光伏太阳能发电站现场评估系统

（1）系统简介

光伏太阳能发电站现场测试系统作为国内首套现场测试系统，将传统实验室测试设备进行便携式改造，以实现现场的快速测试与数据评估。

太阳能发电行业从最初原料到最终成品主要包括有六个环节，分别为：原料加工、硅料加工、硅片加工、电池片加工、太阳能电池组件加工和最终建成太阳能发电站。目前在原料加工至太阳能电池组件加工这5个环节，对产品的控制都有一种相对成熟的方法，在每个阶段都对产品进行相应测试，并对其进行抽样测试，以判断其合格程度。由于这些步骤都是在工厂内部进行，因此测试也均在实验室进行，大多没有考虑到产品最终使用的环境特点。

在太阳能电池组件做成真正的太阳能发电站之后，就没有了相应的测试手段对电池的电压、电流等特性的测试，完全按照太阳能电池组件的特性对发电站的发电能力进行评估，这就忽略了环境对发电的影响。

太阳能电池组件在实验室的测试中的测试环境都是在最佳的光照和温湿控制条件下完成的，而现场是无法做到实验室的条件的，因此要保证对发电站的准确评估，必须要在发电站现场对电池特性进行重新测试，包括光照强度、光照角度、温度变化、湿度变化等因素都要考虑在内。

此外，在太阳能发电站运行一段时间之后，太阳能电池的发电特性会受到一定的影响，这主要是由于环境对太阳能电池会造成一定的损伤，这就导致其发电效率会与出厂之时有一定差异。因此，对发电站的运营管理其中的重要一环就是对运行中的电池板特性进行测试。而目前由于国内的发电站建成时间都相对较短，较大的发电站配有非常复杂的电池板特性监测系统，能够对各部分进行数据管理；但是对一些规模相对较小的发电站，一般不会配有规范的监测系统，这就极易导致发电站出了问题也无从查起，没有行之有效的手段对发电站各部分进行快速测试和评估的方法。

综上所述，目前国内的行业发展没有非常行之有效的方法对既有太阳能发电站和新建太阳能发电站进行评估和测试，这就极易导致资源的浪费。光伏太阳能发电站现场评估系统能够对新建太阳能发电站进行现场评估，对其发电能力进行客观的计算；对既有发电站进行快速检测，快速得到系统内部出现的各种问题，方便科学管理。

（2）应用范围

环境数据是决定太阳能发电的重要指标，对太阳能发电质量起着决定性作用，同时也是对太阳能发电站的设计提供有 效的数据保证。本系统即可以独立使用，也可与发电站配合工作，系统主要测试功能如下 ：环境温湿度，风速风向,降水, 感知雨雪，太阳总辐射、太阳直接辐射,日照时间,散射 辐射,表面反射率,太阳透光率,电池温度，充电电流、充电电压、逆变输出电流、逆变输 出电压、工作电流、工作电压，配合电子负载该系统可对10W---500KW太阳能电池组件及方阵直接测量，利用自然光做光源能快速测出方阵I-V特性，P-V特性等指标。

（3）技术参数

（3-1）环境温度：（瑞士进口）

Ø 通 道 数：1路

Ø 测量范围:-50～80℃

Ø 测量精度:±0.2℃

Ø 分 辨 率:0.1℃

（3-2）环境湿度: （瑞士进口）

Ø 通 道 数:1路

Ø 测 量范围:0～100%

Ø 测量精度:±2%RH、

Ø 分 辨 率:0.1%RH

（3-3）露点 （环境温湿度算出露点值）：

Ø 通 道 数：1路

Ø 测量范围:-40～50℃

Ø 测量精度:±0.2℃

Ø 分 辨 率:0.1℃

（3-4）降水量:

Ø 通 道 数：1 路

Ø 测量范围：0～999.9mm

Ø 测量精度：±0.3mm

Ø 分 辨 率： 0.1mm

（3-5）风速：

Ø 通道数:1路；

Ø 范 围:0～60米/秒；

Ø 精 度:±0.3米/秒；

Ø 显示分辨率:0.1米/秒；

（3-6）风 向:

Ø 通道数:1路；

Ø 范 围:0～360度；

Ø 精 度:±3度；

Ø 显示分辨率:1度；

（3-7）总辐射

Ø 2路(水平面和电池 板平面)

