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-编制说明

国家标准

《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》

（征求意见稿）

编制说明

《光伏发电系统用功率转换设备安全性》团体标准工作组

二○二四年七月

一、工作简况

（一）任务来源

根据《国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划

及相关标准外文版计划的通知》、《国家标准化管理委员会关于下达2023年国

家标准复审修订计划的通知》，华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分

公司积极响应行业需求，申报了《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》标准制定任务，并获批。

（二）编制背景及目的

光伏市场在过去几年以惊人的速度增长，特别是新兴市场的地面电站项目和

成熟市场的屋顶光伏系统。地面电站项目增长主要发生在光照富裕的地区，即非

洲、中东、印度、东南亚、拉美和美国西部，而屋顶光伏系统市场则以欧洲和日

本为主导。

不断降低的系统价格是近年来光伏市场增长和竞争力提高的主要推动因素，

但在太阳能发电行业中，初置成本仅是影响长期利润率的因素之一。如何在系统

生命周期内将发电量最大化，对于降低度电成本（LCOE）和提高投资回报率起

着至关重要的作用。系统的可靠性越低，投资回报就越少。例如：当光伏组件的

预计寿命从25年减少到20年时，度电成本将增加20%以上。

光伏组件长期处于严苛的环境老化应力之下，包括紫外、极端温度、冷热循

环和湿度等，而且在户外实际使用环境中，这些老化应力会同时作用于组件材料。

目前，国际电工委员会（IEC）的光伏组件测试标准主要基于IEC61215，这套

标准中有一系列加速老化测试方法，但这些测试方法主要是针对组件出厂时的失

效而设计的，并不能预测组件在其全生命周期中的长期性能。

现行标准也没有根据气候或应用进行市场细分，组件背板在不同地方承受的

环境应力差异非常大。例如，沙特首都利雅得的平均气温约27℃，而德国慕尼

黑的平均气温仅为10℃，两地降水量也相差九倍以上。

应用类型是另一个重要因素。地面安装的组件平均运行温度高出环境气温

25℃，而屋顶组件的运行温度更是高出地面运行的组件15℃。

光伏组件背板作为保护组件的最外层材料，尤其容易受到环境气候作用和重

复应力的影响。背板材料的粘接性能、抗紫外能力和机械强度都是影响寿命长短

的关键因素，甚至影响整个组件的使用寿命。

随着未经户外验证和低质量的背板材料在市场上应用，组件故障率越来越高。

开裂和失效的背板会严重影响组件的运行和安全性，甚至会引起组件电气失效，

从而造成安全危害和潜在的接地故障。

杜邦公司全球电站现场调研项目的数据显示，有22%的组件有明显的老化和

失效。此外，调研还发现组件中老化和失效比率最高的两个部件分别是电池和背

板，其中电池为11.3%，背板为7.4%。

在缺少可靠的长期耐久性测试标准的情况下，实地调研对于选择光伏组件最

佳材料是非常有价值的。然而，更需要出台新的测试标准来模拟材料在户外实际

使用时发生的不同失效形式和程度。

（三）编制过程

2022年，华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司申请承担标

准制定工作；同年，组织东南大学、国电南瑞等单位专家成立编制工作组。

2023年9月22日，受国家市场监督管理总局国家标准技术评审中心委托，

山东国家标准技术评审中心召开国家标准立项评估会议，通过与会专家的立项评

估。

2023年12月28日，华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司

与全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会签订《标准制修订项目任务书》。

2024年4月8日，全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会（SAC/TC90）

组织在北京召开《光伏组件安全鉴定第2部分：测试要求》等38项国家标准

启动会暨标准化知识培训会。标准编制工作全程参与。

2024年4月17日，华能集团组织标准编制工作推进会。

（四）主要起草单位及起草人所做的工作

由华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司、东南大学等相关单

位的专家成立的标准工作组，在广泛调研、查阅和研究国际、国内的现行标准，

结合行业现行技术痛点和空白，组织、协调和策划了标准征求意见稿的草拟和修

改过程。

二、标准编制原则

（一）标准制定原则

本标准依据相关行业标准，标准编制遵循“前瞻性、实用性、统一性、规范

性”的原则，注重标准的可操作性，严格按照IEC62109-3-2020Safetyofpower

convertersforuseinphotovoltaicpowersystems–Part3:Particularrequirementsfor

electronicdevicesincombinationwithphotovoltaicelements的要求进行编写。本文

件制定过程中，主要参考了以下标准或文件：

IEC61215-2:2016地面用光伏组件-设计鉴定和型式认可第2部分：试验

程序(Terrestrialphotovoltaic(PV)modules-Designqualificationandtypeapproval

—Part2:Testprocedures)

IEC61730-1:2016光伏组件安全认证第1部分：施工要求(Photovoltaic

modulesafetyqualification—Part1:Requirementsforconstruction)

