一种光伏电站的质量评估方法及装置与流程

1.本发明涉及质量评估技术领域，具体为一种光伏电站的质量评估方法及装置。


背景技术：

2.光伏电站是指与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统，属国家鼓励的绿色能源项目，可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统，太阳能发电分为光热发电和光伏发电，通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电。
3.目前光伏电站收购越来越活跃，同时越来越多的光电站项目出现问题，给业内敲醒了警钟，关注项目场址选择、项目设计标准、项目施工质量等问题刻不容缓，但目前业内各个质量评估项目分散，尚未有一套综合的从光伏电站施工质量和工程建设规范性到最终的未来发电量评估分析方法，使得光伏电站项目收购存在很大的风险。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种光伏电站的质量评估方法及装置，解决了光伏电站项目收购方没有全面客观的数据来了解光伏电站的质量，收购存在很大风险的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种光伏电站的质量评估方法，包括以下步骤：
6.s1.确定场地和设备信息
7.通过网络查询所述光伏电站来确定光伏电站的地理位置和占地面积，记录光伏电站各设备的数量、光伏总装机容量、电化学储能装机容量以及各设备的投入运行时间；
8.s2.施工质量和工程建设的规范性检查
9.通过收集光伏电站的施工过程检查记录、材料抽样检验报告，各工序的质量验收记录，以及工程质量竣工验收记录，来检查施工质量和工程建设的规范性并做出记录；
10.s3.光电质量检查
11.(1)通过在现场对以下各项设施进行随机抽检，并分别计算出各项检测数据，再通过检测数据计算出各项目的质量问题占比；
12.抽检项目：电站实际装机功率、光伏组件/阵列排布及安装质量、直流电缆型号和质量、电缆铺设质量、汇流箱功能及质量、逆变器集中度/位置和机房质量、变压器安装方式/距离、防雷接地及建设质量、电站围栏及质量、设备标识质量；
13.(2)检查汇流箱内电气间隙/爬电距离和光伏与逆变器容量比，检查光伏方阵清洗方案/用水量；
14.s4.运维管理平台质量评定
15.通过申请中国质量认证中心的电站运维能力等级评价，对所述光伏电站的专业能力和服务水平等做出评定；
16.s5.光伏电站性能测试
17.(1)通过在现场对以下各项设施进行随机抽检，并计算出各项目的检查数据，再通过检查数据计算出各项目的问题组件占比；
18.抽检项目：光伏组件红外(ir)扫描检查、光伏组件镀膜玻璃减反射涂层质量检测、光伏组件的电致发光(el)检测；
19.(2)通过在现场对以下各项设施进行随机抽检，并计算出各项目的测试结果，再通过测试结果计算出各项目的不良率占比；
20.抽检项目：光伏方阵绝缘性测试、接地连续性检测、电能质量测试、光伏电站能效比pr和光伏电站标准能效比prstc测试、极性测试、光伏组串电流的测试；
21.(3)通过在现场对以下各项设置进行随机抽检，并计算出相应的损失率或效率；
22.抽检项目：光伏组件功率衰降、光伏系统污渍和灰尘遮挡损失、光伏阵列温升损失、光伏系统串并联失配损失、直流线损、交流侧损耗、光伏阵列之间遮挡损失、逆变器效率；
23.s6.消防设施质检
24.清点消防设施的数量，再随机抽取其中的若干个消防设施点进行质量检查，计算出存在问题的消防设施占比并记录；
25.s7.评估结果汇总
26.通过对所述光伏电站的场地和设备信息、施工质量以及工程建设的规范性检查、光电质量检查、运维管理平台质量评定、光伏电站性能测试和消防设施质检的检查结果以及测试结果进行统计分析，获得所述光伏电站的评估结果；
27.s8.未来发电能力评估
28.(1)根据步骤s5中光伏电站的性能测试参数计算所述光伏电站的理论系统发电效率；
29.(2)根据步骤s7中的评估结果以及所述光伏电站的理论系统发电效率，计算所述光伏电站在未来25年的模拟发电量。
