T/CPIA 0082-2024 光伏跟踪支架智能跟踪性能测试方法

ICS 27,160
CCS F12
团体标准
T/CPIA 0082—2024
光伏跟踪支架智能跟踪性能测试方法
Test method for smart tracking performance of solar tracker
2024 - 08 - 30 发布2024 - 09 - 15 实施
中国光伏行业协会 发布

目次
前言................................................................................. III
1 范围................................................................................ 1
2 规范性引用文件...................................................................... 1
3 术语和定义.......................................................................... 1
4 试验条件与装置要求总则.............................................................. 2
4.1 试验场地........................................................................ 2
4.2 光伏组件选型及数量.............................................................. 2
4.3 支架选型及安装.................................................................. 2
4.4 逆变器选型...................................................................... 3
4.5 跟踪支架控制器.................................................................. 3
4.6 试验组和对照组.................................................................. 4
4.7 数据监测平台.................................................................... 4
5 高散射辐照天气优化功能及测试方法.................................................... 4
5.1 功能............................................................................ 4
5.2 功能要求........................................................................ 4
5.3 测试方法........................................................................ 4
5.4 测试结果........................................................................ 5
6 逆跟踪优化功能及测试方法............................................................ 5
6.1 功能............................................................................ 5
6.2 功能要求........................................................................ 5
6.3 测试方法........................................................................ 5
6.4 测试结果........................................................................ 6
7 双面组件优化功能及测试方法.......................................................... 6
