电站建成后，随着时间的推移，组件本身首年光致衰减及逐年衰减率和其他衰减因素都客观存在、不可避免，因此实际的装机容量会逐年减少，那么基于原始装机容量进行理论发电量或理论功率输出计算的发电性能指标如PR、CPR和EPI等，其中包含的光伏电池板自身损耗部分会逐年增加，而且实际装机容量的不确定性将对次年各个电站的计划发电量的制定带来一定影响。

光伏电站的质量问题由来已久，几年前，一家权威认证机构对国内已经在运行的多座大型晶硅组件光伏电站进行了质量检测，调查发现光伏组件普遍存在各种质量问题，如热斑、隐裂和功率衰减等，对电站的发电量、KPI指标、电站收益及日常运行维护带来严重影响。

　　因此文中基于现实存在的客观情况，着重探讨已并网电站的户外组件电性能测试及功率修正方法、组件热斑现象和原因分析以及晶硅组件PID功率衰减的快速甄别方法，由于篇幅有限，其他质量问题的检测将另起他文探讨。通过相关的测试和分析手段，可对自有电站的实际情况有清楚的了解，如组件的衰减情况、热斑组件的分布比例及是否存在PID组件等等。

　　一、组件（方阵）I-V测试仪及功率修正方法

　　笔者曾在某西部多家地面电站进行考察，发现在某一随机时段各个逆变器的发电量存在较大差异。如图1所示，通过对电站逐级逐段分析，排除了逆变器本身及对应方阵故障、设备停机等因素，发现电量差异的主要来源为各个组串工作电流的波动性，整体离散率较高，有的甚至超过20%。

　　逆变器发电量的差异和组件的功率输出情况有密切关联，因此有必要从汇流箱侧去查找低功率的组串或组件，一般的，户外组件或方阵组串的电性能测试使用便携式I-V测试仪，本部分首先介绍便携I-V测试仪的原理、配套辐照度计量仪的类型和特点，接着介绍现场组件功率测试的一次修正和二次修正方法。

　　图1 某地面电站某一时段各个逆变器的发电对比

　　1.1 便携式I-V测试仪分类与测试原理

　　据调研目前市场上常用的便携式I-V测试仪主要有可变电子负载式和动态电容式两种，如图2和图3所示，可变电子负载式是仪器自身内置了电子负载，当电阻从0变到无穷大的时候，仪器通过采集上百个负载点所对应的工作电流和工作电压值来构成整条I-V曲线，并通过算法寻找到最大功率点。

　　电容式I-V测试仪以充电式动态电容作为光伏组件的动态负载，实际测试时，光伏组件因有光生电流对电容充电，电容在开始充电时，阻抗很低几乎为零，充电回路相当于短路，当充电结束，阻抗非常高，充电回路相当于开路，那么在电容的充电过程中，电容的阻抗从0变到无穷大，相当于光伏组件或阵列的负载电阻从0变化到无穷大，然后对电压电流进行采样，这些采样点构成了光伏组件的I-V特性曲线。

　　和可变电子负载式相比，动态电容式测试方法的优点是虽然测试速度较快，精度较高，但需要复杂的控制电路，而对于阵列型的I-V测试仪，就需要比较大的电容器，那么体积和重量就会增加，所以带到户外进行测试会比较笨重。

　　图2 可变电子负载式

　　图3 动态电容式

　　1.2 太阳辐照数据采集介绍

　　便携式I-V测试仪在测试过程中需要对实时的辐照数据进行采集，辐照采集目前常用的仪器是总辐射表，它分为热电型（Thermopile Pyranometers）和光电型（Silicon Pyranometers）两种，如图4所示为热电型，图5为光电型。

　　热电型一般为两层玻璃罩结构，由玻璃罩下黑色感应面与内部的热电堆等感应器件组成。一般感应元件表面涂有高吸收率的黑色涂层，感应元件的热接点在感应面上，而冷接点位于仪器的机体内，双层石英玻璃罩结构的作用是防止热接点单方向通过玻璃罩与环境进行热交换，提高测量精度。

　　同时为了避免太阳辐射对冷接点的影响，增加了一个白色防辐射盘用来反射阳光的热辐射。它的原理很简单，当太阳辐射透过玻璃罩到达热电表感应面时，冷热结点会产生温差，由此产生温差电动势，将光信号转换为电信号输出，那么这个输出信号与感应面上所接收到的太阳辐照度成正比（在线性误差范围内），根据毫伏表或电位差计测出的热电势就可以进行读数。

PID组件快速检测

　　PID（Potential Induced Degradation电势诱导衰减）是在高温高湿环境中，因晶硅组件负极和边框玻璃之间存在较高的负电压而产生的电性能衰减现象，如果电站中发生了PID，一般各个组串都有可能发生，其衰减程度也不尽相同，但随着时间的推移，轻微PID组件的衰减程度会逐渐增加，同时PID组件由于内部电池片的失配严重，因此将存在较大的热斑隐患，对于PID衰减严重的组件可通过测试开路电压进行检验，而轻微PID的组件还需要在低辐照下检测，本部分列举了在电站现场快速检验PID组件的方法，以供业内人士参考。

　　3.1 测试方法

　　（1）便携式I-V测试法

　　晶硅组件发生PID后，其I-V曲线形状会出现异常，电性能参数表现为Rsh、填充因子和开路电压Voc的降低。PID越严重，其曲线移动的趋势就如图15箭头所示。而对于轻微PID组件，其IV曲线的异常特征不太明显，还需结合下面的方法（开路电压法、EL）进行综合分析。

　　图15 单片电池片PID衰减后的I-V曲线

　　（2）开路电压（Voc）测试法

　　由于PID组件电性能参数有一个明显特征，即并联电阻值会下降很多，甚至低到个位数，正常组件的Rsh值一般在几百兆欧以上。并联电阻值的大小对组件的弱光效应有较大的影响，如果Rsh值较低，在辐照度较高时，开路电压值和正常组件差异会较小，所以难以辨别，而在低辐照度下，Rsh值较低的组件，开路电压值会随着辐照的降低而出现大幅下降。因此开路电压法测试需要选择低辐照时间，便于和正常组件进行明显区分。特别对于PID衰减不明显的组件（功率衰减≤10%），通过I-V测试难以判断的情况下，可以用该法进行判断。

　　（3）便携式EL测试法

　　需要使用便携式EL设备，PID组件在EL下的明显特征为边框四周电池片发黑（因电池PN结失效）。如下图16所示，PID越严重，那么发黑的区域会增多，一般从边框四周开始，逐渐蔓延到组件中间区域。

　　图16 左：功率衰减27% 中：功率衰减42% 右：功率衰减52%

　　3.2 组串排查方法

　　（1）在低辐照情况下（建议辐照度低于400W/m2），通过监控数据或现场测试，对每个汇流箱侧的每一路的组串开路电压进行测试，查找低电压组串。

　　（2）对于低电压组串，一般PID容易发生在组串的负极侧，如20片一串的，要重点测试负极侧第一片到第十片，并一直测试到出现正常组件为止。

　　（3）根据I-V测试曲线或者开路电压测试法判断。