【技术深度】光伏发电系统的五个关键测试点指标

光伏发电系统试验包括光伏阵列试验、绝缘电阻试验、绝缘耐压试验、接地电阻试验、逆变器性能试验5个模块。

一般来说，阵列组件串中的电池组件的规格和型号是相同的。根据元器件厂家提供的技术参数，求出单个元器件的开路电压，再乘以串联数，其值应基本等于元器件串两端开路电压。

电池组件的开路电压通常由36、60或72个电池单元组成，分别为21～22V、38～39V或44～46V。如果有多个电池模块串联，模块串两端的开路电压应该是上述电压的整数倍左右。测量电池模块串两端开路电压，看是否基本满足上述要求。如果差异太大，可能会出现部件损坏、极性反转或连接处接触不良等问题。逐个检查模块的开路电压和连接情况，找出故障。

电池模块串两端测得的短路电流应基本满足设计要求。如果差异很大，一些组件可能性能较差，应该更换。

如果串联的电池元件数量较大，则开路电压可达600～700V甚至更高。

所有电池模块合格后，检查电池模块的串并联情况。确认各电池组件串的开路电压基本相同后，可进行各串并联。并联后电压基本不变，总的短路电流大致等于各元件串联的短路电流之和。在测量短路电流时，也要注意安全，过多的电流可能会跳起火花，造成设备或人身事故。

如果存在多个子阵，则每个子阵的正、负输出必须按照上述方法进行合格检查后才能连接到母线盒或逆变器上，然后才能测量出该子阵的总工作电流、电压等参数。

为了了解光伏发电系统组成各部分的绝缘状态，确定是否可以通电，需要进行绝缘电阻测试。光伏发电系统的绝缘电阻测试一般在光伏发电系统施工安装准备投入运行前、运行中定期检查和故障确定时进行。绝缘电阻测试主要包括光伏阵列、直流母线箱、直流配电柜、交流配电柜和逆变器系统电路测试。

由于光伏方阵高压白天总是存在,在光伏方阵的绝缘电阻测试电路,准备一个可以承受光伏方阵的短路电流开关,短路开关输出的光伏方阵将首先短路,根据需要使用500V或1000V绝缘电阻计(俗称兆欧计或振动台),然后测量每个输出终端地面光伏方阵,绝缘电阻之间的绝缘电阻应不少于10mΩ,具体测试方法如并网光伏发电系统下图所示。当光伏阵列输出端装有防雷装置时，试验前应将防雷装置地线从电路中取出，试验结束后恢复原状。

逆变电路绝缘电阻测试方法如下图所示。根据逆变器额定工作电压选择500V或1000V绝缘电阻表进行测试。逆变器绝缘电阻测试主要包括输入电路绝缘电阻测试和输出电路绝缘电阻测试。

测试输入和输出回路的绝缘电阻时,首先电池模块和总线箱分开,并分别短路所有输入终端的直流输入电路和交流输出电路的输出终端,然后测量输入电路之间的绝缘电阻和地线之间的绝缘电阻输出电路和地线。逆变器的输入输出绝缘阻值不得小于2MΩ。

直流母线箱、直流配电柜、交流配电柜的绝缘电阻测试方法与逆变器基本相同。其输入、输出引线和外壳的绝缘电阻应不小于10MΩ。

对于光伏阵列和逆变器，需要进行绝缘耐压试验来测量光伏阵列电路和逆变器电路的绝缘耐压值。测量条件和方法与上述绝缘电阻试验相同。

绝缘耐压试验的光伏阵列电路开路电压的标准光伏阵列作为最大的使用电压、光伏阵列电路的测试时间+1.5倍的最大使用电压直流电压或交流电压的1*10分钟检查绝缘是否损害发生。绝缘电压试验时，要将防雷装置等防雷装置取下或从电路中取出，然后进行试验。

逆变电路绝缘耐压试验时，试验电压与光伏阵列电路相同，试验时间也为10min，以检查逆变电路是否有绝缘损伤。

接地电阻通常由接地电阻计测量，接地电阻计还包括接地电极引线和两个辅助电极。接地电阻的测试方法如下图所示。试验过程中，接地电极与两个辅助电极之间应间隔约20m，并呈直线排列。接地电阻的测量方法是将接地电极连接到接地电阻表的E端，辅助电极连接到电阻表的P端和C端。接地电阻计有手动式、数字式、卡钳式等几种。

在有条件的情况下，最好对逆变器的性能进行综合测试，验证其是否满足GB/T19064-2003国家标准的具体要求。

对于一般的离网型光伏发电系统，逆变器的主要功能是防止电池过充过放电。在将逆变器连接到光伏系统之前，最好单独测试逆变器。合适的直流稳压器可以为逆变器的输入端提供稳定的工作电压，调节电压，当充满断开、恢复连接和低压断开时，验证电压是否满足要求。一些逆变器具有输出稳压功能，可以在适当的范围内改变输入电压来测量输出是否稳定。此外，还要对逆变器进行测试，看逆变器的最大功耗能否满足其额定工作电流的1%的要求。如果逆变器还具有智能控制、设备保护、数据采集、状态显示、故障报警等功能，也可以进行适当的检测。

对于小型光伏系统或确认逆变器出厂前已经过测试合格，且在运输安装过程中没有损坏的，这些测试不得在现场进行。

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