IEC 61724-12021 光伏系统性能第1部分监测标准立项发展报告

光伏系统性能第1部分：监测（IEC61724-1:2021）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PhotovoltaicSystemPerformance–Part1:Monitoring摘要光伏发电作为全球可再生能源战略布局中的核心组成部分，近年来经历了爆发式增长。截至2023年底，全球光伏累计装机容量已突破1.4太瓦（TW），光伏电站的规模化、智能化、高效益运营需求日益迫切。在此背景下，光伏系统性能的准确监测与科学评估成为行业关注的焦点。IEC61724-1:2021《光伏系统性能第1部分：监测》作为国际电工委员会（IEC）发布的光伏系统监测领域基础性国际标准，系统规定了光伏系统监测的术语定义、监测等级分类、监测参数体系、传感器精度要求、数据采集与存储规范、数据质量评估方法及报告格式等核心内容。本标准确立了A、B、C三个监测等级体系，对不同应用场景下的监测需求给出了分级技术方案，为光伏电站的性能评估、运维优化、收益核算及科学研究提供了统一的技术基准。本报告系统梳理了该标准的立项背景、发展历程、核心修订内容及其行业影响，分析了标准在智慧运维、智能诊断、光伏资产数字化管理等新兴领域中的基础性支撑作用，并对标准未来修订方向及在全球能源结构转型中的战略价值进行了展望。关键词：光伏系统；性能监测；IEC61724；国际标准；数据质量；监测等级；光伏运维AbstractAsacorecomponentoftheglobalrenewableenergystrategicframework,photovoltaic(PV)powergenerationhasexperiencedexplosivegrowthinrecentyears.Bytheendof2023,theglobalcumulativeinstalledcapacityofPVsystemshasexceeded1.4terawatts(TW),andthedemandforlarge-scale,intelligent,andhighlyefficientoperationofPVpowerplantshasbecomeincreasinglycritical.Againstthisbackdrop,accuratemonitoringandscientificevaluationofPVsystemperformancehavebecomefocalpointsofindustryattention.IEC61724-1:2021,*PhotovoltaicSystemPerformance–Part1:Monitoring*,publishedbytheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC),servesasafundamentalinternationalstandardinthefieldofPVsystemmonitoring.Itsystematicallystipulatesterminologydefinitions,monitoringclassclassifications,monitoringparametersystems,sensoraccuracyrequirements,dataacquisitionandstoragespecifications,dataqualityassessmentmethods,andreportingformats.Thisstandardestablishesathree-tiermonitoringclassframework(ClassA,B,andC),providinggradedtechnicalsolutionsformonitoringrequirementsacrossdifferentapplicationscenarios,therebyofferingaunifiedtechnicalbenchmarkforperformanceevaluation,operationandmaintenanceoptimization,revenueaccounting,andscientificresearchofPVpowerplants.Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,developmenthistory,corerevisioncontents,andindustryimpactsofthisstandard,analyzesitsfoundationalsupportingroleinemergingfieldssuchasintelligentoperationandmaintenance,smartdiagnostics,anddigitalassetmanagementofPVinstallations,andprovidesperspectivesonfuturerevisiondirectionsanditsstrategicvalueintheglobalenergytransition.Keywords:Photovoltaicsystem;Performancemonitoring;IEC61724;Internationalstandard;Dataquality;Monitoringclass;PVoperationandmaintenance一、引言1.1研究背景在全球气候变化应对与能源结构转型的双重驱动下，光伏发电已成为最具竞争力和发展潜力的可再生能源形式之一。