光伏电站IV曲线测试的意义
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光伏电站IV曲线测试的意义
免责声明
本PPT不能作为光伏IV曲线测试标准或者标准的替代版本 操作者应严格按照IEC61829，IEC62446及相关参考标准进行测试，任何由于违反操作规 程或者由于对本PPT误读造成的伤害或损失，德国GMC-I高美测仪不承担连带责任
© 2015 GMC-INSTRUMENTS
IV曲线测试的目的
测量串开路电压（Voc）和 短路电流（Isc）以及极性。 最大功率点电压（Vmpp）、 电流（Impp）和峰值功率 （Pmax）的测量。 光伏组件/组串填充系数FF 的测量。 识别光伏组件/阵列缺陷或 遮光等问题。 积尘损失、温升损失，功率 衰减、串并联适配损失计算等
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IV曲线的基础概念
Voc 开路电压 Isc 短路电流 Vmpp最大功率点电压 Impp最大功率点电流 Pmax峰值功率
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IV曲线的基础概念
填充因子FF是太阳能电池品
质的量度，定义为实际的最大 输出功率除以理想目标的输出 功率(IscVoc)， FF越大，太阳 能电池的质量越高。FF的典型 值通常处于60~85%，并由太 阳能电池的材料和器件结构决 定。
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影响IV曲线的因素
辐照度越大，
短路电流越大， 辐照度对于开路 电压影响不大
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影响IV曲线的因素
温度越高，开路 电压越小，温度对 短路电流影响不大
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影响IV曲线的因素
温度一定的情况 下，辐照度越高， 组件输出功率越大
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组件的IV曲线分析
STC状态下的组 件电参数
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组件的IV曲线分析
IV曲线测试仪测试 的数值转换到STC条
件下的值和厂家出厂
的datasheet值进行 对比才有意义
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IV曲线测试步骤
确保待测组串和逆变器断开 被测试组串应该隔离并连接到I-V曲线测试 设备。 根据被测试组件的特性、类型和数量对测试 仪器进行设置。 与I-V 曲线测试仪相关的辐照度计应安装成 与阵列平面匹配， 并对其进行检查以确保其不受任何局部遮光或 反射光的影 响。在使用参考电池装置的情况下，应对其进 行检查，以确保其与被 测阵列具有相同的电池技术，或者针对技术上 的差异进行适当的修正。
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IV曲线测试步骤
I-V曲线测试仪使用电池温度探
头时，它应与组件后部紧密接触， 并且在朝向模块中心的电池中心， 同时检查并且串Voc值在期望的
范围内。
在辐照度达到仪器要求值并稳 定时开始测试
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IV曲线测试接线
注意事项： 参考组件和待测组件保持 水平 背板温度传感器放置待测 组件中心位置
辐照度不稳定时或过低时
会影响STC换算
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IV曲线评估
1、阶梯或凹陷 2、低电流 3、低电压 4、圆膝 5、竖直腿浅坡 6、水平腿陡坡
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IV曲线评估-阶梯或凹陷
I-V 曲线中的阶梯或凹陷表示被测试的阵列或组件的不同区域之
间的不匹配情况，可能会有如下情况引起：
阵列或组件局部遮挡。
阵列或组件局部污渍或以其他方式遮蔽（比如雪等）
PV电池片/组件损坏。 旁路二极管短路。
注意：即使组件中只有一个单元被部分遮蔽也可能会导致相关的旁路
二极管导通，并在曲线中产生一个凹陷。
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IV曲线评估-低电流
许多因素可以导致预期电流和测量电流之间的变 化，这些总结如下
阵列原因： 均匀污染 条纹遮挡（纵向组件） 污垢坝（纵向组件） 光伏组件劣化 建模原因： PV组件数据输入错误 错误地输入多个并联串
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IV曲线评估-低电流
测量原因：
辐照传感器校准或测量问题。 辐射传感器未安装在阵列的平面中。
I-V曲线测量时辐照度改变。
反射效应导致辐照传感器记录偏高的辐照度。 辐照太低或太阳太接近地平线。
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IV曲线评估-低电压
电压变化的潜在原因包括以下
阵列原因： .旁路二极管导通或短路。 光伏串的组件数量错误。 电势诱导衰减（PID）。 对整个电池片/组件/组串有明显的、均匀的遮挡。 建模原因： 错误地输入PV组件数据。 错误输入串中的组件数目。 测量原因： PV电池温度与测量值不同。
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IV曲线评估-圆膝
I-V 曲线的膝盖的倒圆可能是老化过程的表现。在
得出结论之前，检查I-V曲线的水平和垂直腿的斜率。
如果它们已经改变，则会在膝盖的形状中产生视觉 上类似的效果。
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IV曲线评估-竖直腿中的浅坡
最大功率点（V mpp）和V oc之间的I-V曲线的后一 部分的斜率受到对被测电路的串联电阻的影响。增加
的电阻将减小曲线的该部分中的斜率的陡度。
串联电阻增加的潜在原因包括： 光伏配线损坏或故障（或电缆尺寸不足）。
组件或阵列互连处故障（连接不良）。
组件自身串联电阻增加（电池片连接导致高阻或接线盒 老化腐蚀）
当使用长电缆测试阵列时，这些电缆的电阻将影响曲线形
状，并可能对曲线产生影响，建议使用四线法测量
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IV曲线评估-水平腿的陡坡
I-V曲线上部的斜率变化可能是由于： PV电池中的分流路径。 组件I sc不匹配。 锥形阴影或污垢（例如污垢坝）。
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如何利用IV曲线测试仪快速定位问题组件
测量组串发现曲线 有台阶
依次遮挡单个组件，短路 电流会下降，但曲线台阶基
本不变
当遮挡到某个组件发现曲