30.优选的，所述消防设施质量问题包括灭火器未填充、灭火器填充压力不足、消防砂箱未配备或缺少工器具、灭火器超充装和消防砂箱未合盖。
31.优选的，所述设备标识质量问题包括组件铭牌字迹不清、线缆沟标识柱倾斜、线缆沟标识柱断裂、线缆沟标识柱位置有误、箱变吊装示意图被撕毁、数据采集柜标识脱落和配电柜标识脱落。
32.优选的，所述光伏组件红外(ir)扫描质量问题包括组件热斑、组件脱焊、组件短路、组件开路、组件脏污、组件缺失和组件遮挡。
33.优选的，所述光伏组件的电致发光(el)质量问题包括隐裂、碎片、划伤、功率混搭和断栅。
34.优选的，所述理论系统发电效率为光伏阵列在1000w/m2太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比，得出光伏阵列效率η1，通过计算逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，得出逆变器转换效率η2，通过计算从逆变器输出至高压电网的传输效率，得出交流并网效率η3，则系统总效率为：η＝η1
×
η2
×
η3。
35.优选的，所述模拟发电量根据电站现场测试组件安装倾角度，通过pvsyst软件模拟出所述倾角的太阳能总辐射，再根据光伏电站系统效率η，25年按照第一年3％递减，后续
每年0.7％递减计算，结合装机容量计算平均发电量和总发电量。
36.本发明还提供了一种光伏电站的质量评估装置，所述质量评估装置包括：
37.获取模块，用于通过网络查询所述光伏电站来确定光伏电站的地理位置和占地面积，记录光伏电站各设备的数量、光伏总装机容量、电化学储能装机容量以及各设备的投入运行时间；
38.第一检测模块，用于通过收集光伏电站的施工过程检查记录、材料抽样检验报告，各工序的质量验收记录，以及工程质量竣工验收记录，来检查施工质量和工程建设的规范性并做出记录；
39.第二检测模块，用于通过对以下各项设施进行随机抽检，并分别计算出各项检测数据，再通过检测数据计算出各项目的质量问题占比；其中，抽检项目包括：电站实际装机功率、光伏组件/阵列排布及安装质量、直流电缆型号和质量、电缆铺设质量、汇流箱功能及质量、逆变器集中度/位置和机房质量、变压器安装方式/距离、防雷接地及建设质量、电站围栏及质量、设备标识质量；第二检测模块还用于检查汇流箱内电气间隙/爬电距离和光伏与逆变器容量比，检查光伏方阵清洗方案/用水量；
40.质量评定模块，用于根据中国质量认证中心的电站运维能力等级评价来对光伏电站的专业能力和服务水平等做出评定；
41.性能测试模块，用于在现场对以下各项设施进行随机抽检，并计算出各项目的检查数据，再通过检查数据计算出各项目的问题组件占比；其中，抽检项目包括：光伏组件红外(ir)扫描检查、光伏组件镀膜玻璃减反射涂层质量检测、光伏组件的电致发光(el)检测；性能测试模块还用于在现场对以下各项设施进行随机抽检，并计算出各项目的测试结果，再通过测试结果计算出各项目的不良率占比；其中，抽检项目包括：光伏方阵绝缘性测试、接地连续性检测、电能质量测试、光伏电站能效比pr和光伏电站标准能效比prstc测试、极性测试、光伏组串电流的测试；性能测试模块还用于在现场对以下各项设置进行随机抽检，并计算出相应的损失率或效率；其中，抽检项目包括：光伏组件功率衰降、光伏系统污渍和灰尘遮挡损失、光伏阵列温升损失、光伏系统串并联失配损失、直流线损、交流侧损耗、光伏阵列之间遮挡损失、逆变器效率；
42.第三检测模块，用于获取消防设施的数量并随机抽取其中的若干个消防设施点进行质量检查，计算出存在问题的消防设施占比并记录；
43.统计分析模块，用于对光伏电站的场地和设备信息、施工质量以及工程建设的规范性检查、光电质量检查、运维管理平台质量评定、光伏电站性能测试和消防设施质检的检查结果以及测试结果进行统计分析，获得光伏电站的评估结果；
44.评估模块，用于根据步骤s5中光伏电站的性能测试参数计算所述光伏电站的理论系统发电效率、根据步骤s7中的评估结果以及所述光伏电站的理论系统发电效率，计算所述光伏电站在未来25年的模拟发电量。
45.本发明提供的光伏电站的质量评估方法具备以下有益效果：
46.本发明提供的质量评估方法综合考虑现场质量检查和性能测试结果及电站平台的运维管理质量的影响并根据这些影响评估光伏电站的未来发电能力，从而为判断光伏电站是否可持续发展和今后盈利能力提供有效支撑。