7.1 功能............................................................................ 6
7.2 功能要求........................................................................ 6
7.3 测试方法........................................................................ 6
7.4 测试结果........................................................................ 7
8 试验报告............................................................................ 7
附录A（资料性） 原理说明..............................................................8
A.1 组件接收到的散射辐照............................................................ 8
A.2 组件遮挡发电特性................................................................ 8
A.3 双面组件辐照.................................................................... 9

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III
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。
本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会归口。
本文件起草单位：天合光能股份有限公司、中国电子技术标准化研究院、北京鉴衡认证中心有限公司、
河海大学、江苏国强兴晟能源科技股份有限公司、阿特斯阳光电力集团股份有限公司、国家电投集团青海
光伏产业创新中心有限公司、江苏中信博新能源科技股份有限公司、中国国检测试控股集团股份有限公司、
无锡市检验检测认证研究院、苏州UL美华认证有限公司、浙江正泰新能源开发有限公司、广东保威新能源
有限公司、迈贝特（厦门）新能源有限公司、江西恒能电力工程有限公司。
本文件主要起草人：孙凯、全鹏、赵明、李淮宁、柴玲、丁坤、张敏、赵长瑞、晏华斌、侯书源、张
可佳、邹正阳、朱华、诸荣耀、陈荣峰、黄国珍、詹永和。

1 范围
本文件规定了光伏跟踪支架智能跟踪性能的测试方法，包括试验条件与装置要求、功能的定义、测试
程序及测试结果等。
本文件适用于单排平单轴光伏跟踪支架。联排平单轴跟踪支架、双轴跟踪支架、斜单轴跟踪支架可参
考本文件。
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 2297 太阳光伏能源系统术语
GB/T 29320 光伏电站太阳跟踪系统技术要求
GB 50794 光伏发电站施工规范
GB 50797 光伏发电站设计规范
NB/T 10115 光伏支架结构设计规程
NB/T 32004 光伏发电并网逆变器技术规范
IEC 61215-1 地面用光伏组件设计鉴定和定型第1部分：测试要求（Terrestrial photovoltaic
(PV) modules—Design qualification and type approval—Part 1: Test requirements）
IEC 61215-1-1 地面用光伏组件设计鉴定和定型第1-1部分：晶体硅光伏组件测试的特殊要求
(Terrestrial photovoltaic (PV) modules— Design qualification and type approval—Part 1-1:
Special requirements for testing of crystalline silicon photovoltaic (PV) modules)
IEC 61215-2 地面用光伏组件设计鉴定和定型第2部分：测试程序（Terrestrial photovoltaic
(PV) modules—Design qualification and type approval—Part 2: Test procedures）
IEC 62817 光伏系统太阳跟踪器设计鉴定(Photovoltaic systems—Design qualification of
solar trackers)
3 术语和定义
GB/T 2297界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