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本PPT不能作为光伏IV曲线测试标准或者标准的替代版本 操作者应严格按照IEC61829，IEC62446及相关参考标准进行测试，任何由于违反操作规 程或者由于对本PPT误读造成的伤害或损失，德国GMC-I高美测仪不承担连带责任
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IV曲线测试的目的
测量串开路电压（Voc）和 短路电流（Isc）以及极性。 最大功率点电压（Vmpp）、 电流（Impp）和峰值功率 （Pmax）的测量。 光伏组件/组串填充系数FF 的测量。 识别光伏组件/阵列缺陷或 遮光等问题。 积尘损失、温升损失，功率 衰减、串并联适配损失计算等
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IV曲线的基础概念
Voc 开路电压 Isc 短路电流 Vmpp最大功率点电压 Impp最大功率点电流 Pmax峰值功率
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IV曲线的基础概念
填充因子FF是太阳能电池品
质的量度，定义为实际的最大 输出功率除以理想目标的输出 功率(IscVoc)， FF越大，太阳 能电池的质量越高。FF的典型 值通常处于60~85%，并由太 阳能电池的材料和器件结构决 定。
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影响IV曲线的因素
辐照度越大，
短路电流越大， 辐照度对于开路 电压影响不大
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影响IV曲线的因素
温度越高，开路 电压越小，温度对 短路电流影响不大
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影响IV曲线的因素
温度一定的情况 下，辐照度越高， 组件输出功率越大
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组件的IV曲线分析
STC状态下的组 件电参数
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组件的IV曲线分析
IV曲线测试仪测试 的数值转换到STC条
件下的值和厂家出厂
的datasheet值进行 对比才有意义
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IV曲线测试步骤
确保待测组串和逆变器断开 被测试组串应该隔离并连接到I-V曲线测试 设备。 根据被测试组件的特性、类型和数量对测试 仪器进行设置。 与I-V 曲线测试仪相关的辐照度计应安装成 与阵列平面匹配， 并对其进行检查以确保其不受任何局部遮光或 反射光的影 响。在使用参考电池装置的情况下，应对其进 行检查，以确保其与被 测阵列具有相同的电池技术，或者针对技术上 的差异进行适当的修正。
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IV曲线测试步骤
I-V曲线测试仪使用电池温度探
头时，它应与组件后部紧密接触， 并且在朝向模块中心的电池中心， 同时检查并且串Voc值在期望的
范围内。
在辐照度达到仪器要求值并稳 定时开始测试
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IV曲线测试接线
注意事项： 参考组件和待测组件保持 水平 背板温度传感器放置待测 组件中心位置
辐照度不稳定时或过低时
会影响STC换算
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IV曲线评估
1、阶梯或凹陷 2、低电流 3、低电压 4、圆膝 5、竖直腿浅坡 6、水平腿陡坡
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IV曲线评估-阶梯或凹陷
I-V 曲线中的阶梯或凹陷表示被测试的阵列或组件的不同区域之
间的不匹配情况，可能会有如下情况引起：
阵列或组件局部遮挡。
阵列或组件局部污渍或以其他方式遮蔽（比如雪等）
PV电池片/组件损坏。 旁路二极管短路。
注意：即使组件中只有一个单元被部分遮蔽也可能会导致相关的旁路
二极管导通，并在曲线中产生一个凹陷。
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IV曲线评估-低电流
许多因素可以导致预期电流和测量电流之间的变 化，这些总结如下
阵列原因： 均匀污染 条纹遮挡（纵向组件） 污垢坝（纵向组件） 光伏组件劣化 建模原因： PV组件数据输入错误 错误地输入多个并联串
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IV曲线评估-低电流
测量原因：
辐照传感器校准或测量问题。 辐射传感器未安装在阵列的平面中。
I-V曲线测量时辐照度改变。
反射效应导致辐照传感器记录偏高的辐照度。 辐照太低或太阳太接近地平线。
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IV曲线评估-低电压
电压变化的潜在原因包括以下
阵列原因： .旁路二极管导通或短路。 光伏串的组件数量错误。 电势诱导衰减（PID）。 对整个电池片/组件/组串有明显的、均匀的遮挡。 建模原因： 错误地输入PV组件数据。 错误输入串中的组件数目。 测量原因： PV电池温度与测量值不同。
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IV曲线评估-圆膝
I-V 曲线的膝盖的倒圆可能是老化过程的表现。在
得出结论之前，检查I-V曲线的水平和垂直腿的斜率。
如果它们已经改变，则会在膝盖的形状中产生视觉 上类似的效果。
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IV曲线评估-竖直腿中的浅坡
最大功率点（V mpp）和V oc之间的I-V曲线的后一 部分的斜率受到对被测电路的串联电阻的影响。增加
的电阻将减小曲线的该部分中的斜率的陡度。
串联电阻增加的潜在原因包括： 光伏配线损坏或故障（或电缆尺寸不足）。
组件或阵列互连处故障（连接不良）。
组件自身串联电阻增加（电池片连接导致高阻或接线盒 老化腐蚀）
当使用长电缆测试阵列时，这些电缆的电阻将影响曲线形
状，并可能对曲线产生影响，建议使用四线法测量
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IV曲线评估-水平腿的陡坡
I-V曲线上部的斜率变化可能是由于： PV电池中的分流路径。 组件I sc不匹配。 锥形阴影或污垢（例如污垢坝）。
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如何利用IV曲线测试仪快速定位问题组件
测量组串发现曲线 有台阶
依次遮挡单个组件，短路 电流会下降，但曲线台阶基
本不变
当遮挡到某个组件发现曲