T/CPIA 0140-2025 智能光伏组件关断性能要求

　　ICS 27.160 CCS F12

　　团 体 标 准

　　T/CP IA 0140—2025

　　智能光伏组件关断性能要求

　　Shutdown performance requirement of smart PV module

　　2025 - 11 - 15 发布 2025 - 11 - 30 实施

　　中国光伏行业协会 发 布

　　T/CP IA 0140—2025

　　T/CP IA 0140—2025

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会提出并归口。

　　本文件起草单位：正泰新能科技股份有限公司、中国电子技术标准化研究院、浙江正泰新能源开发有限公司、江苏慧仁新能源科技有限公司、浙江正泰鑫辉光伏有限公司、浙江明禾新能科技股份有限公司、天合光能股份有限公司、一道新能源科技股份有限公司、国家太阳能光伏产品质量检验检测中心、锦浪科技股份有限公司、浙江省太阳能产品质量检验中心、上海数明半导体有限公司、中国质量认证中心有限公司、国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司西宁分公司、阿特斯阳光电力集团股份有限公司、苏州腾晖光伏技术有限公司、隆基绿能科技股份有限公司、晶澳(扬州)太阳能科技有限公司、通威股份有限公司、浙江爱旭太阳能科技有限公司、常州亿晶光电科技有限公司、浙江润海新能源有限公司、宁夏国信检研科技有限公司、芯象半导体科技(北京)有限公司、浙江大学嘉兴研究院、南京航空航天大学、嘉兴大学、中国大唐集团技术经济研究院有限责任公司、国电投集团河南电力有限公司技术信息中心、中国水利电力物资北京有限公司。

　　本文件主要起草人：何晨旭、夏靖辉、王逸伦、李一凡、刘俊辉、张伟、张敬敬、郑乐、宫欣欣、李庆娟、诸荣耀、朱华、彭祁军、吴精益、蒋忠伟、李家栋、怀朝君、张文平、韩雷涛、孟令孔、周凯旋、徐高敏、郭素琴、高振洲、张松、孙寿亮、闫灯周、严茗、安全长、周春华、蒋文博、冯文、肖刚、李玉芳、谷志攀、王涛、常阿飞、桂雁冰。

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　　引 言

　　本文件的发布机构提请注意，声明符合本文件时，可能涉及以下2项与本文件相关的专利的使用，专利申请号及其专利名称如下：

　　本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。

　　该专利持有人已向本文件的发布机构承诺，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款或文件下，就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通过以下联系方式获得：

　　专利持有人姓名：正泰新能科技股份有限公司

　　地址：浙江省嘉兴市海宁市黄湾镇吉盛路1号

　　请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

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　　智能光伏组件关断性能要求

　　1 范围

　　本文件规定了智能光伏组件关断功能等的术语和定义、关断性能要求和试验方法。

　　本文件适用于具有关断功能的智能光伏组件，通过外挂式设备实现关断功能的光伏组件可参考使用。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 2828.1—2012 计数抽样检验程序 第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划

　　GB/T 6892—2023 一般工业用铝及铝合金挤压型材

　　NB/T 32045—2018 光伏发电站直流发电系统设计规范

　　NB/T 42073—2016 光伏发电系统用电缆

　　T/CPIA 0013—2019 光伏支架

　　IEC 60904-9:2020 光伏器件 第9部分：太阳模拟器特性分级(Photovoltaic devices—Part 9: Classification of solar simulator characteristics)

　　IEC 62109-3:2020 光伏发电系统用功率转换设备安全性 第3部分：与光伏部件连接的电子器件特定要求(Safety of power converters for use in photovoltaic power systems—Part 3: Particular requirements for electronic devices in combination with photovoltaic elements)

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　关断功能 shutdown function

　　在规定的条件下，能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流电压，且分断后能再接通电路的功能。

　　[来源：GB/T 14048.2—2020，2.1]