高散射辐照天气high diffuse irradiance weather
直射辐照量占总辐照量比例不大于10 %的天气。
3.2
非高散射辐照天气non high diffuse irradiance weather
直射辐照量占总辐照量比例大于10 %的天气。
3.3
晴天sunny weather
直射辐照量占总辐照量比例不小于40 %的天气。
3.4
视日跟踪astronomical tracking
跟踪支架跟随太阳转动，使得组件法向向量与太阳入射光线夹角最小的跟踪技术。
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3.5
逆跟踪backtracking
早晨/傍晚，随着太阳升起/降落，跟踪角度逐渐增大/减小，以避免阵列间产生阴影遮挡的跟踪技术。
3.6
常规跟踪conventional tracking
包括视日跟踪和逆跟踪。
3.7
智能跟踪smart tracking
区别于常规跟踪，根据天气状态、地势情况、双面组件发电特性等优化跟踪角度，提高跟踪系统发电
量的跟踪技术。
4 试验条件与装置要求总则
4.1 试验场地
试验场地整体设计应符合GB 50797 及GB 50794 及以下要求：
a) 试验场地应选择空旷地带，周围无房屋、树木、电线等遮挡物，场地周边的自然环境应长期保持
相对稳定，减少人为因素的影响；
b) 场地应平整，地表状态应根据试验需要进行改造；
c) 试验场地应设置气象观测仪器，精度等级满足Class B 及以上，记录水平总辐照量、散射辐照量、
直射辐照量、环境温度等；
d) 试验场地纬度宜在-60°～60°之间。
4.2 光伏组件选型及数量
光伏组件应符合IEC 61215-1、IEC 61215-1-1、IEC 61215-2及以下要求：
a) 选取型号相同、功率等级相同、功率相差不超过5 W 的光伏组件；
b) 组件数量结合逆变器容配比选取，每排支架组件数量不少于10 块（1P）/20 块（2P）。
注：1P 为1 块光伏组件竖向安装，2P 为2 块光伏组件竖向安装。
4.3 支架选型及安装
光伏支架的设计安装应符合IEC 62817、GB/T 29320、NB/T 10115要求。安装使用跟踪支架应满足以
下要求：
a) 支架尺寸设计应适配所选光伏组件；
b) 支架形式不限，推荐组件竖向安装，限位角根据支架厂家提供的范围选取；
c) 根据阵列宽度、限位角以及组件最低离地高度计算支架安装高度，如图1 所示，推荐阵列中心轴
高度H 按公式（1）计算:
B
d
H h ·sin
2
  ················································· (1)
式中：
H ——阵列中心轴高度，单位为米（m）；
h ——组件最低离地高度，0.5 m～3 m；
d ——阵列宽度；
B ——限位角。
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图1 阵列高度计算示意图
d) 阵列间距根据冬至日（北半球）/夏至日（南半球）真太阳时9:00 阵列间无遮挡原则设计，如图
2 所示，阵列间距D 按公式（2）计算后合理取整：
A
d B
D d B
tan
·sin
 ·cos  ············································ (2)
式中：
D ——阵列间距；
d ——阵列宽度；
B ——限位角；
A ——冬至日（北半球）/夏至日（南半球）真太阳时9:00 太阳光线在与轴向垂直平面的投影与水平
面的夹角。
图2 阵列间距示意图
e) 阵列长度由组件数量及安装间隙决定；
f) 支架轴向方位角朝向正南。
4.4 逆变器选型
逆变器的选型应符合NB/T 32004及以下要求：
a) 逆变器型号根据组件功率、组件数量、组串接线方式选取，容配比宜在0.8～1.2 之间；
b) 逆变器发电数据可实时获取并上传至监控平台，数据包括逆变器序列号、时间、输入电压、输入
电流、输出功率、今日发电量等，数据上传时间间隔应不大于5 min，电压、电流、功率及发电
量至少精确至小数点后一位；
c) 逆变器选取时，确保每排支架上光伏组件的发电数据均可独立统计。
4.5 跟踪支架控制器
跟踪支架控制器应符合以下要求：
a) 具有完整的通讯架构，可实时通讯、控制跟踪支架；
b) 可集成智能跟踪技术；
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c) 控制器跟踪精度为±1°；
d) 具有自动模式、手动控制模式等；
e) 具备集成气象传感设备的功能；
f) 实时上传跟踪角度、气象数据等至监控平台。
4.6 试验组和对照组
试验组和对照组应符合以下要求：
a) 设置至少6 排跟踪支架，分为试验组（智能跟踪阵列）和对照组（常规跟踪阵列），至少3 排为
