光伏电站现场IV曲线测试仪分析

在光伏电站的日常运维与性能评估中，IV曲线测试仪是一款不可缺少的设备。通过对光伏组件/串的IV曲线测试，可为评估其电性能、判断质量优劣、排查故障等提供重要依据。

光伏IV曲线测试是评估光伏组件/串电性能的核心手段。借助该测试，能够获取光伏组件/串在不同光照和温度条件下电流与电压的关系，得到开路电压（Voc）、短路电流（Isc）、最大功率点工作电压（Vmp）、最大功率点工作电流（Imp）、最大功率点（Pmax）、填充因子（FF）等参数。这些参数直接反映了光伏组件/串的发电能力，以及在不同环境条件下的适应性和稳定性，是判断其质量好坏的重要标准。在光伏电站运行过程中，受环境因素、设备老化或人为操作等影响，光伏组件/串可能出现故障或性能下降。通过分析IV曲线关键点位的形变，可分辨出异常情况，分析原因并快速定位故障点，帮助运维人员及时修复，减少系统停机时间，提升电站运行效率和稳定性。

光伏IV测试的原理基于光电效应和电路分析。测试时，首先要确保太阳能电池组件与测试设备正确连接，利用标准电池片及温度传感器采集组件接收的辐照量和背板温度。之后，将太阳能电池组件置于开路状态，测量其开路电压（Voc）。测试仪从 0V 开始逐渐增加工作电压，同步测量对应的输出电流，最后将这些电压和电流数据绘制成IV曲线。

根据 NB/T 11222-2023《光伏组串 I-V 检测及诊断技术规范》，IV曲线的关键点位和形状包括开路点、短路点、最大功率点、台阶拐点、平臂、垂臂坡度等，通过这些关键点位的形变可初步判断组件/串存在的故障。

当IV曲线上出现台阶或凹陷时，意味着被测方阵或组件不同区域存在错配，这通常是由于旁路二极管导通，部分电流被分流所致。可能的原因有方阵或组件被部分遮挡、污染、遮盖，存在损坏的电池/组件，或旁路二极管短路等，即使只是遮挡一个电池，也可能引发这种曲线形变。

低电流导致预期电流与测量电流不同时，若由方阵引起，可能是统一污染、带状遮挡、灰尘沉积或光伏组件衰减等；若由组件导致，可能是组件信息导入错误、并联组串个数错误接入或错配；辐照感应器校准或安装问题、辐照度变化、反射影响及辐照度过低等都可能造成这种情况，测量电流也可能高于预期电流。

低电压的产生也有多方原因。可能是旁路二极管导通或短路、组串中组件数错误、电势诱发衰减效应（PID）或整体被遮挡；可能是信息导入错误或并联组串个数导入错误；测量时，电池温度测量不准或组串测量值与预测值有实质偏差等都可能引起电压变化，且测量电压也可能高于预期。

IV 曲线的圆滑弯曲可能是老化的表现，需检查平行和垂直支柱的斜率，斜率变化可能产生类似的曲线形状变化。

竖直支柱斜率变小，若处于曲线后部、最大功率点电压（Vmp）和开路电压（Voc）间，可能是光伏布线损坏或故障、组件或方阵连接处故障、组件串联电阻增加等原因，较长电缆连接也可能影响曲线形状。而IV曲线上部分斜率变化，可能由光伏电池的分流电路、组件短路电流（Isc）错配、渐变的遮挡或污垢等导致，分流通常由电池或电池连接中的局部缺陷造成，可通过红外测试发现，生产差异及不同程度的遮挡也会对曲线产生影响。

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