根据国际能源署（IEA）发布的《2023年可再生能源市场展望》报告，2023年全球光伏新增装机容量再创历史新高，达到约375吉瓦（GW）。中国、欧盟、美国、印度等主要经济体均将光伏发电列为能源转型的核心支柱产业。随着光伏电站规模的持续扩大和运营年限的增长，如何科学、准确地评估光伏系统的实际运行性能，及时发现并诊断系统性能衰减和故障隐患，已成为关系到电站投资回报率、运维决策科学性和电网调度安全性的关键问题。光伏系统性能监测作为连接电站物理实体与运营管理决策之间的核心数据纽带，其标准化工作的重要性日益凸显。1.2标准立项的必要性在IEC61724-1:2021发布之前，全球范围内缺乏一套完整、统一的光伏系统监测标准体系。不同设备制造商、系统集成商和电站运营方在监测参数选择、传感器配置、数据采集频率、数据质量保障等方面各行其是，导致：-光伏电站性能数据可比性差，难以进行跨电站、跨地区、跨技术路线的横向对比；-性能评估结果可信度不足，影响投资决策和资产交易；-运维数据碎片化严重，难以支撑大数据分析和人工智能诊断模型的有效训练；-国际贸易和技术交流中缺乏统一的监测技术基准。基于上述行业痛点，IECTC82（太阳能光伏能源系统技术委员会）启动了IEC61724系列标准的系统修订工作。其中，IEC61724-1:2021作为系列标准的基石，着重对监测技术框架进行了全面更新。二、标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|IEC61724-1:2021||标准名称|光伏系统性能第1部分：监测||英文名称|Photovoltaicsystemperformance–Part1:Monitoring||标准状态|现行||发布机构|国际电工委员会（IEC）||分类号|太阳能工程||发布日期|2021年7月21日||发布年份|2021年||国别|国际组织||语言|英语+法语||ICS分类号|27.160（太阳能工程）||替代标准|IEC61724:1998（全部代替）|本标准由IECTC82（太阳能光伏能源系统技术委员会）归口管理，其前身可追溯至1998年发布的IEC61724第一版。2021版标准在技术内容上进行了全面革新，引入了多项新概念和新方法。三、标准发展历程3.1早期版本（IEC61724:1998）1998年，IEC首次发布IEC61724《光伏系统性能监测-准则》，该标准作为全球首个光伏系统监测领域的国际标准，为光伏系统的基础监测提供了术语框架和基本测量指南。标准规定了辐照度、环境温度、组件温度、直流功率、交流功率等基本参数的监测方法，并提出了性能比（PerformanceRatio,PR）的计算方法，为行业提供了一套初步的性能评估工具。然而，受限于当时的技术水平和产业成熟度，1998版标准存在以下不足：1.监测等级划分粗放，未充分考虑不同应用场景的差异化需求；2.传感器精度要求偏低，难以满足高效光伏组件和大型电站的精确测量需求；3.数据采集与存储技术规范缺失，难以保障长期数据的完整性和可靠性；4.未涵盖光伏系统中直流侧精细化监测、组件级监测等新兴技术要求。3.2标准修订背景（2015–2021）2015年前后，IECTC82正式启动IEC61724的系统性修订工作。修订的背景因素包括：（1）技术驱动：光伏组件转换效率持续提升（晶硅组件效率从2000年的约13%提升至2020年的20%以上），PERC、TOPCon、HJT等高效电池技术不断涌现，对监测精度和数据采集频率提出了更高要求。同时，组串式逆变器、智能汇流箱、微型逆变器等新型电力电子设备的普及，使得组件级和组串级监测在技术上可行且经济上可承受。（3）标准体系驱动：光伏系统性能测试（IEC61724-2）、能效评估（IEC61724-3）等配套标准的制定需要第一部分提供统一的监测数据基础，这也推动了IEC61724-1内容的系统升级。IEC61724系列国际标准最终扩展为四个部分：-IEC61724-1:监测（2021年发布）-IEC61724-2:容量评估方法（2016年发布，2021年确认）-IEC61724-3:能量评估方法（2018年发布，2022年确认）-IEC61724-4:光伏组件和电站的标准化数据格式（2018年发布）3.32021版标准的主要变化相较1998版，IEC61724-1:2021在以下方面进行了重大技术更新：（1）引入三级监测体系：将监测等级划分为A、B、C三级，A级最高（适用于科研和性能验证），B级居中（适用于电站日常性能管理），C级为基础级（适用于小型系统和基础运维），并明确了各级别的监测参数要求和设备精度标准。这一分级体系充分考虑了不同应用场景的经济性和技术性平衡。（2）扩充监测参数体系：新增背板温度、光谱响应、污染物损失评估、交直流电能质量等多项参数。特别是增加了对直流侧关键电气参数的全面监测要求，包括组串电流、组串电压、MPPT通道级监测等，为精准定位发电损失提供了数据基础。