要对光伏系统的 I-V 曲線(xiàn)进行分(fēn)析，我们可(kě)以使用(yòng) I-V 曲線(xiàn)绘图仪，将实际测量的曲線(xiàn)与标准曲線(xiàn)或预测曲線(xiàn)进行对比，同时综合考虑各种环境因素，比如遮挡和温度等。
“光伏阵列故障排除流程图”是一份详尽的综合指南，它是根据丰富的现场实践经验、光伏模块可(kě)靠性方面的文(wén)献，以及國(guó)家可(kě)再生能(néng)源实验室 (NREL) 的专家建议编制而成。Fluke Solmetric PVA-1500 等 I-V 曲線(xiàn)绘图仪可(kě)為(wèi)识别光伏系统中(zhōng)的硬件性能(néng)问题提供详尽的洞察。但是，遮挡、污染、辐照度、温度以及测量技(jì )术等因素会使光伏性能(néng)测量过程变得复杂。
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图中(zhōng)显示了本文(wén)探讨的六种 I-V 曲線(xiàn)偏离情况。我们按照流程图中(zhōng)所呈现的顺序，对这些偏离情况进行了编号。
采集一份有(yǒu)效的 I-V 曲線(xiàn)
首先，验证测试是否返回了有(yǒu)效的 I-V 曲線(xiàn)。如果没有(yǒu)，请确保测试导線(xiàn)连接正确。如果测试导線(xiàn)连接正确，则可(kě)能(néng)是源電(diàn)路不完整。请检查是否已安(ān)装(zhuāng)串联保险丝，并检查其通断性。如果串联保险丝出现故障，那么问题可(kě)能(néng)出在源電(diàn)路的接線(xiàn)上。在测试出现故障的模块之前，建议先检查模块之间的连接是否断开，并寻找任何损坏的迹象，如烧毁痕迹等。
在极少数情况下，测试所返回的 I-V 曲線(xiàn)会显示出垂直下降或向下的狭窄尖峰。出现这种情况的原因可(kě)能(néng)是间歇性電(diàn)气互连故障，例如测试引線(xiàn)受到挤压或对接接头压接不当。如果间歇性连接问题出现在光伏源電(diàn)路中(zhōng)，需要将其隔离并进行必要的修复。
标准的形态和性能(néng)
针对现场性能(néng)问题，我们需要建立一个比较标准，这个标准通常基于模块铭牌数据或邻近電(diàn)路的测量结果。像 Fluke Solmetric PVA-1500 这样的 I-V 曲線(xiàn)绘图仪会利用(yòng)软件来预测标准测试条件下的性能(néng)特征，并根据现场环境进行相应的调整。如果是标准的 I-V 曲線(xiàn)形态且性能(néng)因子在 90% 到 100% 之间，则通常表明光伏源電(diàn)路或模块处于正常工(gōng)作(zuò)状态。
识别 I-V 曲線(xiàn)偏离情况
I-V 曲線(xiàn)可(kě)能(néng)出现多(duō)种偏离情况，而导致这些偏离情况的原因有(yǒu)多(duō)种。这些偏离情况可(kě)能(néng)表现為(wèi)曲線(xiàn)上出现阶梯或锯齿，这通常意味着存在電(diàn)流不匹配的问题，可(kě)能(néng)由遮阳或電(diàn)池单元损坏等问题引起。
1. 阶梯状 I-V 曲線(xiàn)
I-V 曲線(xiàn)上有(yǒu)锯齿或阶梯，这是第一种偏离情况，通常与测试電(diàn)路中(zhōng)的電(diàn)流不匹配有(yǒu)关。当旁路二极管被激活并绕过功率较弱或光照较少的電(diàn)池单元时，I-V 曲線(xiàn)上就会出现阶梯。阶梯的数量和宽度会随遮挡的程度和范围而发生变化。電(diàn)流不匹配可(kě)能(néng)由多(duō)种情况引起，包括不均匀的污染、部分(fēn)遮挡、電(diàn)池单元或電(diàn)池单元串损坏，以及旁路二极管短路等。
