随着光伏阵列的老化，系统性能可能因众多潜在原因而下降。有些原因是可以预见的，比如污染损耗和阵列的长期退化。还有一些则可能是意外情况，比如旁路二极管故障或模块破裂等。由于 I-V 曲线绘图仪能够记录光伏源的所有电流和电压工作点，这使得它具备识别光伏系统性能下降的各种症状的独特能力。
每个光伏模块的数据表都会提供一个模型 I-V 曲线，它会展示在标准测试条件 (STC) 下，该模块各种可能的工作或负载电流和电压组合。当实际测量的 I-V 曲线在高度、宽度或形态上与预测的 I-V 曲线（即基于模型 I-V 曲线预测，并根据实际辐照度和温度条件调整后的曲线）存在显著偏差时，这种偏差的性质能够为查明潜在的性能问题提供线索。利用像 Fluke Solmetric PVA-1500 这样的 I-V 曲线绘图仪，我们能够更有效地检测光伏系统性能下降的症状。
Fluke Solmetric PVA 1500 V 光伏分析仪套件，配备 Fluke SolSensor
光伏系统故障排除的安全考虑事项
在使用电气系统时，安全性是首要考虑的因素。为了保障安全，必须理解光伏系统的构造和工作原理，使用符合额定值的测试设备，并严格遵守 NFPA 70E 等安全标准。相较于其他测试方法，使用像 Fluke Solmetric PVA-1500 这样的 I-V 曲线绘图仪能提高安全性，因为它允许我们在进行测试时，无需将电路置于逆变器负载下。
基本测试过程
在商业和公用事业规模的光伏系统中，通常会在电气隔离的汇流箱中来测量 I-V 曲线的轨迹。举例来说，如果区域级监控器或无人机红外测温仪显示汇流箱性能有所下降，I-V 曲线绘图仪可以立即将其标记出来以便开展检查。在进行隔离之后，先进行目视检查，然后绘制 I-V 曲线，就可以识别出性能下降的源电路。经过校准的性能测量包括在阵列的正面安装辐照度传感器，并在模块的背面安装温度传感器。每个光伏源电路都会进行单独的测试，整个流程仅需 10 到 15 秒，而所有的数据都会以电子方式保存。
标准的形态及性能
为了在现场识别性能问题，需要建立一个比较标准。在进行故障排除时，您可以利用相邻光伏源电路的测量值来进行对比。不过，通常会使用模块的铭牌数据作为性能比较的依据，特别是当您需要对性能进行长期基准测试时。
在执行 I-V 曲线测试之前，您需要先确定要测试的模块，以及要将多少个模块串联或并联。根据这些数据以及其他设置输入，软件会计算在标准测试条件下预期的性能特征，如 Isc、Imp、Voc、Vmp 和 Pmp。由于现场条件与工厂测试条件往往存在差异，I-V 曲线绘图仪会采用数学模型来综合考虑现场的实际辐照度和温度条件，并生成被测光伏源电路或模块的 I-V 预测曲线和的最大功率预测值。
当光伏源电路或模块处于正常工作状态时，其 I-V 曲线会呈现出标准的形态。此外，曲线绘图仪根据 I-V 数据计算得出的最大输出功率额定值将非常接近预测的最大功率值。在这种情况下，我们使用性能因子 (PF) 来量化实际测量的 I-V 曲线与预测曲线之间的一致程度。一致程度以百分比形式进行报告，并通过测量和预测的最大功率值 (PMP) 进行计算，具体公式为：PF =（实际测量的PMP ÷ 预测的 PMP）× 100。若曲线形态正常，且性能因子维持在 90% 至 100% 的范围内，这表明光伏源电路或模块处于正常工作状态，不存在严重遮挡或污染问题。