IEC61730-2:2016光伏(PV)组件安全认证第2部分：测试要求

(Photovoltaic(PV)modulesafetyqualification—Part2:Requirementsfortesting)

IEC61853-2:2016光伏(PV)组件性能测试和能量等级第2部分：光谱响应

度、入射角和组件工作温度测量(Photovoltaic(PV)moduleperformancetestingand

energyrating—Part2:Spectralresponsivity,incidenceangleandmoduleoperating

temperaturemeasurements)

IEC62109-1:2010光伏发电系统用电源转换器的安全第1部分：一般要求

(Safetyofpowerconvertersforuseinphotovoltaicpowersystems—Part1:General

requirements)

IEC62109-2:2011光伏发电系统用电源转换器的安全第2部分：逆变器的

特殊要求(Safetyofpowerconvertersforuseinphotovoltaicpowersystems—Part

2:Particularrequirementsforinverters)

IEC62790:2014光伏组件接线盒—安全要求和试验(Junctionboxesfor

photovoltaicmodules—Safetyrequirementsandtests)

（二）标准主要内容

1、术语和定义

IscPV、B型可插拔设备、VmaxPV、模块集成设备、A型MIE、B型MIE、

光伏元件电路、二极管、有源二极管、光伏元件。

2、测试要求

试验顺序、参考试验条件、热测量、在单一故障条件下进行测试、电网交互

逆变器的附加试验

3、环境要求和条件、防止触电和能量危害、防止机械危险、防止触电和能

量危害、防止声压危害、防止液体危害、防止化学危害、物理要求

三、主要试验（或验证）情况分析

华能国际电力江苏能源开发有限公司建设了分布式光伏多类型组件长周期

性能实证平台，平台依据GB/T34160-2017《地面用光伏组件光电转换效率检测

方法》、NB/T32034-2016《光伏发电站现场组件检测规程》等国家、行业相关

标准，针对分布式光伏系统特性、电站建设条件及市场技术趋势，设置了光伏系

统实证测试区。采用了P型单玻、P型双玻、N型单玻、N型双玻、异质结、TOPCOn、

PERC、HPBC等不同材质和制作工艺的光伏组件。

平台将增加温度、应力、电量等参数测试装置，为不同工况条件下光伏组件

产品及系统元件的可靠性评估、故障诊断提供数据支撑，验证标准测试流程和参

数。

四、标准中涉及专利的情况

本文件不涉及专利问题。

五、预期达到的效益（经济、效益、生态等），对产业发展的作用

的情况

中国光伏产业近年保持迅猛发展态势，装机容量持续3年雄踞全球第一，领

先国际先进技术。光伏产业链中的晶硅、电池片、组件、逆变器等产品的产量跃

居国际首位。光伏产品的质量是保证光伏电站长期安全有效运营的关键，作为占

光伏电站投资总额60%左右的核心原材料光伏组件的安全及寿命，有必要进行专

项研究。金太阳示范工程明确组件使用寿命不低于25年，衰减率25年内不高于

20%。

光伏组件功率衰减主要有两个阶段，一个是早期的光致衰减，即组件功率在

使用初期有一个快速衰减，主要是硼氧复合体，降低少子寿命，导致组件功率下

降;另一个是组件的老化衰减阶段，即在长期使用中组件功率衰减随累积暴晒量

基本上呈线性衰减，主要由于封装材料的老化。

光伏产业发展过快，材料性能，设备安全耐久性问题也日益凸显，光伏产品

的安全和可靠性必须高度重视，而耐久性是安全与可靠性重要表现指标，在光伏

行业系统中是重中之重。在本标准中明确了光伏组件的实验条件，对于光伏背板

生产厂家而言，可以指导其新材料的开发，加快其新产品的研发速度；其次，对

于光伏组件厂商而言，可以指导其对光伏背板的检测与遴选，寻找最优性价比的

光伏背板以用于不同地区的光伏系统；另外，对于光伏产品检测认证机构而言，

可以加快其对光伏背板的测试，同时保证其对光伏背板的检测认证能更好的模拟

自然环境。

开展光伏组件加速老化检测，符合当前光伏产业发展的需要，有利于推动国

内光伏硅材料、组件和系统集成的技术进步，规范市场健康、有序发展。

六、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标

准，特别是强制性标准的协调性

符合现行相关法律、法规、规章及相关标准，与强制性标准协调一致。

七、重大分歧意见的处理经过和依据

无。

八、标准性质的建议说明

本标准为国家标准，供社会各界自愿使用。

九、贯彻标准的要求和措施建议

无。

十、其他应予说明的事项

无。

《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》

2024.7.29

目录

一、工作简况

二、标准编制原则

三、主要试验（或验证）情况分析

四、标准中涉及专利的情况

五、预期达到的效益（经济、效益、生态等），对产业发展的作用的

情况

六、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，

特别是强制性标准的协调性

七、重大分歧意见的处理经过和依据

八、标准性质的建议说明

九、贯彻标准的要求和措施建议

十、其他应予说明的事项

一、工作简况

（一）任务来源

