分布式光伏電站可靠性評(píng)價(jià)

楊 波，桑丙玉，崔紅芬，袁曉冬,馬 磊，孫耀杰

(1.中國(guó)電力科學(xué)研究院，南京 210003; 2.江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，南京 210024；3.復(fù)旦大學(xué) 光源與照明工程系，上海 200433)

分布式光伏電站可靠性評(píng)價(jià)

楊 波1，桑丙玉1，崔紅芬1，袁曉冬2,馬 磊3，孫耀杰3

(1.中國(guó)電力科學(xué)研究院，南京 210003; 2.江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，南京 210024；3.復(fù)旦大學(xué) 光源與照明工程系，上海 200433)

隨著光伏發(fā)電大規(guī)模增長(zhǎng)，光伏電站的可靠性評(píng)價(jià)受到了更多關(guān)注．本文通過(guò)分析分布式電站特征問(wèn)題，如復(fù)雜環(huán)境、電網(wǎng)波動(dòng)性大、散熱條件差、復(fù)雜安裝條件等，并運(yùn)用故障樹(shù)理論建立了分布式光伏電站的可靠性評(píng)價(jià)方法．通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中各器件的失效模型進(jìn)行分析，獲得發(fā)電系統(tǒng)的整體失效數(shù)據(jù)，結(jié)論提出了幾種合理改善電站可靠性的措施意見(jiàn)．該結(jié)論有助于建立更加靈活高效的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)維護(hù)策略，并為優(yōu)化分布式系統(tǒng)提供一整套思路，為未來(lái)光伏電站配置儲(chǔ)能系統(tǒng)提供評(píng)價(jià)指標(biāo)參考．

可靠性評(píng)價(jià)； 分布式光伏電站； 故障樹(shù)； 失效率

近年來(lái)，光伏(Photovoltaic, PV)發(fā)電的規(guī)模在世界范圍內(nèi)保持高速平穩(wěn)增長(zhǎng)．據(jù)美國(guó)Mercom Capital咨詢公司預(yù)測(cè)，中國(guó)2016年新增光伏裝機(jī)容量將達(dá)到19.5GW[1]．由于光伏電站的收益穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)，因此可作為長(zhǎng)線投資的重要渠道，政府光伏扶貧文件明確指出，到2020年以光伏扶貧的方式要保障200萬(wàn)建檔貧困戶的扶貧指標(biāo)，其中集中式和村級(jí)分布式電站都將各自占據(jù)相當(dāng)?shù)谋戎豙2]．

光伏電站的初始投入成本大，加之扶貧對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的壽命要求高，因此提高光伏電站運(yùn)行期間的穩(wěn)定性，可以有效減少均化度電成本，控制運(yùn)維成本，實(shí)現(xiàn)最短期的投資回報(bào)收益．發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)，針對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性，特別是逆變器，進(jìn)行了大量試驗(yàn)．以Sandia實(shí)驗(yàn)室[3]和Florida太陽(yáng)能中心[4]為例，都開(kāi)展了相應(yīng)的實(shí)證項(xiàng)目，用于收集電站現(xiàn)場(chǎng)的可靠性數(shù)據(jù)．同樣，逆變器制造商在進(jìn)行產(chǎn)品的加速老化試驗(yàn)過(guò)程中，也收集了大量故障率數(shù)據(jù)．以公開(kāi)發(fā)表文獻(xiàn)的美國(guó)喬治亞理工學(xué)院自1996年起建立342kW的光伏屋頂電站為參考，其大部分是逆變器導(dǎo)致的故障，包括電流傳感器、風(fēng)扇、絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)模塊等子系統(tǒng)故障[5-6]．

國(guó)內(nèi)外針對(duì)集中式光伏電站的研究較為全面，既包含了逆變器單體在拓?fù)?、可靠性等方面的?yōu)化，又包含電站系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響研究．文獻(xiàn)[7]中主要針對(duì)并網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)中電站低電壓穿越問(wèn)題研究控制策略和測(cè)試方法，文獻(xiàn)[8-12]對(duì)目前集中型光伏逆變器、電站和獨(dú)立式光伏儲(chǔ)能電站的可靠性不高等問(wèn)題進(jìn)行了分析并提出提升技術(shù)．而分布式系統(tǒng)的研究文獻(xiàn)則主要集中在逆變器拓?fù)渖?，如文獻(xiàn)[13-14]的HB-ZVR結(jié)構(gòu)和H5結(jié)構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)整體的研究相對(duì)較少．由于分布式系統(tǒng)與集中式在并網(wǎng)接入環(huán)境、工作環(huán)境、安裝條件和系統(tǒng)拓?fù)涞却嬖陲@著的差異，因此集中式電站的可靠性研究無(wú)法適用于分布式．

為此，本文特別針對(duì)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，在基于故障樹(shù)理論[15-16]的基礎(chǔ)上建立可靠性評(píng)價(jià)方法．論文首先對(duì)比了集中式和分布式光伏系統(tǒng)在電氣結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的差異；然后結(jié)合故障樹(shù)理論，從部件到整體的分析計(jì)算了分布式光伏系統(tǒng)的可靠性；接著，通過(guò)引用文獻(xiàn)中光伏部件的故障率參數(shù)，對(duì)可靠性模型體系進(jìn)行了驗(yàn)證，并針對(duì)重點(diǎn)影響光伏系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析．