附图说明
47.下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
48.图1为本发明实施例中的质量评估方法的流程图；
49.图2为本发明实施例中的质量评估装置的结构示意图。
具体实施方式
50.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.参照图1，本实施例提供的光伏电站的质量评估方法，包括以下步骤：
52.s1.确定场地和设备信息
53.通过网络查询光伏电站来确定光伏电站的地理位置和占地面积，记录光伏电站各设备的数量、光伏总装机容量、电化学储能装机容量以及各设备的投入运行时间；
54.s2.施工质量和工程建设的规范性检查
55.通过收集光伏电站的施工过程检查记录、材料抽样检验报告，各工序的质量验收记录，以及工程质量竣工验收记录，来检查施工质量和工程建设的规范性并做出记录；
56.s3.光电质量检查
57.(1)通过在现场对以下各项设施进行随机抽检，并分别计算出各项检测数据，再通过检测数据计算出各项目的质量问题占比；
58.抽检项目：电站实际装机功率、光伏组件/阵列排布及安装质量、直流电缆型号和质量、电缆铺设质量、汇流箱功能及质量、逆变器集中度/位置和机房质量、变压器安装方式/距离、防雷接地及建设质量、电站围栏及质量、设备标识质量；
59.(2)检查汇流箱内电气间隙/爬电距离和光伏与逆变器容量比，检查光伏方阵清洗方案/用水量；
60.s4.运维管理平台质量评定
61.通过申请中国质量认证中心的电站运维能力等级评价，对光伏电站的专业能力和服务水平等做出评定；
62.s5.光伏电站性能测试
63.(1)通过在现场对以下各项设施进行随机抽检，并计算出各项目的检查数据，再通过检查数据计算出各项目的问题组件占比；
64.抽检项目：光伏组件红外(ir)扫描检查、光伏组件镀膜玻璃减反射涂层质量检测、光伏组件的电致发光(el)检测；
65.(2)通过在现场对以下各项设施进行随机抽检，并计算出各项目的测试结果，再通过测试结果计算出各项目的不良率占比；
66.抽检项目：光伏方阵绝缘性测试、接地连续性检测、电能质量测试、光伏电站能效比pr和光伏电站标准能效比prstc测试、极性测试、光伏组串电流的测试；
67.(3)通过在现场对以下各项设置进行随机抽检，并计算出相应的损失率或效率；
68.抽检项目：光伏组件功率衰降、光伏系统污渍和灰尘遮挡损失、光伏阵列温升损失、光伏系统串并联失配损失、直流线损、交流侧损耗、光伏阵列之间遮挡损失、逆变器效率；
69.抽样原则：单一品种光伏组件和逆变器的光伏电站:按照好、中、差分档，连续检测每一个单元所有光伏组串的发电量和基本电参数，测试周期至少3天。将所有组串发电量从小到大排序，按照1:3:1的比例分为好、中、差三档，从各档中随机抽取2个组串，一共6个组串进行现场检测，多种光伏组件和逆变器的光伏电站:以逆变器单机为一个单元，对不同品种的光伏组件和逆变器各抽取一个单元，连续检测每一个单元所有光伏组串的发电量和基本电参数，测试周期至少3天，将所有组串发电量从小到大排序，按照1:3:1的比例分为好、中、差三档,从各档中随机抽取2个组串进行现场检测。
70.电气参数：直流电压、电流和功率:检测精度:≤土1.5％，交流电压、电流和功率:检测精度:≤土1.5％，采样周期5秒，数据存储周期为5分钟平均值，输出报表数据至少应包括小时发电量、日发电量、月发电量和年发电量。
71.电能质量和功率因数:在并网计费点应设置电能质量和功率因数的实时监测，采样周期5秒，数据存储周期为5分钟平均值。组件功率衰降测试的参考值为预留基准组件的原始参数。
72.光伏组件功率基准:对于新建光伏电站，应对不同类型的组件各选取2块作为功率基准，安装时预留该组件的标准测试条件下的i-v特性和电气参数(voc，isc，vm,im,pm，α，β，6，noct)，组件功率衰降测试的参考值为预留基准组件的原始参数。
73.污渍/灰尘遮挡基准:安装时应预留污渍/灰尘遮挡损失基准片，采用短路电流法进行监测，光伏组件的短路电流与污渍遮挡成反比(或与透光率呈正比)，并设定需要清洗的判定指标，如5％，即当损失达到5％时，即自动通知值守人员电站需要清洗，每次清洗组件，同时清洗基准片，同时自动重新校准光强与短路电流的相关性，并自动更新为新的参考值。