根据《国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划

及相关标准外文版计划的通知》、《国家标准化管理委员会关于下达2023年国

家标准复审修订计划的通知》，华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分

公司积极响应行业需求，申报了《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》标准制定任务，并获批。

（二）编制背景及目的

光伏市场在过去几年以惊人的速度增长，特别是新兴市场的地面电站项目和

成熟市场的屋顶光伏系统。地面电站项目增长主要发生在光照富裕的地区，即非

洲、中东、印度、东南亚、拉美和美国西部，而屋顶光伏系统市场则以欧洲和日

本为主导。

不断降低的系统价格是近年来光伏市场增长和竞争力提高的主要推动因素，

但在太阳能发电行业中，初置成本仅是影响长期利润率的因素之一。如何在系统

生命周期内将发电量最大化，对于降低度电成本（LCOE）和提高投资回报率起

着至关重要的作用。系统的可靠性越低，投资回报就越少。例如：当光伏组件的

预计寿命从25年减少到20年时，度电成本将增加20%以上。

光伏组件长期处于严苛的环境老化应力之下，包括紫外、极端温度、冷热循

环和湿度等，而且在户外实际使用环境中，这些老化应力会同时作用于组件材料。

目前，国际电工委员会（IEC）的光伏组件测试标准主要基于IEC61215，这套

标准中有一系列加速老化测试方法，但这些测试方法主要是针对组件出厂时的失

效而设计的，并不能预测组件在其全生命周期中的长期性能。

现行标准也没有根据气候或应用进行市场细分，组件背板在不同地方承受的

环境应力差异非常大。例如，沙特首都利雅得的平均气温约27℃，而德国慕尼

黑的平均气温仅为10℃，两地降水量也相差九倍以上。

应用类型是另一个重要因素。地面安装的组件平均运行温度高出环境气温

25℃，而屋顶组件的运行温度更是高出地面运行的组件15℃。

光伏组件背板作为保护组件的最外层材料，尤其容易受到环境气候作用和重

复应力的影响。背板材料的粘接性能、抗紫外能力和机械强度都是影响寿命长短

的关键因素，甚至影响整个组件的使用寿命。

随着未经户外验证和低质量的背板材料在市场上应用，组件故障率越来越高。

开裂和失效的背板会严重影响组件的运行和安全性，甚至会引起组件电气失效，

从而造成安全危害和潜在的接地故障。

杜邦公司全球电站现场调研项目的数据显示，有22%的组件有明显的老化和

失效。此外，调研还发现组件中老化和失效比率最高的两个部件分别是电池和背

板，其中电池为11.3%，背板为7.4%。

在缺少可靠的长期耐久性测试标准的情况下，实地调研对于选择光伏组件最

佳材料是非常有价值的。然而，更需要出台新的测试标准来模拟材料在户外实际

使用时发生的不同失效形式和程度。

（三）编制过程

2022年，华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司申请承担标

准制定工作；同年，组织东南大学、国电南瑞等单位专家成立编制工作组。

2023年9月22日，受国家市场监督管理总局国家标准技术评审中心委托，

山东国家标准技术评审中心召开国家标准立项评估会议，通过与会专家的立项评

估。

2023年12月28日，华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司

与全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会签订《标准制修订项目任务书》。

2024年4月8日，全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会（SAC/TC90）

组织在北京召开《光伏组件安全鉴定第2部分：测试要求》等38项国家标准

启动会暨标准化知识培训会。标准编制工作全程参与。

2024年4月17日，华能集团组织标准编制工作推进会。

（四）主要起草单位及起草人所做的工作

由华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司、东南大学等相关单

位的专家成立的标准工作组，在广泛调研、查阅和研究国际、国内的现行标准，

结合行业现行技术痛点和空白，组织、协调和策划了标准征求意见稿的草拟和修

改过程。

二、标准编制原则

（一）标准制定原则

本标准依据相关行业标准，标准编制遵循“前瞻性、实用性、统一性、规范

性”的原则，注重标准的可操作性，严格按照IEC62109-3-2020Safetyofpower

convertersforuseinphotovoltaicpowersystems–Part3:Particularrequirementsfor

electronicdevicesincombinationwithphotovoltaicelements的要求进行编写。本文

件制定过程中，主要参考了以下标准或文件：

IEC61215-2:2016地面用光伏组件-设计鉴定和型式认可第2部分：试验

程序(Terrestrialphotovoltaic(PV)modules-Designqualificationandtypeapproval

—Part2:Testprocedures)

IEC61730-1:2016光伏组件安全认证第1部分：施工要求(Photovoltaic

modulesafetyqualification—Part1:Requirementsforconstruction)

IEC61730-2:2016光伏(PV)组件安全认证