2. 短路電(diàn)流低
只有(yǒu) Isc 低于预期值，I-V 曲線(xiàn)的其他(tā)数据都正常。这种情况可(kě)能(néng)是由于操作(zuò)失误、辐照度测量不准确、遮挡、污染或模块性能(néng)问题所引起的。考虑到这些问题有(yǒu)些是可(kě)以纠正的，所以在故障排除流程图中(zhōng)，将这种偏离情况排在了较為(wèi)靠前的第二位。
3. 开路電(diàn)压低
故障排除流程图中(zhōng)的第三种偏离情况是 Voc 偏低。電(diàn)池温度测量不正确最可(kě)能(néng)导致 Voc 偏低。此外，在某些测试条件下，遮挡也可(kě)能(néng)降低 Voc。硬件问题也可(kě)能(néng)是原因之一。但是，鉴于开路電(diàn)压是所有(yǒu)光伏模块参数中(zhōng)老化最慢的参数之一，在断定電(diàn)池单元退化与低 Voc 之间存在因果关系之前，您应仔细权衡其他(tā)原因。
4. 拐点过于圆滑
拐点比预期更圆滑是第四种 I-V 曲線(xiàn)偏离情况的特点。通常很(hěn)难判断拐点过于圆滑是明确的 I-V 曲線(xiàn)变形，还是曲線(xiàn)斜率变化所产(chǎn)生的错觉。拐点圆滑可(kě)能(néng)是老化过程的一种體(tǐ)现。您需要重新(xīn)测试和長(cháng)期监测電(diàn)路以识别和跟踪趋势。
5. 電(diàn)压比低
I-V 曲線(xiàn)垂直段的斜率低于预期值是第五种 I-V 曲線(xiàn)偏离情况的特征。您可(kě)以通过直观地比较实际测量的曲線(xiàn)与预测曲線(xiàn)，或者对比整个组串测量中(zhōng)的電(diàn)压比值来检测这种情况。但前提是，这些曲線(xiàn)不应存在因不匹配效应而产(chǎn)生的阶梯。電(diàn)压比的计算公(gōng)式如下：VMP ÷ VOC。電(diàn)压比这个指标可(kě)以非常好地识别在 I-V 曲線(xiàn)垂直段具(jù)有(yǒu)非典型斜率的组串。
6. 電(diàn)流比低
I-V 曲線(xiàn)水平段的斜率高于预期值是第六种，也就是最后一种 I-V 曲線(xiàn)偏离情况的特征。您可(kě)以通过直观地比较实际测量的曲線(xiàn)与预测曲線(xiàn)，或者对比整个组串测量中(zhōng)的電(diàn)流比值来检测这种情况。但前提是，这些曲線(xiàn)不应存在因不匹配效应而产(chǎn)生的阶梯。電(diàn)流比的计算公(gōng)式如下：IMP ÷ ISC 電(diàn)流比这个指标可(kě)以非常好地识别在 I-V 曲線(xiàn)水平段具(jù)有(yǒu)非典型斜率的组串。在查找硬件问题之前，请确保已经排除遮挡、污染以及辐照度测量错误。
使用(yòng) I-V 曲線(xiàn)绘图仪进行故障排除
像 Fluke Solmetric PVA-1500 这样的 I-V 曲線(xiàn)绘图仪在光伏系统故障排除过程中(zhōng)扮演着至关重要的角色。它们不仅能(néng)够提供识别问题的详尽数据，而且还能(néng)够协助记录和监控随时间变化的系统性能(néng)。
為(wèi)了有(yǒu)效地排除光伏系统故障，我们需要对硬件和环境因素有(yǒu)全面的了解。通过使用(yòng)诸如 Fluke Solmetric PVA-1500 之类的先进工(gōng)具(jù)，并遵循上述的结构化方法，可(kě)以显著提高诊断和解决光伏系统性能(néng)问题的准确性和效率。