Ø 范 围:0～2000W；

Ø 精 度:小于5%；

Ø 显示分辨率 :1W；

（3-8）自动跟踪直接辐射

Ø 测量范围:0～2000W；

Ø 精 度 :小于5% ；

Ø 显示分辨率:1W；

Ø 光谱范围:280—3000nm；

Ø 跟踪精度：24小时小于±1°

Ø 稳定性：±1%

Ø 温度特性： ±1%(-20℃～ 40℃)

Ø 重量：5kg

Ø 电源电压：DC 12V±l5% AC 220V±l0%

Ø 测试精度：±2%

Ø 信号输出：0～20mV

（3-9）日照时间:

Ø 测量范围：0～24小时

Ø 精度：小于±0.1小时

Ø 分辨率：0.1小时

（3-10）太阳散射辐射

Ø 范 围:0～2000W；

Ø 精 度:小于5% ；

Ø 显示分辨率:1W；

Ø 光谱范围:280—3000nm；

（3-11）温度:(蓄电池温度2路，太阳能电池板温度2路)

Ø 通道数:4路

Ø 范 围:-50～100℃；

Ø 精 度:±0.2℃；

Ø 显示分辨 率:0.1℃；

Ø 结构：全密封结构，防潮，防水，粘贴电池表面；

（3-12）感雨雪:采用电磁波技术时刻监测雨雪产生，并及时报警，提醒维护。

Ø 测量范围： 雨雪有无输出信号：

Ø 开关量输入电压：DC12/24V

Ø 电位引线：4线安放时请将其倾斜一定角度，且电源输出端要在高处。

Ø 此传感器分传感器 探头和加热电路两部分，当探头探知有雨雪后再把加热电路加电。

（3-13）电池表面太阳反射率:检测组件表面是否结冰,积累灰尘，积雪情况， 一但组件此项指标改变，会影响发电效率，并根据太阳反射率值分析故障原因。物体对入射辐射的反射部分称为反射辐射，反射辐射与入射总辐射之比用反射率表示。自然物体的反射率可分为长波反射率和短波反射率。由于长波反射率的绝对值很小，且目前尚无法将 一物体对长波辐射的反射同其自身的热辐射区别开来，故通常所说的反射率系指短波反射 率而言。测量短波反射率的仪器称为反射率表。反射率表可以用在农田，建筑物、船舶、 气球、飞机探测和森林里及树冠上进行反射率的测量。

Ø 光谱范围：280～3000nm

Ø 信号输 出：0～20mV

Ø 余弦响应：≤±5%(太阳高度角10°时)

Ø 稳定性 ：±2%范 围:0～100%；

Ø 精 度:小于2% ；

Ø 显示分辨 率:0.1%；

（3-14）太阳透光率：由于电池组件长期工作在室外，上表面容易积尘，会降低电池板的发电效率，对该项指标的监测可以提示人员及时维护，有助 于分析发电效率。

Ø 光谱范围：280～3000nm

Ø 信号输出：0～20mV

Ø 余弦响应： ≤±5%(太阳高度角10°时)

Ø 稳定性：±2%

Ø 范 围:0～ 100%；

Ø 精 度:小于2% ；

Ø 显示分辨率:0.1%；

Ø 外形尺 寸:400*400*150

（3-15）标准太阳电池传感器（2路）：根据太阳电池I/V曲线特性与太阳光的吸收率，获得相对太阳辐射量，其值与总辐射表值有区别，由于光谱性能与电池板相符，因此可测量电池板的转换效率。出厂前测量温度与I/V曲线关系图, 用于校正现场组件的温度特性与光效率值。

Ø A尺寸： 200*200（MM）

Ø B.多晶硅或单晶硅等与组件相同的材料

Ø C.功率：0.5W

（3-16）HIK-SPSTA型太阳能电池I-V曲线测试仪：该I-V曲线测试仪，用于测量各种太阳能电池及组件。由于仪器利用光辐射强度，环境温湿度，组件温度，电流，电压并结合电子负载原理，自动计算出被测组件的I-V曲线值，实现宽测量范围和高精度检测，可用于室内太阳能模拟器测试，及室外自然光的评测。

