隆基技术分享：山地光伏电站项目智能IV诊断误差分析

随着碳中和碳达峰的目标的确立，国内光伏装机量将迎来爆发式增长，合适的土地资源日益稀缺，大型地面光伏电站已逐渐由平原、戈壁转向山地。山地光伏电站项目的设计、施工、运维中存在的各项难题备受业界关注，比如传统IV检测需要人工携带相关设备到光伏现场进行离线检测，并且依靠人工输出报告，耗时长，劳动量大，在山地项目中，该项工作所面临的劳动强度、难度比平地项目增加数倍，且排查速度慢。引入智能IV诊断系统后，整个检测远程在线完成，无需人员到达光伏阵列测试，大幅提升光伏电站运维效率，提升电站全生命周期的营维效益。所以，智能IV诊断系统在运维群体中备受青睐。某山地光伏电站在使用光伏组串智能IV诊断系统过程中发现，部分光伏子阵存在不同时间段诊断结果不一致、可重复性低、误报率较高的情况，通过理论分析及结果实际验证，分析智能IV诊断过程中存在的问题及成因。

01、误差描述

某日下午13:35，某光伏电站在使用智能IV诊断过程中，A逆变器所接入18路组串中有11路存在“组串电压异常”的告警信息，经技术人员到现场排查，发现实际仅有1路组串中存在异常组件，其余支路组串工作状态正常。次日上午11:03，对该区域进行复检，系统仅有1路组串告警“组串电压异常”，编号与实际异常组件所在组串吻合。

该电站运维人员对全站智能IV诊断结果进行排查，告警准确率约50%，远远低于该套系统在其他光伏电站的准确率。

02、原因分析

对出现的本次误差的光伏子阵运行信息收集如下：

经实地观察测量，A逆变器所处位置为东坡，共分为南北两排布置，每排9路组串;其中#1、#10组串在山脊位置，组串支架横梁与水平面夹角接近0°;#2-#9、#11-#18组串按顺序沿坡面平铺，#9、#18组串位于坡底位置;#2-#8组串横梁与水平面夹角约10°;地形信息如图1所示。

图 1 组串位置示意图

两次智能IV诊断告警信息见表1、表2。

表 1 智能IV诊断告警信息(PV4-9告警)

表 2 智能IV诊断告警信息(PV5告警)

现场实地排查，仅PV5组串其中一块组件电压异常，与告警信息吻合，PV6-PV9经逐个排查并未发现异常。

查询电站气象站数据如表3所示：

表 3 气象站记录数据

针对本次出现误差的情况，初步判断由坡向引起，对此验证分析如下：

图 2 两次时间点组件表面入射光角度差异

图 3 组件表面有效全辐照计算示意图

由站内气象站记录已知两个时间点时与组件同样倾斜面(南北向，水平夹角)辐照计数值，根据太阳、组件、坡向三者之间几何关系(如图3)计算得修正后组件表面有效全辐照如表4所示：

表 4 组件表面有效全辐照

依据桑迪亚实验室、IEC60891相关公式计算组串开路电压，结果如表5：

注：该地形位于坡地中的山谷，上表计算过程中东坡风速取山脊风速的0.3倍;当东坡风速取山脊风速的0.5倍时，下午13:35电压差值为-14V。开路电压差与坡面风速系数关系计算结果如图4所示。

图 4 开路电压差与风速系数关系

对比智能IV诊断中组串#1、#6所测量的IV曲线数据，两者开路电压差值为-10V。如图5所示：

图 5 组串#1、#6 实测IV曲线对比

单块组串标称开路电压为49.2V，组件内单个电池串异常损失电压为-16.4V，与上述计算结果接近。

综上，通过理论分析可以解释东坡组串在下午(背阴)和上午(向阳)是开路电压存在一定差异，该差异与太阳光入射角度、风速密切相关，极有可能是影响智能IV诊断中提示电压异常告警误判的主要原因。

03、启发

山地光伏项目因其地形复杂、影响因素众多，在智能IV诊断系统使用过程中存在较多的干扰因素，不同项目各有差异，无法做到完全数据化、统一化考量。实际生产环境使用过程中，建议在不同时间段、不同风速、不同辐照强度条件下多次测量，积累经验数据，不断提升系统信息利用的准确率，提高运维工作效率。

隆基清洁能源一直致力于提供全生命周期光伏系统解决方案，在光伏各类场景应用中积累了丰富的经验、数据，与逆变器、支架厂商进行了深度的技术融合，以技术引领、设备融合、方案设计、项目交付、增值服务等方面全方位集成，向客户提供优质、高效、可靠的生态光伏发电系统。

 

供稿：付玉锋、田书凯