　　3.2

　　关断控制信号发射器 signal transmitter with shutdown control function

　　能产生特定的通信信号，控制光伏组件关断器件启动及关断的设备。

　　4 性能要求

　　4.1 关断性能要求

　　具备关断功能的智能光伏组件，需同时满足如下三个性能要求。具体要求如下：

　　4.1.1 组件级关断响应能力

　　组件级关断响应能力要求如下：

　　a) 试样要求：从正常出货的智能光伏组件中，按GB/T 2828.1-2012中，表1的特殊检验水平S1，及表2-A的AQL1.5的要求，抽取对应数量的组件。

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　　b) 性能要求：对所抽取的所有样品组件，分别进行关断响应能力测试。待关断控制信号发射器发出关断信号后,样品组件正负极两端电压应持续降低直至稳定水平，且应在30 s内降低至不大于2.5V;关断控制信号发射器再次发出启动的信号后，样品组件正负极两端电压应在30 s内达到稳定，且稳定后的电压与关断前的电压的偏差不超过5 %。

　　c) 结果判定：按GB/T 2828.1-2012中，表2-A中AQL1.5对应Ac的要求，如测试结果达到Ac要求，则判定试样通过测试;否则，判定试样未通过测试。

　　4.1.2 系统级关断响应能力

　　系统级关断响应能力要求如下：

　　a) 试样要求：从正常出货的智能光伏组件中，随机抽取50块组件。

　　b) 性能要求：将样品组件串联成光伏阵列，并在光伏阵列正常工作状态下，对其进行关断响应能力测试。待关断控制信号发射器发出关断信号后，光伏阵列正负极两端的电压应持续降低直至稳定水平，且距光伏阵列1m范围内的正负极两端电压应在30 s内应降至120 V以下，1 m范围外的正负极两端电压应在30 s内降至30 V以下;关断控制信号发射器再次发出启动的信号后，光伏阵列1m范围内外的正负极两端电压应在30s内达到稳定，且稳定后的电压与关断前的电压的偏差不超过5 %。

　　c) 结果判定：如测试结果满足如上性能要求，则测试结束，判定试样通过测试;否则，判定试样未通过测试。

　　4.1.3 关断功能耐疲劳性

　　关断功能耐疲劳性要求如下：

　　a) 试样要求：同4.1.1 a)。

　　b) 性能要求：对所抽取的所有样品组件，分别进行关断功能耐疲劳性测试;在测试后，样品组件的组件级关断响应能力仍满足4.1.1 b)的性能要求。

　　c) 结果判定：同4.1.1 c)。

　　4.2 可靠性要求

　　具备关断功能的智能光伏组件，需满足如下可靠性要求：

　　a) 试样要求：从正常出货的智能光伏组件中，随机抽取30块组件。

　　b) 性能要求：每块样品组件经过可靠性测试后，组件级关断响应能力仍满足4.1.1 b)的要求。

　　c) 结果判定：若所有样品组件测试结果均满足如上性能要求，判定试样通过测试;否则，判定试样未通过测试。

　　5 试验方法

　　5.1 组件级关断响应能力试验

　　5.1.1 试验目的

　　确定单块智能光伏组件，在关断控制信号发射器发出关断及启动的信号后的响应能力。

　　5.1.2 仪器装置及要求

　　组件级关断响应能力测试，试验设备要求如下 :

　　a) 关断控制信号发射器：可发出特定通信信号，控制待测智能光伏组件的关断及启动。

　　b) 稳态光源测试箱包括：

　　1) 稳态太阳光模拟器：符合IEC 60904-9:2020的3C级以上，辐照强度在800W/m2～1000 W/ ㎡;

　　2) 辐照度计：测试精度不低于1W/㎡;

　　3) 支架：可承重40kg以上的光伏组件，并能保证光伏组件表面与辐照度计在同一平面;

　　4) 温度控制装置：可控制箱内温度在设定值的±10℃以内;

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　　5) 温度传感器：测试精度不低于0.1℃, 可重复性不低于0.5℃;温度传感器可安装在光伏组件具有温度代表性的位置上，如靠近光伏组件的中心位置。

　　c) 电压测量装置：测量范围不低于0V~100V，测量精度不低于0.1V;测量过程中，可自动记录和储存测试时间、测得的瞬时电压等数据信息，并可导出数据文件到计算机进行编辑处理。

　　d) 电流测试装置：测量范围不低于0A~35A，测量精度不低于0.1A;测量过程中，可自动记录和储存测试时间、测得的瞬时电流等数据信息，并可导出数据文件到计算机进行编辑处理。

