一种光伏组件IV测试方法

技术领域

本发明涉及IV测试技术领域，更具体地说，涉及一种光伏组件IV测试方法。

背景技术

当前太阳能行业作为一种低碳可再生能源，正在世界范围内蓬勃发展，近年来，随着太阳能光伏电站数量和规模在全球范围内的高速增长，各类因光伏电站元器件失火而引发的电站火灾屡见不鲜。诸多国家都发生过较为严重的太阳能组件自燃事件，造成了不可避免的财产及人身安全问题，给所有太阳能行业敲响了警钟。

为了提高光伏系统安全，行业内2017版的NEC690.12标准中，对此快速关断又做了严格的要求—以距离到光伏矩阵305mm为界限，在快速关断装置启动后30S内，界限范围外电压降低到30V以下，界线范围内电压降低到80V以下，也就是要求实现“组件级关断”。新版NEC 2017-690.12(B)(2)的规定，要求在2019年1月1日起生效。

目前行业内现行技术是在组件上集成具有快速关断功能的智能接线盒，在接线盒用MOS管作为开关进行关断。当正常工作时，控制开关导通，组件可以输出电能；当输出指定关断时，开关进行断开，组件对外输出断开，输出电压为0，从而实现安全保护的功能。

智能接线盒组件出厂都需要对组件进行IV测试。在模拟自然光条件下，温度25℃，光谱分布AM1.5.，主要测试组件的最大开路电压Voc、最大短路电流Isc和最大功率Pmax等电性能参数。电性能检测的原理，是在给组件打光的同时输出端接一个电子负载，阻值从无穷大扫到零，从而使组件输出电压从开路扫描到短路。或者阻值从零扫到无穷大，使组件输出电压从短路扫到开路。记录下扫描过程中每个点的电压和电流，在上位机上描绘出横坐标是电压，纵坐标是电流的对应曲线。

在做电性能检测时候串联的智能接线盒的开关需要闭合，否则无法形成电流回路。但是开关从初始断开状态到闭合状态需要给智能接线盒内部的驱动模块进行供电，这个初始上电过程需要花费几十毫秒时间。但是整个IV扫描过程组件打光和电子负载扫描过程只有更短的十几毫秒，就是说在电子负载扫描整个过程中，开关不是全程都是闭合的，这样导致扫出来的曲线不完整。针对此现象，目前常见的解决方法是通过增加氙灯、卤素灯光源的脉冲时间，将脉冲时间由十几毫秒增加到40ms—200ms之间，氙灯开始闪光的时候不采集数据，待开关闭合时，开始采集数据，可以完成IV测试。此种方式增加氙灯、卤素灯脉冲时间，大大影响氙灯寿命，增加更换氙灯、卤素灯的成本。

经检索，对于光伏件IV测试技术优化已有大量专利公开，如中国专利申请号：2015211317142，发明创造名称为：户外光伏电站组件IV和EL检测一体测试仪装置，该申请案包括六面体框架，上侧面上固定设有CCD照相机和太阳能模拟发光器；能一次性对电池组件的功率性能和电致发光缺陷进行测试，同时可以提供对光伏组件进行I-V检测所需要的光照强度，克服传统户外光伏电站组件功率检测受自然光照强度的影响。又如中国专利申请号：2017217760330，发明创造名称为：一种适用于高效光伏组件的IV测试装置，该申请案包括灯箱以及灯箱内设置的两组灯管，其中一组灯管为两根垂直分布的LED冷光源，另一组灯管为两根垂直分布的氙灯灯源。测试过程中通过两组灯管进行闪光，LED闪光完成后不会对灯箱内温度造成影响，氙灯马上完成二次闪光，在增加有效测试时间的同时，不会增加冷却等待时间，在维持现有闪光时间的基础上，将描点时间分在两组灯管上，降低了灯管冷却等待时间。但上述申请案均不涉及对扫描曲线完整性方面的技术优化，也并未意识到现有技术中存在的上述问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中光伏组件IV测试时扫描曲线容易不完整的缺陷，拟提供一种光伏组件IV测试方法，在不改变现有智能接线盒任何电路的情况下，不带来外部电路导致的额外测试损失，提高测试准确度，且不损害原有灯源寿命，简便有效地进行智能接线盒组件IV测试扫描。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种光伏组件IV测试方法，将智能接线盒组件放置于暗箱内并与测试仪连接，暗箱内设有氙灯或卤素灯为第一灯源，暗箱中部设置有LED灯为第二灯源，点击测试命令后，第二灯源先闪光一定时间，第一灯源再开始闪光，数据采集在第一灯源闪光一定时间后进行。

更进一步地，第一灯源发出的光源为太阳能模拟光谱，其照射在智能接线盒组件上的光强是均匀的，暗箱内呈现的打光效果为上打光或侧打光；第二灯源发出的光源为太阳能模拟光谱或非太阳能模拟光谱，其照射在智能接线盒组件上的光强是均匀的或非均匀的。

更进一步地，智能接线盒组件为单晶硅太阳能电池组件或多晶硅太阳能电池组件，其智能接线盒为具有关断功能的接线盒，接线盒内设有开关，当组件具有高于6V及以上的电压，该开关闭合。