74.s6.消防设施质检
75.清点消防设施的数量，再随机抽取其中的若干个消防设施点进行质量检查，计算出存在问题的消防设施占比并记录；
76.s7.评估结果汇总
77.通过对所述光伏电站的场地和设备信息、施工质量以及工程建设的规范性检查、光电质量检查、运维管理平台质量评定、光伏电站性能测试和消防设施质检的检查结果以及测试结果进行统计分析，获得所述光伏电站的评估结果。
78.s8.未来发电能力评估
79.(1)根据步骤s5中光伏电站的性能测试参数计算光伏电站的理论系统发电效率；
80.(2)根据步骤s7中的评估结果以及所述光伏电站的理论系统发电效率，计算所述光伏电站在未来25年的模拟发电量，光伏电站能效比＝实际交流发电量/理想状态直流发电量。
81.光伏伏电站评估既是投资企业提高建设、管理水平的重要参考，也是股权融资、产权交易、保险等的依据和支撑，本实施例中的质量评估方法综合考虑现场质量检查和性能测试结果及电站平台的运维管理质量的影响并根据这些影响评估光伏电站的未来发电能
力，实现全面、客观、科学的评价，从而为判断光伏电站是否可持续发展和今后盈利能力提供有效支撑，提高和改善投资效益，也使收购者预知风险、合理决策。
82.具体地，消防设施质量问题包括灭火器未填充、灭火器填充压力不足、消防砂箱未配备或缺少工器具、灭火器超充装和消防砂箱未合盖，光伏电站内虽然都安装了消防装置，但后期的维护和保养工作往往得不到足够的重视，目前造成重大人员伤亡和财产损失的大部分火灾，都是由于消防设施平时维护保养不好，在关键时刻不能正常投入工作而造成的，对消防设备定期进行维修保养，及时发现和排除消防设备出现的故障和问题。
83.具体地，设备标识质量问题包括组件铭牌字迹不清、线缆沟标识柱倾斜、线缆沟标识柱断裂、线缆沟标识柱位置有误、箱变吊装示意图被撕毁、数据采集柜标识脱落和配电柜标识脱落，设备标识记录了一台设备的名称、型号、参数、安装时间、检修人员等内容，它对于检修人员掌握相应的设备信息非常关键，因此设备标识的齐全和规范至关重要。
84.具体地，光伏组件红外(ir)扫描质量问题包括组件热斑、组件脱焊、组件短路、组件开路、组件脏污、组件缺失和组件遮挡，不仅影响发电量还存在火灾等安全隐患。
85.光伏组件的电致发光(el)质量问题包括隐裂、碎片、划伤、功率混搭和断栅，存在电池片隐裂、碎片等缺陷的组件可能导致组件出力降低或特性异常，影响光伏电站发电量。
86.理论系统发电效率为光伏阵列在1000w/m2太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比，得出光伏阵列效率η1，通过计算逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，得出逆变器转换效率η2，通过计算从逆变器输出至高压电网的传输效率，得出交流并网效率η3，则系统总效率为：η＝η1
×
η2
×
η3，光伏阵列在能量转换过程中的损失例如表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、直流线路损失等忽略不计。
87.模拟发电量根据电站现场测试组件安装倾角度，通过pvsyst软件模拟出倾角的太阳能总辐射，再根据光伏电站系统效率η，25年按照第一年3％递减，后续每年0.7％递减计算，结合装机容量计算平均发电量和25年总发电量。
88.下面通过一个具体示例进行说明，其中，光伏电站的理论系统发电效率由光伏阵列的效率、逆变器效率、交流并网等三部分组成：
89.(1)光伏阵列效率η1：光伏阵列在1000w/m2太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换过程中的损失包括：
90.组件的匹配损失：3％，折减修正系数取97％；
91.表面尘埃遮挡损失：2％，折减修正系数取98％；
92.不可利用的太阳辐射损失：3％，折减修正系数取97％；
93.温度影响损失：2％，折减修正系数取98％；
94.最大功率点跟踪精度损失：1.5％，折减修正系数取98.5％；