　　e) 直流电子负载：具备MPPT最大功率点追踪功能;可自动记录和储存MPPT最大功率点追踪过程中的时间、瞬时电流、瞬时电压、瞬时功率等数据信息，并可导出数据文件到计算机进行编辑处理;可追踪的最大功率不低于1000W;功率追踪过程中， 电流可调范围不低于0A~30A， 电压可调范围不低于0V~100V，调节精度分别不低于0.1A、0.1V。

　　f) 其它：光伏线缆，符合NB/T 42073—2016的技术要求;光伏压块，需符合GB/T 6892—2023的技术要求。

　　5.1.3 试验步骤

　　试验步骤按以下要求：

　　a) 将待测智能光伏组件放置于稳态光源测试箱中，组件前表面对着稳态光源模拟器。串联待测光伏组件、关断控制信号发射器、直流电子负载、电流测量装置、开关等，并联待测光伏组件与电压测量装置， 电路连接示意图如图 1 所示。

　　图 1 组件级关断响应能力测试电路连接示意图

　　b) 开启稳态光源测试箱，使待测智能光伏组件受到均匀辐照，辐照度稳定在 800 W/㎡～1000 W/ ㎡， 箱内温度稳定在 50℃±10℃。关闭开关，使电路连通，调控配套的关断控制信号发射器发出启动信号，使待测光伏组件运行，调整直流电子负载，使待测智能光伏组件在最大功率点附近工作，由电压测量装置和电流测量装置，分别记录在此过程中组件两端的电压变化数据及电流变化数据。

　　c) 调控配套的关断控制信号发射器发出关断信号，由电压测量装置记录光伏组件电压开始下降至电压最终稳定所花费的时长， 以及稳定后的电压值。

　　d) 调控配套的关断控制信号发射器发出启动信号，由电压测量装置记录光伏组件电压开始上升至电压最终稳定所花费的时长及稳定后的电压值。

　　5.2 系统级关断响应能力试验

　　5.2.1 试验目的

　　确定智能光伏组件连接成光伏阵列后，在关断控制信号发射器发出关断及启动的信号时，规定时间内光伏阵列两端的电压是否达到规定的要求。

　　5.2.2 仪器装置及要求

　　系统级关断响应能力测试，试验设备要求如下：

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　　a) 关断控制信号发射器：可发出特定通信信号，控制待测智能光伏组件的关断及启动。

　　b) 光伏试验场地：具有按一定倾斜角安装的固定光伏支架阵列，相邻光伏支架阵列之间的间距至少在1m以上; 支架上可安装待测光伏组件数量应不小于50块; 光伏支架需符合T/CPIA 0013—2019的技术要求。支架上安装辐照度计，安装角度与支架倾斜角保持一致，辐照度计的测试精度不低于1W/㎡。

　　c) 电压测量装置：测量范围不低于0V~2000V，测量精度不低于0.1V;测量过程中，可自动记录和储存测试时间、测得的瞬时电压等数据信息，并可导出数据文件到计算机进行编辑处理。

　　d) 电流测试装置：测量范围不低于0A~35A，测量精度不低于0.1A;测量过程中，可自动记录和储存测试时间、测得的瞬时电流等数据信息，并可导出数据文件到计算机进行编辑处理。

　　e) 直流电子负载：具备MPPT最大功率点追踪功能;可自动记录和储存MPPT最大功率点追踪过程中的时间、瞬时电流、瞬时电压、瞬时功率等数据信息，并可导出数据文件到计算机进行编辑处理;可追踪的最大功率不低于50kW;电流可调范围不低于0A~30A，电压可调范围不低于0V~1500V，数据调节精度分别不低于0.1A、0.1V。

　　f) 其它：光伏线缆及光伏压块等部件，同5.1.3 f)。

　　5.2.3 试验步骤

　　试验步骤按以下要求：

　　a) 选择太阳辐照度≥500 W/㎡的晴朗天气时段，将 N 块具备关断功能的智能光伏组件，安装在光伏支架上，并串联组成组件阵列。光伏组件的数量 N，需使得组件阵列的电压达到组件能承受的最大系统电压，可参考如下公式 1 进行计算。将光伏组件阵列、配套的关断控制信号发射器、开关、直流电子负载、电流测量装置等串联连接，并将电压测量装置与光伏组件阵列并联连接，电路连接示意图参见图 2。

