态 。 光 伏 系 统 无 限 电 或 断 电 情 况 。光 伏 系 统 正 常 运 行 所 需 的 所 有 设 备 均 应 当 按 照 正 常 的 自 动 模 式 或 手 动 模 式 运 行 。在 完 成 功 能 测 试 和 正 常 调 试 程 序 后 ， 应 马 上 进 行 测 试 ， 以 便 所 有 关 键 系 统 均 能 够 正 常 运 行 。A.3 特 殊 情 况A.3.1 冰 雪当 冰 雪 覆 盖 了 光 伏 阵 列 的 任 何 一 部 分 时 ， 此 段 时 间 不 应 计 入 性 能 测 试 周 期 。 此 时 ， 性 能 测 试 周 期 应延 长 或 者 推 迟 ， 直 至 整 个 光 伏 阵 列 没 有 被 冰 雪 覆 盖 及 其 它 障 碍 物 遮 挡 。A.3.2 断 电 、 限 电测 试 期 间 有 断 电 或 限 电 情 况 发 生 时 ， 该 期 间 的 测 试 数 据 不 参 与 计 算 ， 但 是 需 要 在 测 试 报 告 中 注 明 。 A.3.3 不 可 抗 力如 果 在 测 试 周 期 内 发 生 合 同 方 无 法 控 制 的 不 可 抗 力 所 导 致 的 发 电 量 下 降 不 应 计 入 性 能 测 试 的 计 算结 果 。 此 时 ， 性 能 测 试 周 期 应 延 长 或 者 推 迟 ， 直 至 系 统 恢 复 正 常 运 行 ， 应 在 测 试 记 录 中 记 录 不 可 抗 力 导致 发 电 量 下 降 的 情 况 。 不 可 抗 力 包 括 （ 但 不 限 于 ） 业 主 要 求 的 临 时 停 电 、 电 网 临 时 停 电 和 电 网 异 常 导 致的 预 期 发 电 量 下 降 。A.4 测 试 仪 器用 于 测 量 光 伏 阵 列 表 面 辐 照 度 的 仪 器 应 全 部 安 装 到 位 并 且 工 作 状 态 良 好 。辐 照 、 温 度 等 测 量 仪 器 及 设 备 应 经 过 校 准 ， 且 满 足 IEC61724-1中 等 级 B的 要 求 ， 电 能 计 量 表 宜 采 用符 合 当 地 电 网 公 司 要 求 的 电 表 。根 据 IEC 61829标 准 中 所 规 定 的 位 置 进 行 温 度 测 量 ， 并 且 应 均 匀 布 置 于 整 个 场 地 。 将 传 感 器 粘 附 在组 件 背 面 。 A.5 测 试 程 序a 准 确 统 计 光 伏 电 站 的 组 件 标 称 功 率 之 和 ， 记 做 P0kW； T/CPIA XXX201X 6 b 将 辐 照 度 测 试 设 备 安 装 于 光 伏 阵 列 倾 斜 面 （ 如 果 是 跟 踪 支 架 系 统 ， 应 安 装 在 跟 踪 支 架 上 ， 不 要安 装 在 光 伏 组 件 上 ） ， 测 试 光 伏 方 阵 倾 斜 面 的 辐 照 度 ；c 将 温 度 传 感 器 粘 贴 在 组 件 背 面 中 心 位 置 电 池 中 心 ， 确 保 和 背 板 中 间 无 空 隙 ， 测 试 组 件 背 板 的 温度 Tm℃ ；d 设 置 设 备 的 采 样 间 隔 ， 应 不 大 于 1min,记 录 方 阵 面 的 实 时 辐 照 、 背 板 温 度 以 及 累 计 辐 照 ， 累 计辐 照 H（ Wh m-2） 。同 时 记 录 测 试 期 间 的 电 站 上 网 电 量 EoutkWh。 图 A1 温 度 传 感 器 布 置 的 位 置A.6 系 统 性 能 比 PR计 算系 统 性 能 比 计 算 公 式 见 A1  STCmeas0out GGPEPR //  （ A1）式 中 E out 光 伏 系 统 并 网 点 处 净 发 电 量 （ 单 位 kWh；P0 在 标 准 测 试 条 件 （ STC） 下 光 伏 系 统 全 部 光 伏 组 件 额 定 容 量 （ 单 位 kWp） ；Gmeas 光 伏 组 件 倾 斜 面 在 测 试 期 间 接 收 的 单 位 面 积 累 积 辐 射 量 （ 单 位 Wh m-2） ；GSTC 标 准 测 试 条 件 下 辐 照 度 ， 1000W.m-2。A.7 标 准 性 能 比 PRSTC计 算不 同 气 候 区 或 不 同 季 节 由 于 环 境 温 度 不 同 而 会 影 响 到 性 能 比 ， 为 了 排 除 温 度 的 影 响 ， 可 以 用 标 准 性能 比 PR STC对 光 伏 电 站 进 行 评 估 ， 标 准 性 能 比 是 将 温 度 条 件 修 正 到 标 准 测 试 条 件 （ 25℃ ） 的 性 能 比 。 由 于修 正 到 25℃ 结 温 会 带 来 较 大 的 修 正 误 差 ， 也 可 以 修 正 到 接 近 实 测 结 温 的 同 一 参 考 温 度 。 