更进一步地，第二灯源闪光的光强要求为200W/m

更进一步地，第一灯源开始闪光前，智能接线盒组件通过光照产生的电压大于智能接线盒中开关闭合所需要的电压值，智能接线盒的开关闭合。

更进一步地，测试时在第二灯源闪光结束的瞬间，第一灯源开始闪光，第一灯源的光强要求为不低于1000W/m

更进一步地，第二灯源闪光的脉冲时间为30ms-200ms，其闪光结束时间点为t1，第一灯源从时间点t1开始闪光至时间点t3结束，其中数据采集开始点为t2，数据采集开始点与第一灯源闪光开始点之间时间间隔t4＝t2-t1＝1s-2s，第一灯源闪光结束点与数据采集开始点之间时间间隔t5＝t3-t2＝10s-20s。

更进一步地，测试时第二灯源保持持续闪光直至测试结束，在第二灯源闪光结束前一定时间内，第一灯源开始闪光，且两者同时结束闪光，其中第二灯源的光强要求x为200W/m

更进一步地，第二灯源闪光的光谱为模拟太阳能光谱，智能接线盒组件正面接受到的光为均匀的；第一灯源闪光的光谱为模拟太阳能光谱，智能接线盒组件正面接受到的光为均匀的。

更进一步地，第二灯源闪光的脉冲时间为40ms-220ms，第一灯源从时间点t1’开始闪光至时间点t3’与第二灯源同时结束闪光，其中数据采集开始点为t2’，数据采集开始点与第一灯源闪光开始点之间时间间隔t4’＝t2’-t1’＝1s-2s，闪光结束点与数据采集开始点之间时间间隔t5’＝t3’-t2’＝10s-20s。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：使用两种灯源通过设置不同的光强、光谱，脉冲时间的方法可实现带有开关的智能接线盒组件的IV测试，使得不改变智能接线盒任何电路，测试准确度高，不带来外部电路带来的额外测试损失，第一灯源寿命不变或延长的情况下，可进行智能接线盒组件IV测试扫描。

附图说明

图1为本发明中使用的测试暗箱的结构示意图；

图2为实施例1测试过程中灯源照射状态示意图；

图3为实施例2测试过程中灯源照射状态示意图。

示意图中的标号说明：

100、暗箱；101、智能接线盒组件；102、第一灯源；103、第二灯源。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示为本实施例中光伏组件IV测试所用装置，包括暗箱100，智能接线盒组件101放置于暗箱100内，暗箱100内设有氙灯或卤素灯为第一灯源102，中部设置有LED灯为第二灯源103，暗箱100所呈现的效果为上打光或侧打光。具体如图1所示，在暗箱100内壁上沿周向均匀间隔环绕设有多组第二灯源103，第一灯源102设置于暗箱100顶部。

本实施例中第一灯源102发出的光源为太阳能模拟光谱，其发出最大光强为不小于1000W/m

本实施例中所测试的智能接线盒组件101为单晶硅太阳能电池组件或多晶硅太阳能电池组件，其智能接线盒为具有关断功能的接线盒，接线盒内设有开关，开关可以是MOS管或继电器，当组件具有高于6V及以上的电压，该开关闭合。

本实施例的IV测试方法，将智能接线盒组件101放置于暗箱100内并与测试仪连接，点击测试命令后，第二灯源103先闪光一定时间，第一灯源102再开始闪光，数据采集在第一灯源102闪光一定时间后进行，可测试出智能接线盒的IV曲线。其中第二灯源103闪光的光强要求为200W/m

具体地，如图2所示，本实施例中测试中，在第二灯源103闪光结束的瞬间，第一灯源102开始闪光，第一灯源102的光强要求为不低于1000W/m

本实施例的测试方法，使用两种灯源，通过设置不同的光强、光谱、脉冲时间的方法可实现带有开关的智能接线盒组件101的IV测试，使得不改变智能接线盒任何电路，测试准确度高，不带来外部电路带来的额外测试损失，在不影响第一灯源102寿命情况下，进行智能接线盒组件101的IV测试。

实施例2

本实施例的IV测试方法，基本同实施例1，所不同的是，具体如图3所示，第二灯源103从初始保持持续闪光直至测试结束，在第二灯源103闪光结束前一定时间内，第一灯源102开始闪光，且两者同时结束闪光，其中第二灯源103的光强要求x为200W/m

本实施例中第二灯源103闪光的光谱为模拟太阳能光谱，智能接线盒组件101正面接受到的光为均匀的；第一灯源102闪光的光谱为模拟太阳能光谱，智能接线盒组件101正面接受到的光为均匀的。

更具体地，图3中c线为第二灯源103的闪光持续状态示意线，d线为第一灯源102的闪光持续状态示意线，第二灯源103闪光的脉冲时间t3’为40ms-220ms，第一灯源102从时间点t1’开始闪光至时间点t3’与第二灯源103同时结束闪光，其中数据采集开始点为t2’，数据采集开始点与第一灯源102闪光开始点之间时间间隔t4’＝t2’-t1’＝1s-2s，闪光结束点与数据采集开始点之间时间间隔t5’＝t3’-t2’＝10s-20s。

本实施例中第一灯源102的使用光强仅为500W/m

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。