一组，每组跟踪支架间存在相对高度差，支架间相对坡度宜在2 %～8 %之间选取，两边支架高于
中间支架，试验组和对照组条件相同，如图3 所示。
图3 阵列排布示意图
b) 对比试验开始前，保证试验系统正常运转，进行跟踪阵列的调试与校准：基本参数设置、支架水
平位置校准、跟踪角度精度校准等。
c) 组件表面清洁，避免积灰等影响发电量。
4.7 数据监测平台
数据监测平台应符合以下要求：
a) 实时监测并显示跟踪角度、气象、发电数据等，数据记录时间间隔应不大于5 min；
b) 存储历史数据，存储时间应不小于3 个月，历史数据可导出。
5 高散射辐照天气优化功能及测试方法
5.1 功能
高散射辐照天气条件下，跟踪支架转至指定角度以接收更多的散射辐照，不再按照常规跟踪角度转动。
原理说明见附录A。
注：指定角度是指区别于常规跟踪角度的某一固定角度，如：0°、5°、-5°。
5.2 功能要求
高散射辐照天气优化功能应符合以下要求：
a) 具备自动识别天气状态功能；
b) 高散射辐照天气，支架自动转至指定角度，光伏阵列具有发电量增益；
c) 短时间（不大于20min）高散射辐照天气，不进行优化，即具备自动过滤短时间天气变化的功能；
d) 由高散射辐照天气转为非高散射辐照天气，应在5min 内恢复常规跟踪。
5.3 测试方法
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高散射辐照天气测试如下：
a) 在高散射辐照天气下，试验组和对照组均按常规跟踪转动，记录至少三个整天试验组和对照组的
发电量，分别为试验组基准发电量和对照组基准发电量，作为修正基准，要求试验组与对照组整
体基准发电量差异小于1 %；
b) 对照组按常规跟踪转动，试验组开启高散射辐照天气优化功能，自动优化跟踪角度；
c) 记录晴天（至少一个整天）视日跟踪时间段试验组和对照组支架跟踪角度；
d) 在真实天气状态或模拟天气状态下测试，短时间（不大于20 min）由非高散射辐照天气转为高散
射辐照天气，再转为非高散射辐照天气，记录试验组和对照组支架跟踪角度；长时间（不小于30
min）高散射辐照天气之后，转为非高散射辐照天气，记录试验组和对照组支架5 min 内的跟踪
角度；
e) 在真实高散射辐照天气，记录试验组和对照组支架跟踪角度，收集并对比至少三个整天试验组与
对照组发电量，并对发电量进行归一化处理。
注1：整天为一个日历天。
注2：模拟天气状态是指可模拟由非高散射天气转为高散射辐照天气（或高散射辐照天气转为非高散射辐照天气）。
5.4 测试结果
测试结果应符合以下要求：
a) 晴天，视日跟踪时间段试验组与对照组支架均按常规跟踪角度转动；
b) 高散射辐照天气，试验组转至指定角度，区别于对照组；
c) 短时间（不大于20 min）天气变化，由非高散射辐照天气转为高散射辐照天气再转非高散射辐照
天气，试验组仍按常规跟踪角度转动；
d) 由高散射辐照天气转为非高散射辐照天气时，试验组5 min 内恢复常规跟踪角度；
e) 计算典型高散射辐照天气发电量增益1 g ，总有效时间应不小于3 个整天，电量增益1 g 按公式（3）
计算：
·100%
E
E - E
·100%-
E
E - E
g
b1
b1 b1
1
1 1
1
对照
试验对照
对照
 试验对照······························(3)
式中：
g1 ——高散射辐照天气优化功能发电量增益；
E 试验1 ——试验组发电量；
E 对照1 ——对照组发电量；
E 试验b1 ——试验组基准发电量；
E 对照b1 ——对照组基准发电量。
6 逆跟踪优化功能及测试方法
6.1 功能
识别阵列间因不平坦地势造成的阴影遮挡，优化逆跟踪角度，减少阴影遮挡导致的发电损失。
6.2 功能要求
逆跟踪优化功能应符合以下要求：
a) 自动识别阵列间阴影遮挡；
b) 自动调节逆跟踪角度减少阴影遮挡导致的发电损失；
c) 每排独立优化；
d) 优化完成后阵列间不存在严重的漏光现象（地面光亮区宽度不大于0.07·D）；
e) 分别优化上/下午逆跟踪阶段的逆跟踪角度。
6.3 测试方法
逆跟踪优化测试方法如下：
a) 在晴天的逆跟踪阶段进行对比试验；
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b) 试验组和对照组均按常规跟踪转动，记录试验组与对照组中间支架上光伏组件发电量，分别为试
验组基准发电量和对照组基准发电量，要求逆跟踪阶段发电量差异小于1 %，同时记录试验组和
对照组中间支架上光伏组件被遮挡状态，保证试验组和对照组中间支架上的组件均存在大于一块
电池片尺寸的阴影遮挡；
c) 分别记录试验组和对照组至少三个晴天上午及下午逆跟踪阶段遮挡情况、地面漏光区宽度、跟踪
角度及中间支架上光伏组件的发电量，作为修正基准；
d) 试验组开启逆跟踪优化功能，自动优化逆跟踪角度，分别记录试验组和对照组至少三个晴天上午
及下午逆跟踪阶段遮挡情况、地面漏光区宽度、跟踪角度以及中间支架上光伏组件的发电量，并