Ø 数据存储容量:6000条 ，存储内容为设定时间内的数据平均值。

Ø 供电：交流220V，直流12V；

Ø 通讯接口:标准RS232接口，与管理微机有线连接，实时传送采集数据。

Ø 数据采集器：采用高性能微处理器为主控CPU，大容量数据存储器，可连续存储数据(存储时 间可以设定)，工业控制标准设计，便携式防震结构，大屏幕汉字液晶显示屏(一屏显示多 路监测要素,替代微机)，轻触薄膜按键，适合在恶劣工业环境使用，既可与微机同时监测 ,又可以断开微机独立运行。

Ø 显示方式:大屏幕液晶汉字及图形显示,一屏显示多路 数据, 液晶尺寸:115*65(mm)；

Ø 记录仪具有先进的轻触薄膜按键,操作简单,实现对 各路数据的实时观测；

Ø 仪器尺寸：340*150*300（mm）；

Ø 重量：6.5Kg，金属外壳 ；

Ø 能快速测出方阵I-V曲线，P-V曲线，短路电流，开路电压，峰值功率，峰值功 率点电压，电流，定电压点电流，填充因子，转换效率等特性指标。

Ø 电压接口： （蓄电池电压，逆变器输出电压，太阳能电池回路电压）

Ø 通道数:标准4路（ 通道可选1—16路）

Ø 电压范围:0～250V（根据要求可选，交直流均可） ；

Ø 精 度:小于0.5%；

Ø 显示分辨率:0.1V；

Ø 电流接口：（ 总充电电流，逆变输出电流，太阳能电池回路电流）

Ø 通道数:标准4路（通道 可选1—16路）

Ø 电流范围:0～30A；（根据要求可选，交直流均可）

Ø 精 度:小于0.5%；

Ø 显示分辨率:0.1A；

（3-17）HIK-SPST型太阳能电站测试仪：该采集器采用高性能微处理器为主控CPU，大容量数据存储器，可连续存储数据 (存储时 间可以设定)，工业控制标准设计，便携式防震结构，大屏幕汉字液晶显示屏(一屏显示多 路监测要素,替代微机)，轻触薄膜按键。适合在恶劣工业环境使用。既可与微机同时监测 ,又可以断开微机独立监测。

Ø 18.1显示方式:大屏幕液晶汉字及图形显示,一屏显示 多路数据, 液晶尺寸:115*65(mm)

Ø 18.2检测仪具有先进的轻触薄膜按键,操作简单, 实现对各路数据的实时观测。

Ø 18.3仪器尺寸：340*150*300（mm）重量：6.5Kg,金 属外壳。

Ø 18.4显示及存储内容：环境温湿度，风速风向,降水,辐射,日照时间,表 面反射率,太阳透光率,电池温度，电流，电压等信息。

Ø 18.5存储容量:6000条，存 储内容为设定时间内的数据平均值。

Ø 18.6供 电:交流220V或 直流12V

（3-18）通讯接口:系统可配有线（ 标准RS232/RS485/RJ45） 无线GPRS网两路通讯接口；配有线标准RS232接口，与管理微机 连接（增加驱动器通讯距离达200米），实时传送采集数据.配无线通讯控制器可实现监测 中心对各路站点进行实时监测，系统采用GPRS网通讯技术，不受距离限制，数据传输可靠, 异地遥测，保证发电系统的正常运行。

（3-19）移动存储装置：（存储控制器 两块 U盘(1G/2块)）FS-1型移动存储装置是为满足我公司仪器大量数据存储需要而设计 的大容量外扩存储器。其结合了移动存储器及数据通讯技术，将移动存储器（U盘）与监 测仪器的数据通讯口连接就可完成实时监测数据的连续存储，然后可替换移动存储器（U 盘）将已得到的监测数据导入微机。具有无限量存储容量，操作方便，数据实时可靠，断 电后数据永不丢失等特点。

（3-20）数据管理软件:HIK-SPST型光伏太阳能发电站现场评估系统管理软件可在WINDOWS2000以上环境即可运行，实时显示各路数据，绘制各 点参数曲线图,数据自动存储（存储时间可以设定），存储方式EXCEL标准格式，可供其它软件调用。

（4）系统组成