95.直流线路损失：3％，折减修正系数取97％；
96.综合以上，光伏阵列效率取86％；
97.(2)逆变器转换效率η2：逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，取逆变器效率97.5％计算。
98.(3)交流并网效率η3：从逆变器输出至高压电网的传输效率，其中主要是升压变压器的效率，取变压器效率97％计算。
99.(4)则系统总效率为：η＝η1
×
η2
×
η3＝86％
×
98.5％
×
97％＝81％
100.(5)系统发电量估算，基础数据如下：
101.1)多年平均月总辐射数据(水平面和33度倾斜面)；
102.2)多年平均月环境温度；
103.3)光伏系统各部分效率；
104.4)固定式安装。
105.电站现场测试组件安装倾角为33
°
，通过pvsyst软件模拟出该倾角的太阳能总辐射为1923kw/m2·
a，光伏电站系统效率按照81％计算，25年按照第一年3％递减，后续每年0.7％递减计算，装机容量25.18554mwp，年平均发电量为3506.826万度电，总发电量为8.7670亿度电，如下表所示：
106.[0107][0108]
参照图2，本实施例还提供了与上述质量评估方法对应的质量评估装置，具体地，质量评估装置包括：获取模块1、第一检测模块2、第二检测模块3、质量评定模块4、性能测试模块5、第三检测模块6、统计分析模块7、评估模块8。
[0109]
获取模块1用于通过网络查询所述光伏电站来确定光伏电站的地理位置和占地面积，记录光伏电站各设备的数量、光伏总装机容量、电化学储能装机容量以及各设备的投入运行时间。
[0110]
第一检测模块2用于通过收集光伏电站的施工过程检查记录、材料抽样检验报告，各工序的质量验收记录，以及工程质量竣工验收记录，来检查施工质量和工程建设的规范性并做出记录。
[0111]
第二检测模块3用于通过对以下各项设施进行随机抽检，并分别计算出各项检测数据，再通过检测数据计算出各项目的质量问题占比；其中，抽检项目包括：电站实际装机功率、光伏组件/阵列排布及安装质量、直流电缆型号和质量、电缆铺设质量、汇流箱功能及质量、逆变器集中度/位置和机房质量、变压器安装方式/距离、防雷接地及建设质量、电站围栏及质量、设备标识质量；第二检测模块还用于检查汇流箱内电气间隙/爬电距离和光伏与逆变器容量比，检查光伏方阵清洗方案/用水量。
[0112]
质量评定模块4用于根据中国质量认证中心的电站运维能力等级评价来对光伏电站的专业能力和服务水平等做出评定。
[0113]
性能测试模块5用于在现场对以下各项设施进行随机抽检，并计算出各项目的检查数据，再通过检查数据计算出各项目的问题组件占比；其中，抽检项目包括：光伏组件红外(ir)扫描检查、光伏组件镀膜玻璃减反射涂层质量检测、光伏组件的电致发光(el)检测；性能测试模块还用于在现场对以下各项设施进行随机抽检，并计算出各项目的测试结果，再通过测试结果计算出各项目的不良率占比；其中，抽检项目包括：光伏方阵绝缘性测试、接地连续性检测、电能质量测试、光伏电站能效比pr和光伏电站标准能效比prstc测试、极性测试、光伏组串电流的测试；性能测试模块还用于在现场对以下各项设置进行随机抽检，并计算出相应的损失率或效率；其中，抽检项目包括：光伏组件功率衰降、光伏系统污渍和灰尘遮挡损失、光伏阵列温升损失、光伏系统串并联失配损失、直流线损、交流侧损耗、光伏阵列之间遮挡损失、逆变器效率。
[0114]
第三检测模块6用于获取消防设施的数量并随机抽取其中的若干个消防设施点进行质量检查，计算出存在问题的消防设施占比并记录。
[0115]
统计分析模块7用于对光伏电站的场地和设备信息、施工质量以及工程建设的规范性检查、光电质量检查、运维管理平台质量评定、光伏电站性能测试和消防设施质检的检查结果以及测试结果进行统计分析，获得光伏电站的评估结果。
[0116]
评估模块8用于根据光伏电站的性能测试参数计算光伏电站的理论系统发电效率、根据评估结果以及光伏电站的理论系统发电效率，计算光伏电站在未来25年的模拟发电量。
[0117]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。