对发电量进行归一化处理。
6.4 测试结果
测试结果应符合以下要求：
a) 针对不平坦地势（坡度2 %～8 %）优化逆跟踪角度（区别于常规逆跟踪角度），减小逆跟踪阶段
阴影遮挡面积，不存在严重漏光现象（地面光亮区宽度不大于0.07·D）；
b) 计算逆跟踪阶段在一定时间内（不小于30min）稳定发电量增益2 g ，上午及下午总有效时间应均
不小于3h，发电量增益2 g 按公式（4）计算：
·100%
-
·100%
-
对照2
试验2 对照2
对照2
试验2 对照2
2
b
b b
E
E E
E
E E
g   ··························· (4)
式中：
g2 ——逆跟踪优化功能发电量增益；
E 试验2 ——试验组发电量；
E 对照2 ——对照组发电量；
E 试验b2 ——试验组基准发电量；
E 对照b2 ——对照组基准发电量。
7 双面组件优化功能及测试方法
7.1 功能
基于双面组件发电特性，优化双面组件跟踪角度以获得更多的发电量。
7.2 功能要求
双面组件优化功能应符合以下要求：
a) 在不同天气条件、不同地表反射率条件下，跟踪支架自动以双面组件优化跟踪角度转动，光伏阵
列具有发电增益；
b) 具备实时优化跟踪角度的功能。
7.3 测试方法
双面组件优化测试方法如下：
a) 试验组和对照组阵列均使用双面光伏组件（双面率不低于60 %），选取中间支架上双面光伏组件
的发电数据进行对比分析，分别记为试验组基准发电量和对照组基准发电量，要求发电量差异小
于1 %；
b) 地面铺设高反射率（不小于0.4）材料；
c) 试验组与对照组均按常规跟踪转动，收集并记录至少三个整天跟踪角度及中间支架上双面光伏组
件发电量，作为修正基准；
d) 试验组开启双面组件优化功能，自动优化跟踪角度，收集并记录直射辐照占比20 %～40 %天气条
件下试验组与对照组跟踪角度及中间支架上双面光伏组件的发电量，并对发电量进行归一化处理。
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7.4 测试结果
测试结果应符合以下要求：
直射辐照占比20 %～40 %天气条件下，试验组角度区别于对照组，计算在一定时间段（不小于10 min）
稳定发电量增益3 g ，总有效时间应不小于3 h，发电量增益3 g 按公式（5）计算：
·100%
-
·100% -
-
对照3
试验3 对照3
对照3
试验3 对照3
3
b
b b
E
E E
E
E E
g  ···························(5)
式中：
g3 ——双面组件优化功能发电量增益；
E 试验3 ——试验组发电量；
E 对照3 ——对照组发电量；
E 试验b3 ——试验组基准发电量；
E 对照b3 ——对照组基准发电量。
8 试验报告
光伏跟踪支架智能跟踪性能测试报告应该包括以下信息：
a) 测试功能名称；
b) 测试单位及送样单位；
c) 测试编号；
d) 测试日期；
e) 测试人员署名；
f) 试验场地基本信息，如地址（经纬度）、地表反射率等；
g) 主要试验设备，如支架型号、组件型号、逆变器型号等；
h) 阵列排布信息，如组件数量、阵列宽度、阵列间距、阵列高度等；
i) 阵列接线信息，如逆变器与组串接线拓扑关系等；
j) 技术手段，如通过辐照仪识别天气状态，根据发电信息识别遮挡等；
k) 测试方法及过程，如天气变化过程及支架运行角度等
l) 测试数据，如时间、阵列编号、辐照数据、支架角度、发电量等；
m) 测试过程图像记录。
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A
附录A
（资料性）
原理说明
A.1 组件接收到的散射辐照
高散射辐照天气，根据天空散射辐照模型，随着组件倾角的增大，组件正面接收到的散射辐照逐渐减
小，小角度时组件接收到的散射辐照大于视日跟踪角度，如图A.1所示，组件放平接收到的散射辐照高于
带倾角组件，且组件倾角越大，差异越大。
图A.1 斜面散射辐照相对水平散射辐照差异
A.2 组件遮挡发电特性
由于地势起伏和安装误差等影响，阵列间存在相对高度差，仍按平地逆跟踪角度转动，则会在逆跟踪
阶段导致阵列间阴影遮挡，造成发电损失。根据组件发电输出特性，晴天时组件被遮挡，瞬时发电功率损
失严重，如图A.2、图A.3所示。
图A.2 组件被遮挡示意图
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图A.3 组件被遮挡发电输出特性
A.3 双面组件辐照
双面组件背面的发电增益为5 %～30 %，区别于常规跟踪算法中只考虑单面组件正面接收直射辐照最大
化，双面组件需要综合考虑时间、经纬度、阵列高度、阵列间距、阵列宽度、地面反射率、组件双面率、
直射辐照及散射辐照等诸多因素，如图A.4所示，使得组件正面及背面接收辐照总和最大。
图A.4 双面组件接收辐照示意图