光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)

殷郁麟

摘要：隨著光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用和普及，太陽(yáng)能的利用在人們的生產(chǎn)生活中隨處可見。陽(yáng)光清潔、安全、無(wú)害，極大地方便了人們的生活，給人們帶來(lái)了方便。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)不需要傳熱能，直接實(shí)現(xiàn)光能的轉(zhuǎn)換。具有壽命長(zhǎng)、工作可靠、清潔、并網(wǎng)運(yùn)行等特點(diǎn)。其中，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池、蓄電池、逆變器和控制器組成。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作困難。因此，研究光伏系統(tǒng)的運(yùn)維，可以解決目前運(yùn)行中存在的問題，有利于光伏發(fā)電技術(shù)的推廣。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電;太陽(yáng)能;運(yùn)行;維護(hù)

1光伏發(fā)電概述

能源是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的車輪。不可再生資源，如煤炭、石油、天然氣是人類文明進(jìn)步的主要能源結(jié)構(gòu)。隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展，人們對(duì)不可再生能源的需求日益增加。過度開發(fā)和使用，不合理的維護(hù)，造成了全球環(huán)境污染，資源枯竭。太陽(yáng)能電池是一種無(wú)污染、分布廣泛、儲(chǔ)量無(wú)限的清潔能源?？茖W(xué)家稱其為世界上最理想的綠色資源，是人類開發(fā)利用新能源的首選。開發(fā)太陽(yáng)能資源的基本途徑是：一是利用光熱轉(zhuǎn)換，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能;二是利用光伏陣列，通過匯流裝置間接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。迄今為止，光伏發(fā)電已成為太陽(yáng)能開發(fā)利用的最重要途徑。20世紀(jì)80年代以來(lái)，光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。從世界范圍來(lái)看，可再生資源的開發(fā)利用越來(lái)越受到人們的關(guān)注，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展市場(chǎng)也將更加廣闊。

2光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)中存在的問題

2.1影響潮流分布

由于受溫度、太陽(yáng)輻射等外部環(huán)境的影響，傳統(tǒng)的光伏系統(tǒng)輸出功率容易變化，且具有浮動(dòng)特性。但改變是有規(guī)律的。一般晴天，光伏發(fā)電能力強(qiáng)，系統(tǒng)可正常運(yùn)行;天氣多云時(shí)，系統(tǒng)電量小。光伏電源在其運(yùn)行過程中，由于這些特性的影響，將對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生不良影響。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)呈放射狀，電源直接接入用戶終端模塊。光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，相當(dāng)于增加了配電網(wǎng)絡(luò)中的電源數(shù)量，使潮流分布更加復(fù)雜，容易出現(xiàn)回流問題，配電網(wǎng)電壓也隨之增加。

2.2影響電能質(zhì)量

電能質(zhì)量是影響配電網(wǎng)電能質(zhì)量的重要因素。一般而言，系統(tǒng)的加載點(diǎn)不穩(wěn)定，電壓隨潮流下降。但是，在潮流條件比較復(fù)雜的情況下，在采用光伏發(fā)電方式時(shí)，一旦出現(xiàn)反向電流問題，其傳輸功率就會(huì)降低，導(dǎo)致負(fù)載電壓升高，進(jìn)而引起電壓偏移。光伏發(fā)電作為配電網(wǎng)的核心環(huán)節(jié)，其發(fā)展趨勢(shì)會(huì)發(fā)生變化，自主性難以控制。

3光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)維優(yōu)化措施

3.1光伏組件的優(yōu)化

3.1.1光伏組件的清潔

太陽(yáng)能組件直接吸收太陽(yáng)能，因此經(jīng)常暴露在室外，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)積聚大量的灰塵。因此，要定期清洗光伏組件，確保光伏組件清潔，防止揚(yáng)塵，減少光伏組件對(duì)太陽(yáng)能的吸收。揚(yáng)塵的增加，不僅降低了轉(zhuǎn)換效率，還會(huì)引起太陽(yáng)能電池板的過熱和自燃。目前常見的清洗方法有四種：人工清洗組件、人工水洗、工程車輛清洗、機(jī)器人清洗。手工清潔組件是利用特殊材料的靜電作用吸附光伏組件表面的灰塵。易于使用，但壓力控制不當(dāng)，容易損壞光伏組件。特定水壓下光伏組件的清洗效率遠(yuǎn)高于人工清洗。工程車輛清洗效率高，效果明顯，但成本相對(duì)較高。清洗工藝充分利用人工智能的優(yōu)勢(shì)，在復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)操作，提高工作效率，但需要增加具體操作的靈活性。

3.1.2光伏組件的定期維護(hù)

由于地面環(huán)境差異較大，灰塵等物質(zhì)的堆積速度差異較大，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定合理的維護(hù)計(jì)劃。太陽(yáng)能組件的灰塵堆積和太陽(yáng)能電池板的完整性是維護(hù)的重點(diǎn)。針對(duì)特定的季節(jié)和特殊的自然災(zāi)害制定了特定的維護(hù)措施，以確保光伏組件的工作效率。

