1、 光伏组件非线性模式功率量测方法研究陈为兴冯云峰张守才林璋黄征（晶科能源（海宁）有限公司 陕西众森电能科技有限公司）摘要：针对常规瞬态 -测试仪（脉冲时间一般为 ）在高效率、高电容效应引出的瞬时测量误差，本文从电池结构和测试机理出发，分析产生量测偏差的原因。按照 -中磁滞率.，通过改变扫描速率找到适合的扫描速率，直到所有 -曲线参数在两次连续扫描之前为.或更好。另一种方法是将 -曲线用于正向和反向扫描，如果两次扫描的所有 -曲线参数一致性优于 .，则证明电容误差是可以接受的。否则，在达成上述协议之前，应更改测量参数或程序。根据正向反向扫描进行容性消除验证结果，选择 脉冲宽度与非线性高效扫描 脉
2、宽方案进行结果验证对比，在获得该类型光伏组件精确量测的同时，可解决长脉冲带来的灯管损耗问题。非线性高效测量 脉宽扫描方案具有以下优势：提出前置开路状态下得到组件真实 ，核心区间设置更充分的延时，负载技术单次测试等效倍率约为线性倍率的 倍，可有效消除容性影响。关键词：光伏组件；电容效应；非线性高效模式；量测研究 引言在过去的 多年里，瞬态 -测试仪以其优异的辐照度均匀性、较短的测试时间、良好的温度稳定性，一直用于光伏组件的批量生产测试。然而近年来，由于 型光伏组件应用日益广泛，特别是交叉背接触（）光伏组件、带有本征薄膜层的异质结（）光伏组件的出现，其大电容使光伏组件在现有的短脉冲（）瞬态 -测试
3、时对光强变化和外路电压变化的响应时间延长，造成测试结果偏离光伏组件的真实值。太阳电池光电性能是衡量其性能优劣的关键指标，主要体现在伏安特性曲线（即 -曲线）上，参数包括短路电流、开路电压、最大功率、最佳工作电压、最佳工作电流、填充因子和转换效率等 。本文从高效太阳能电池结构出发，按照国际标准 -，太阳电池组件的 -曲线校准，在标准测试条件 下进行，或修正到 条件，即：温度 、辐照度 、.标准光谱 统一测试环境，并结合容性消除验证选择合理脉冲宽度进行精确测量。非线性高效 脉宽扫描方案：提出前置开路状态下得到组件真实 ，核心区间设置更充分的延时，负载技术单次测试等效倍率约为线性倍率的 倍，可有效消
4、除容性影响。高电容组件 -测试失真原理目前市面上太阳能电池片受材料的扩散密度，扩散电容随外电压成指数型变化，-测试过程中扩散电容动态变化即电容效应：相当于在二极管模型中并联了一个电容器，电容发电的电量与两端的电压成正比，电容的存在会使太阳电池组件在测试时，对光强变化和外在电路电压变化的响应时间延长，给测试结果带来影响。在进行组件测试时，需要给组件外加偏置电压，由于 结的存在，结内储存的电荷量发生变化。当标准光伏组件和被测光伏组件电容特性差异引入测量不确定度，导致高电容效应引起瞬时误差（如图 所示）。图 太阳能电池等效电路图电容效应：外电压变大，负载由 到，变大，为电容充电，测试电流偏小。外电压
5、变小，负载由到 ，变小，为电容放电，测试电流偏大。控制电压变化速度（）成为 -测量准确的关键点 ：电气技术与经济 研究与开发 *值越大，要求 值很小，需要 -测试时间长，典型代表：，型 等高电容电池 。-测试解决方案为了使（电容）降低到接近 ，应提供更长的扫描时间，提高 扫描时间，或逐步缩小电压扫描范围降低 的扫描范围克服容性效应。非线性高效扫描模式简介高效扫描模式提出前置开路状态下得到组件真实 ，核心区间设置更充分的延时。以-采集为例，电子负载初始状态为断路，在该状态下保持足够时间，采集即可得到被测对象的 ；电子负载由断路调整至短路状态，再逐步调整至断路状态，而该部分过程中电子负载调整速率采
6、用非线性调整（电子负载调整速率由高到低再到高不同阶段变化）。在电子负载短路至第一核心区间之间可得到被测对象的 ；进入 核心区间，电子负载调整的速率降低最少为第一阶段的几十分之一，通过降低电子负载调整速率确保对应采集到被测对象的真实电性能参数，在该区间即可获得真实的 ，由于该区间的时长占比超过总脉宽的二分之一，对应等效倍率可达线性倍率的 倍（如图 所示）；最后电子负载快速调整至断路，求得对应电参数（如图 所示）。图 非线性高效模式负载升压曲线图 非线性高效扫描模式 -曲线 实验设计.样本选择选择某一线厂家 型 光伏组件。.验证条件正向扫描与反向扫描进行容性消除验证，按照 -，磁滞率.，磁滞率公式
7、如下：磁带率 （）（）式中，为正扫最大功率，为反扫最大功率。根据消除容性验证，选择合理脉冲宽度与非线性高效模式 脉宽方案进行绝对验证。非线性高效模式 脉宽方案与 进行相对验证功率差异。.验证结果正向扫描与反向扫描结果对比验证（如图 所示），脉宽磁滞率.可消除容性（磁滞率.）。电气技术与经济 研究与开发 图 容性消除测量结果非线性高效模式 脉宽扫描与非线性模式 脉宽扫描，相对验证功率差异 .（见表）。以瑞士 设备 测量方法为基准，相对验证非线性高效模式 脉宽功率差异 .（见表）。表非线性高效模式 脉宽相对验证结果测试模式最大输出功率 短路电流 开路电压 最佳工作电流 最佳工作电压 填充因子 .结
8、束语本文 在 测 试 环 境 相 同（温 度 ；辐 照 度 ；.标准光谱）的前提下，采用非线性高效模式 脉宽，与非线性 脉宽进行测试差异结果对比。非线性高效模式（）脉宽扫描与非线性模式（）脉宽扫描测试，测试结果功率.，验证结果基本无差异。以瑞士 设备 测试方法，与陕西众森非线性高效模式 脉宽测试差异 .，验证结果基本无差异。陕西众森电提出非线性高效测量 脉宽扫描方案，提出前置开路状态下得到组件真实 ，核心区间设置更充分的延时，负载技术单次测试等效倍率约为线性倍率的 倍；可有效消除容性影响。在获得精确测量的同时，可起到灯管寿命延长、减少车间更换灯管频次的作用。参考文献 陈喜平，何涛，张昌远，张忠卫，阮忠立，秦涛涛，杜军伟 型光伏组件的电性能测试技术研究 太阳能学报，（）：-孟海凤，熊利民，张俊超，等太阳电池光电性能参数 校 准 方 法 研 究 计 量 学 报，（）：-陈为兴，黄征光伏组件龙背扫描功率测试方案研究 电气技术与经济，（）：-，（收稿日期：-）电气技术与经济 研究与开发