（5）更新报告格式：提供了标准化的监测报告模板和性能指标计算方法，覆盖了PR（性能比）、最终产量（FinalYield）、参考产量（ReferenceYield）、捕获损失（CaptureLosses）、系统损失（SystemLosses）等核心指标的计算公式和报告要求。四、标准主要内容概述4.1范围IEC61724-1:2021适用于所有类型的并网光伏系统（包括分布式和集中式），同时也涵盖了带储能的光伏系统和混合系统中光伏部分的监测。标准不适用于独立运行（离网）光伏系统，但其中定义的监测原则可参考应用于离网系统。4.2监测等级体系标准将光伏系统监测划分为三个等级：|监测等级|适用场景|核心参数|传感器精度要求|数据采集频率||---------|---------|---------|---------------|------------||A级|科研实验、性能认证、高精度分析|全部参数（含光谱、温湿度、风向风速、组件背板温度分布等）|辐照度≤±2%，温度≤±1°C|1分钟或更短||B级|大型电站日常运维、性能评估|辐照度、温度、交直流电气参数、气象参数|辐照度≤±3%，温度≤±2°C|1分钟至5分钟||C级|小型系统、基础监测|辐照度、温度、发电量|辐照度≤±5%|5分钟至15分钟|4.3监测参数体系标准按物理类别将监测参数划分为五大类：（1）气象参数：水平面总辐照度（GHI）、平面阵列辐照度（POA）、环境温度、风速、风向、相对湿度、气压、降水等；（2）电气参数：直流侧电压/电流/功率（阵列级、组串级、MPPT级）、交流侧电压/电流/功率/频率/功率因数、电能质量参数（谐波、闪变）、逆变器效率等；（3）温度参数：组件背板温度（按矩阵布点）、环境温度、逆变器/变压器等关键设备温度；（4）系统运行状态参数：逆变器运行状态、开关状态、告警信息、停机时长、可用率等；（5）性能指标参数：PR、最终产量Yf、参考产量Yr、捕获损失Lc、系统损失Ls、组件效率、系统效率等派生指标。4.4数据采集与存储标准规定了以下数据管理要求：（1）数据采集频率：A级监测要求数据采集间隔不超过1分钟，B级不超过5分钟，C级不超过15分钟；（2）数据存储要求：原始数据需至少保存1年以上，处理后的统计数据需保存3年以上；建议采用冗余存储方案；（3）数据格式：推荐采用通用数据格式（如CSV、JSON或STEP格式，具体数据格式可参考IEC61724-4），以提高数据交换和互操作性；（4）数据安全性：要求具备数据备份、访问权限控制和防篡改机制。4.5数据质量评估本版标准首次引入系统化的数据质量评估框架：-定义了数据质量评估的维度和指标（完整性、准确性、一致性、时效性）；-规定了异常值检测和处理的方法学；-要求定期生成数据质量报告，记录数据丢失、数据异常等情况；-明确了数据插补的适用条件和插补方法。五、标准的技术创新与应用前景5.1数字化与智能化运维5.2光伏资产数字化管理在光伏电站资产交易、证券化、保险定损等金融场景中，标准化的性能数据是资产价值评估的核心依据。IEC61724-1:2021为电站性能的第三方核验提供了技术标准支撑，增强了光伏资产的市场可信度。标准中规定的数据质量评估方法和报告模板，可以直接作为资产尽职调查的技术参考。5.3国际经贸互认IEC标准作为国际贸易中重要的技术协调工具，本标准已被多个国家和地区采用为国家级标准或参考文件。统一的监测标准有助于降低跨境项目开发和设备采购中的技术沟通成本，促进光伏产品和服务的国际贸易便利化。5.4与新兴技术的协同当前，光伏+储能、光伏制氢、光伏建筑一体化（BIPV）、漂浮式光伏等新兴应用场景不断涌现。IEC61724-1:2021中的监测框架可以延伸适用于上述场景，为混合能源系统的能量管理和优化调度提供基础数据支持。此外，数字孪生技术和云边协同架构的发展也依赖于标准化的监测数据接口和数据结构。六、主要修订单位介绍——国际电工委员会（IEC）及TC82技术委员会6.1国际电工委员会（IEC）概述国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦，是全球成立最早的国际电工标准化机构，负责电工技术和电子工程领域的国际标准化工作。IEC是联合国经济及社会理事会的咨商组织，与ISO（国际标准化组织）、ITU（国际电信联盟）并称为世界三大国际标准化组织。IEC的成员覆盖全球170多个国家和地区，其发布的国际标准被广泛采纳为各国国家标准的基础。截至2024年，IEC已发布超过8,000份国际标准及指导性文件，涵盖电力生产、输配电、可再生能源、家用电器、工业自动化、信息通信技术等广泛领域。6.2IECTC82（太阳能光伏能源系统技术委员会）IEC61724-1:2021由IECTC82（TechnicalCommittee82:SolarPhotovoltaicEnergySystems）具体负责制定和维护。成立时间与背景：TC82成立于1983年，是IEC中专门负责太阳能光伏能源系统标准化的技术委员会。随着全球光伏产业的快速发展，TC82的工作范围持续扩展，从最初的光伏组件和电池测试方法，逐步覆盖到光伏系统全生命周期的标准化需求。工作范围：TC82主要负责制定和维护以下领域的国际标准：-光伏电池和组件的性能测试方法；-光伏系统的设计、安装、运行和维护指南；-光伏系统性能监测与评估；-光伏系统并网接口技术要求；-光伏组件和系统的安全要求；-光伏系统关键部件的可靠性和耐久性评估。组织架构：TC82下设多个工作组（WorkingGroup,WG）和项目组（ProjectTeam,PT），其中与