3.2熱斑現(xiàn)象的產(chǎn)生和避免

由于太陽(yáng)能電池長(zhǎng)期維護(hù)，在特殊環(huán)境下可能會(huì)出現(xiàn)熱斑。在清潔過程中，灰塵堆積或堵塞會(huì)阻止光伏設(shè)備吸收太陽(yáng)輻射，從而阻止光能轉(zhuǎn)化為電能。隨著屏蔽層溫度的不斷升高，屏蔽層表面被破壞，形成熱斑。通過對(duì)太陽(yáng)能組件的不斷研究和分析，發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能組件有兩種情況。一是內(nèi)阻，二是電池本身的低電流。一般來(lái)說，從源頭上清除光電元件上的灰塵或其他物體，以減少熱斑造成的損壞。還需要了解電池的內(nèi)部和反向電流狀態(tài)或改進(jìn)其組件的功能，以便電池有效工作。此外，通過提高清潔能力和增加機(jī)器人的使用，可以去除更多的障礙物，減少熱斑的出現(xiàn)。

3.3光伏系統(tǒng)中控制器和逆變器的運(yùn)行和維護(hù)

控制器和逆變器是光伏系統(tǒng)的重要組成部分，也是需要維護(hù)的關(guān)鍵。維修時(shí)應(yīng)注意：1）控制器上應(yīng)有明顯的警示牌。2）定期檢查控制器之間的接線端子，如果有銹蝕或腐蝕，應(yīng)立即處理。3）高壓熔斷器必須有規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。4）控制器中，當(dāng)出現(xiàn)直流輸出電源時(shí)，可將母線正負(fù)極連接起來(lái)。維修轉(zhuǎn)爐時(shí)，應(yīng)確保其連接的完整性，并及時(shí)處理結(jié)構(gòu)中的灰塵、銹蝕、腐蝕等問題。當(dāng)特殊天氣引起的溫度變化時(shí)，要采取相應(yīng)的措施，保持報(bào)警標(biāo)記完好、清晰。5）若逆變器停止工作，找不到相應(yīng)的原因，應(yīng)拍照記錄設(shè)備，通過與廠家溝通，完成維修工作。另外，保持逆變器清潔，處理不同接線情況，控制好溫度，保證逆變器穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4改善調(diào)壓方式

光伏發(fā)電在改進(jìn)調(diào)壓設(shè)備的同時(shí)，可以改善調(diào)壓設(shè)備，緩解并網(wǎng)問題。配電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)復(fù)雜，要求技術(shù)人員對(duì)不同節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)和特性進(jìn)行分析，同時(shí)考慮建筑物的規(guī)模和外部環(huán)境，制定相應(yīng)的光伏發(fā)電設(shè)計(jì)策略。

配電網(wǎng)通過調(diào)整變比，科學(xué)分配線路電壓，減少偏差，防止超出供電范圍。在應(yīng)用過程中，技術(shù)人員需要調(diào)試變壓器，才能對(duì)光伏電源進(jìn)行干預(yù)。并且對(duì)線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，多次調(diào)整變比，經(jīng)過反復(fù)操作，達(dá)到了預(yù)期的效果。在某些配網(wǎng)系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的情況下，需要技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)電壓不平衡時(shí)，要對(duì)其他類型的變壓器進(jìn)行更換，并選擇具有負(fù)載穩(wěn)壓功能的設(shè)備，使其能夠承受電壓可調(diào)的負(fù)載，以達(dá)到所要求的速度和范圍。由于太陽(yáng)能光伏電源輸出受到太陽(yáng)光和輻射強(qiáng)度的影響，輸出功率逐漸增加，線路潮流減小。反復(fù)調(diào)整PV電源的接線位置，觀察電壓的變化范圍，使其在合理的誤差范圍內(nèi)，保證整個(gè)配電網(wǎng)的穩(wěn)定。

3.5強(qiáng)化光伏電站精益運(yùn)維管理

3.5.1光伏電站調(diào)整運(yùn)行方式，降低廠用電率

功率因數(shù)的整體補(bǔ)償與光伏電站的功率一致，并設(shè)置相應(yīng)的無(wú)功功率無(wú)償設(shè)備的整體運(yùn)行模式，確保在整個(gè)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)設(shè)計(jì)。同時(shí)，整體設(shè)計(jì)使其符合實(shí)際使用要求，符合實(shí)際使用要求，從而減少相關(guān)工作的存在，保證運(yùn)行效果，避免相關(guān)損失的產(chǎn)生。為保證施工質(zhì)量的全面提升，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中，應(yīng)合理填補(bǔ)空置，最大程度滿足項(xiàng)目發(fā)展的實(shí)際需要。

3.5.2光伏電站合理安排維護(hù)時(shí)間，減少發(fā)電損失

考慮到光伏電站的特殊性，需要進(jìn)行相關(guān)的定期處理，以達(dá)到最大程度的除草和清潔。同時(shí)要做好綜合維護(hù)，防止相關(guān)問題影響實(shí)際工作質(zhì)量，保證陽(yáng)光的整體效果，最大限度地滿足實(shí)際使用需求。

3.5.3建立智能化監(jiān)控平臺(tái)

針對(duì)目前的具體設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)，需要完善相關(guān)數(shù)據(jù)智能監(jiān)控平臺(tái)。定期對(duì)相關(guān)伏安曲線進(jìn)行管理和操作，確保相關(guān)工作順利進(jìn)行。同時(shí)，進(jìn)行無(wú)人機(jī)巡檢和設(shè)計(jì)鉗形表，有效發(fā)現(xiàn)相關(guān)低效元件，消除缺陷，最大限度地提高相關(guān)發(fā)電量。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，光伏發(fā)電具有清潔、無(wú)污染、可再生、成本低、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。做好光伏系統(tǒng)的運(yùn)維工作非常重要。本文分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)的內(nèi)部部件以及各種設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)注意事項(xiàng)，可以大大降低故障率，促進(jìn)光伏技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用。

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