ISO 9060标准对光伏监测与气象领域太阳辐射测量的影响

总辐射表是太阳辐射测量的基准传感设备，广泛应用于光伏系统效能监测与气象观测领域。2018年修订发布的ISO 9060是全球通用的总辐射表分级规范，将产品划分为A、B、C三个精度等级，从C级升至B级、B级升至A级，设备整体测量偏差大致减半。产品只有全部满足对应等级的各项指标与判定条件，才可划归对应等级。

该标准还增设光谱均衡型与快速响应型两类附加属性定义。需要注意的是，设备选型不可仅依据等级划分，即便是同一等级产品，实际实测精度也存在明显差异。

本文同时参考ASTM G213-17与ISO/TR 9901相关行业实操准则，梳理测算并降低测量偏差的实用方法，保障太阳辐照数据稳定可靠。此外，光伏系统效能监测专用标准IEC 61724-1中，也明确要求监测所用总辐射表需符合ISO 9060相关规范。

概述

《ISO 9060 太阳能—半球向与直射太阳辐照测量仪器规范及分级》是界定总辐射表技术参数与等级划分的通用国际标准，首版发布于1990年，2018年完成重大修订。本次修订不仅更新专业术语，同时也提高了各精度等级的准入考核要求。

总辐射表等级划分

依据ISO 9060规范，总辐射表分为A、B、C三个精度等级，设备需完全达成对应等级全部技术指标与判定要求，方可归入对应等级。下表汇总各级别合规判定指标，各项参数释义如下：

– 响应时间（95%）：光照强度突变后，设备输出信号稳定达到最终数值95%所用时长

– 零点偏移a：设备在负200瓦每平方米净热辐射环境下产生的响应偏差

– 零点偏移b：环境温度以每小时5开尔文速率变化时产生的响应偏差

– 综合零点偏移c：整合前两类偏移及其他干扰因素形成的整体零点偏差

– 年稳定性：设备响应度每年出现的波动占比

– 非线性误差：辐照量在100至1000瓦每平方米区间变化时，实测响应度相较于500瓦每平方米基准值的偏差占比

– 方向响应误差：以垂直入射光照响应度为统一基准，测量不同入射角度（最大90度，含侧向及下方入射）、垂直辐照量1000瓦每平方米的直射光线时，产生的整体误差范围

– 晴空全局水平辐照光谱误差：在标准划定的各类晴空全局水平辐照光谱环境下出现的最大光谱偏差

– 温度响应误差：环境温度在零下10摄氏度至40摄氏度区间变化时，设备输出信号相较于20摄氏度基准工况的偏差占比

– 倾角响应误差：辐照量1000瓦每平方米条件下，设备摆放倾角由0度调整至180度时，响应度相较于水平摆放状态的偏差占比

表1 依据ISO 9060:2018制定的总辐射表技术判定指标。各项参数释义详见正文，表中数值为各项指标的合格判定范围，配套预留容差区间请查阅对应标准文件。

2018版标准修订核心变动

相较于1990旧版，2018版主要调整内容如下：

• 统一划分A、B、C三大精度等级，替换原二级标准、一级、二级旧式分级命名
• 各精度等级均可增设一项附加属性：光谱均衡型。该属性适用于对入射太阳光各波段感应程度相近的传感器，推荐用于组件平面辐照、反照率以及组件背面辐照测量场景。具备光谱均衡属性的设备，其光谱选择性（0.35 微米至 1.5 微米区间内，光谱响应度相对区间平均值的偏差占比）需控制在 3% 以内。
• 各精度等级均可增设附加属性：快速响应型该属性适配响应时长较短的总辐射表，适合用于辐照突变等波动较大的数据监测场景。具备此属性的设备，响应时长需小于0.5秒。
• 新增总辐射表等级评定参数：光谱偏差，替代以往采用的光谱选择性评定指标。
• 明确要求A级总辐射表必须单独完成温度响应与方向响应两项专项检测

合格限值与容错区间

ISO 9060:2018所列各项参数数值为正式合格判定阈值，该阈值设定严于设备常规运行允许波动范围，以此规避测量偏差带来的判定失误。合格限值与常规波动限值之间的区间即为容错区间，本文不再赘述具体区间数值。

精度等级释义

依据国际计量学术语定义，精度等级指满足既定计量规范、可将指定工况下测量误差与设备自身偏差控制在限定范围内的测量仪器类别。

按照《测量不确定度表示指南》B类评定方法，设备达到对应精度等级后，即可参照同等级设备对标界定自身测量偏差范围。

总辐射表实测精度说明

等级每向上提升一档，设备整体测量偏差大致缩减一半。

行业通用选购规律：

• 精度要求越高，设备采购成本越高
• 高精度设备日常清洁等维护标准更严苛
• 设备校准工作也需匹配更高精度标准

多数Hukx总辐射表实测参数优于对应等级基础要求，实际测量精度高于等级标准预估水平。文末表格汇总了Hukx全系总辐射表对应的ISO 9060:2018等级，以及IEC 61724-1:2021合规情况。