　　图 2 系统级关断性能测试电路连接示意图

　　参考 NB/T 32045—2018 中 4.1.2 的要求，光伏阵列中光伏组件串联数量的取值 N，取满足如下公式(1)要求的最大整数：

　　Vsys×85%≦N×Voc×(1+ α×(Tmin-25)) ≦Vsys×95%……………………………(1)

　　式中：

　　Voc ——光伏组件铭牌所示的开路电压(STC 条件下)，单位为V;

　　Vsys——为光伏组件能承受的最大系统电压，单位为V;

　　α ——为光伏组件的温度系数;

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　　Tmin——为测试地点近十年环境温度的最低值，单位为℃;

　　示例：光伏组件铭牌上开路电压 Voc=42.75 V，光伏组件能承受的最大系统电压 Vsys=1500 V,光伏组件温度系数 =—0.29%，测试地点近十年最低环境温度为 一5℃,则， 1500×85%≦N×42.75×(1-0.29×(-5-25)) ≦ 1500×95%，计算可得，27.44≦N≦30.67，N 可取整数有 28,29,30，取其中最大整数，则 N=Max(28,29,30)=30。

　　b) 关闭开关，调控配套的关断控制信号发射器发出启动信号，使待测光伏组件阵列运行，调整直流电子负载，使待测光伏组件阵列在最大功率点附近工作， 由电压测量装置和电流测量装置，分别记录在此过程中组件两端的电压变化数据及电流变化数据。

　　c) 依次进行如下操作：

　　1) 调控关断控制信号发射器发出关断信号， 由电压测量装置记录光伏组件阵列1m界限范围内及范围外的电压降至稳定所花费的时长，及稳定后的电压值。

　　2) 调控关断控制信号发射器发出允许运行信号， 由电压测量装置记录光伏阵列1m界限范围内及范围外的电压升高至稳定所花费的时长，及稳定后的电压值。

　　5.3 关断功能耐疲劳性试验

　　5.3.1 试验目的

　　确定单块智能光伏组件经历多次“关断—启动 ”的循环操作后，其关断响应能力的保持性。

　　5.3.2 仪器装置及要求

　　同5.1.3。

　　5.3.3 试验步骤

　　试验步骤按以下要求：

　　a) 按5.1.4 a)连接好电路，并按5.1.4 b)使试样组件在最大功率点附近工作后，调控关断控制信号发射器，对试验组件进行“关断—启动 ”循环试验40000次。测试过程中，允许相邻两个循环试验之间间断，间断期间需保证样品无损坏，且间断时长不得超过72h，否则应重新取样测试。每个“关断—启动 ”循环试验周期内，应保证试样组件响应关断后的电压值及响应启动后的电压值，均达到稳定状态。

　　b) 按5.1.4 c)及5.1.4 d)对试样组件进行组件级关断响应能力测试，并记录测试数据。

　　5.4 可靠性试验

　　5.4.1 试验目的

　　确定单块智能光伏组件经可靠性试验后，其关断响应能力的保持性。

　　5.4.2 试验步骤

　　a) 取12块试样组件，依据IEC 62109-3:2020 Table 300中的环境应力测试项目，分别进行试验，每项试验测试2块。

　　b) 试验后，再按5.1.4，对每块组件分别进行组件级关断响应能力测试，并记录试验结果。

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 14048.2—2020 低压开关设备和控制设备 第2部分：断路器

　　[2] GB 16915.1—2024 家用和类似用途固定式电气装置的开关

　　[3] GB/T 37655—2019 光伏与建筑一体化发电系统验收规范

　　[4] IEC 61215—1 :2021 Terrestrial photovoltaic(PV)modules—Design qualification and type approval—Part 1： Test requirements

　　[5] IEC 61215—2:2021 Terrestrial photovoltaic (PV) modules — Design qualification and type approval — Part 2 : Test procedures

　　[6] IEC 61730—1 :2023 Photovoltaic (PV) module safety qualification — Part 1 : Requirements for construction

　　[7] IEC 61730—2:2023 Photovoltaic (PV) module safety qualification — Part 2 : Requirements for testing

　　[8] IEC 62790:2020 Junction boxes for photovoltaic modules — Safety requirements and tests