为 了 进 行 温 度 修正 ， 引 入 温 度 修 正 系 数 C， 计 算 公 式 见 式 A2  STCcc TTC ,1   （ A2）式 中 γ 光 伏 组 件 的 最 大 功 率 温 度 系 数 ；T c 评 估 周 期 内 组 件 电 池 结 温 和 辐 照 的 加 权 平 均 温 度 ， Tc计 算 公 式 见 式 A3；Tc,STC 标 准 测 试 条 件 下 电 池 结 温 25℃ 。      ni meas,ini icmeas,i GTGT 11 ,c / （ A3） T/CPIA XXX201X 7 式 中 Gmeas,I 采 集 的 第 i 个 组 件 表 面 辐 照 数 据 ， 包 含 测 试 期 间 所 有 的 数 据 ；Tc,I 第 i个 组 件 电 池 结 温 数 据 ， 包 含 测 试 期 间 所 有 的 数 据 。 Tc,i计 算 宜 参 考 公 式 A4  condSTCim dTGGTT  /ic, （ A4）式 中 Tm 背 板 温 度 ， ℃ ；Gmeas,I 测 试 的 辐 照 度 ， W m -2；dTcond按 照 表 A.1选 取 表 A.1 dTcond取 值 参 考 表组 件 类 型 安 装 方 式 dTcond/℃双 玻 开 放 式 3双 玻 紧 贴 屋 顶 1单 玻 电 池 背 板 开 放 式 3单 玻 电 池 背 板 紧 贴 屋 顶 0聚 合 物 薄 膜 金 属 开 放 式 32 2 倍 聚 光 组 件 追 踪 式 1 3标 准 性 能 比 的 计 算 见 公 式 A5      STCmeasoutSTC GGPCEPR /// 0 （ A5） T/CPIA XXX201X 8 附 录 B（ 资 料 性 附 录 ）功 率 比 （ RS） 测 试 方 法B.1 目 的光 伏 系 统 的 功 率 比 用 于 证 明 光 伏 系 统 的 整 体 转 换 效 率 能 够 满 足 系 统 设 计 的 要 求 。B.2 测 试 条 件a 光 伏 系 统 没 有 限 功 率 运 行 ；b 方 阵 面 辐 照 强 度 ≥ 700W.m -2， 辐 照 度 波 动 在 5W以 内 ， 组 件 背 板 温 度 波 动 在 0.1℃ 以 内 ；c 光 伏 方 阵 没 有 被 遮 挡 ， 且 没 有 积 雪 等 特 殊 情 况 。B.3 测 试 仪 器用 于 测 量 光 伏 阵 列 表 面 辐 照 度 的 仪 器 应 全 部 安 装 到 位 并 且 工 作 状 态 良 好 。 辐 照 、 温 度 等 测 量 仪 器 及设 备 应 经 过 校 准 ， 且 应 满 足 IEC 61724-1中 等 级 B的 要 求 。功 率 分 析 仪 ， 含 电 压 、 电 流 传 感 器 的 整 体 测 量 准 确 度 应 在 3以 内 。B.4 测 试 程 序a 准 确 统 计 光 伏 电 站 的 组 件 标 称 功 率 之 和 ， 记 做 P 0kW；b 将 辐 照 度 测 试 设 备 安 装 于 光 伏 阵 列 倾 斜 面 （ 如 果 是 跟 踪 支 架 系 统 ， 应 安 装 在 跟 踪 支 架 上 ， 不 要安 装 在 光 伏 组 件 上 ） ， 测 试 光 伏 方 阵 倾 斜 面 的 辐 照 度 Gmeas（ W m-2） ；c 将 温 度 传 感 器 粘 贴 在 组 件 背 面 中 心 位 置 电 池 中 心 ， 确 保 和 背 板 无 空 隙 ， 测 试 背 板 的 温 度 Tm℃ ；d 将 功 率 分 析 仪 接 入 交 流 并 网 逆 变 器 输 出 端 ， 采 用 间 隔 不 大 于 1s， 仪 器 应 设 置 为 自 动 采 集 和 存 储 ,测 试 光 伏 电 站 的 输 出 功 率 Pmeas（ kW） ；e 记 录 同 一 时 刻 的 光 伏 电 站 的 输 出 功 率 Pmeas、 Gmeas、 Tm， 并 按 公 式 A4计 算 对 应 的 电 池 结 温 Tc；f 将 测 试 的 光 伏 电 站 交 流 输 出 功 率 P meas（ kW） 修 正 到 标 准 测 试 条 件 （ STC， 1000W m-2， 25℃ ） ，得 到 修 正 后 的 输 出 功 率 Pcorr-STC， 修 正 公 式 见 公 式 B1     STCccSTCmeasmeas TTGGPP ,STC-corr 1//   （ B1）式 中 Pcorr-STC 修 正 到 STC条 件 的 交 流 输 出 功 率 ， kW；Pmeas 实 测 交 流 输 出 功 率 ， kW；g 计 算 光 伏 电 站 功 率 比 ， 见 公 式 B2 100/ 0   PPRS STCcorr （ B2）h 重 复 测 试 三 次 ， 取 三 次 结 果 的 算 术 平 均 值 作 为 最 终 结 果 ；i 光 伏 电 站 功 率 比 不 包 括 温 升 损 失 、 遮 挡 损 失 、 弃 光 损 失 、 电 站 停 机 损 失 等 与 时 间 相 关 的 损 失 。