1 分布式與集中式光伏系統(tǒng)的電氣拓?fù)洳町?/h2>

典型的分布式系統(tǒng)如圖1所示，主要器件依次是光伏組件，組串型逆變器，交流配電柜，電能計(jì)量表等，一般用于居民屋頂、空地等場(chǎng)所，對(duì)環(huán)境參數(shù)及電氣參數(shù)的收集能力較弱，容易成為可靠性分析的盲點(diǎn)．

圖1 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1 Topological structure of the distributed PV system

相對(duì)集中式光伏電站，分布式系統(tǒng)主要在以下4個(gè)方面存在顯著差異：

1) 如圖1所示，集中式電站在光伏陣列和逆變器之間，一般存在一級(jí)或兩級(jí)匯流箱；而分布式則由多個(gè)光伏組件串聯(lián)后直接接入組串型逆變器．

2) 組串型逆變器由含獨(dú)立MPPT(Maximum Power Point Tracking)功能的DC/DC變換器和DC/AC逆變器這兩級(jí)結(jié)構(gòu)組成，而集中型逆變器僅包含DC/AC部分，不存在直流升壓部分．

3) 交流側(cè)分布式系統(tǒng)無(wú)變壓器，無(wú)差動(dòng)電路斷路器等裝置，而通過(guò)逆變器中的交流繼電器保護(hù)，并直接接入交流配電柜的電網(wǎng)接入點(diǎn)，再通過(guò)電能計(jì)量表輸出，因此直接面對(duì)電網(wǎng)，受到電網(wǎng)波動(dòng)影響較大．

4) 集中式電站一般位于開(kāi)闊地區(qū)，逆變器、配電都有專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，受環(huán)境影響相對(duì)較??；分布式系統(tǒng)所用的組串型逆變器防護(hù)等級(jí)可支持安裝于室外，一般可安裝于屋頂、山地、水面、大棚等位置，其工作環(huán)境相對(duì)復(fù)雜．

綜上所述，相對(duì)集中式電站，分布式系統(tǒng)所用的部件相對(duì)較少，但接入電網(wǎng)條件、工作環(huán)境及安裝方式更為復(fù)雜，亟待進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)的研究．

2 可靠性評(píng)價(jià)

2.1 系統(tǒng)故障樹(shù)模型

圖2 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)故障樹(shù)Fig.2 Fault tree of the distributed PV system

由于光伏電站工作在荒山、湖面等荒野地區(qū)的幾率較大，暴露在極端條件和周期性的濕熱、電應(yīng)力下，逆變器可靠性的準(zhǔn)確評(píng)估需要大量相同或相似系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)下的數(shù)據(jù)來(lái)支持．目前主要有兩種途徑： 一種是通過(guò)大規(guī)模逆變器群在實(shí)際電站或加速老化試驗(yàn)的數(shù)據(jù)獲得，代表性的是Sandia和Florida實(shí)驗(yàn)室；另一種是通過(guò)現(xiàn)有可靠性預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)部件的故障率預(yù)測(cè)，并通過(guò)故障模型匯總獲得子系統(tǒng)的故障率，最終形成整體故障率，代表是最早出現(xiàn)并一直廣泛應(yīng)用的MIL-HDBK-217F標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)能夠提供電子儀器的可靠性預(yù)測(cè)．

實(shí)際場(chǎng)測(cè)試的定量數(shù)據(jù)僅針對(duì)某個(gè)特定環(huán)境和特定逆變器，無(wú)法應(yīng)用到其他逆變器設(shè)計(jì)中．本文采用故障樹(shù)理論，對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)的故障預(yù)測(cè)進(jìn)行快速有效的分析： 故障樹(shù)理論能夠從分析部件之間的關(guān)系開(kāi)始，逐次聯(lián)接，形成整體的系統(tǒng)性關(guān)聯(lián)．特別適合設(shè)備較少、主要通過(guò)串聯(lián)方式連接的分布式系統(tǒng)(包括光伏組件)．本文將分布式光伏系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)換為如圖2所示的故障樹(shù)分析圖．

圓形圖標(biāo)： 表示底事件，是引發(fā)系統(tǒng)故障的基本項(xiàng)，發(fā)生不需要前端輸入；或門(mén)： 表示當(dāng)或門(mén)下面至少有一個(gè)事件發(fā)生時(shí)，或門(mén)上方的事件才會(huì)發(fā)生；方形圖標(biāo)： 故障樹(shù)的主要模塊表示中間事件，可以由其他的中間事件和底事件組合形成．

其中： PV表示光伏組件；INV表示逆變器；CBac表示交流配電柜(主要包含交流斷路器)；其中，TOP EVENT=PV+INV+CBac．

光伏發(fā)電系統(tǒng)各個(gè)器件的失效概率，統(tǒng)計(jì)表格如表1所示，但文獻(xiàn)[5]中對(duì)應(yīng)的失效率為集中型逆變器的，因此本文接下來(lái)重新驗(yàn)證組串型逆變器的可靠性．相對(duì)于組件、交流電路斷路器等簡(jiǎn)單系統(tǒng)，組串型逆變器的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理復(fù)雜，從外部因素考慮，與它的光照能量密度、環(huán)境溫度和輸入功率等級(jí)密切相關(guān)；從內(nèi)部因素考慮，與其所采用的IGBT、直流母線電容、電感、散熱裝置等有著顯著關(guān)聯(lián)，因此失效機(jī)理較為復(fù)雜，要考慮多種情況的相關(guān)性．

組串型逆變器包含6個(gè)主要子系統(tǒng)： 母線電容，升壓部分，逆變部分，交流繼電器，顯示屏及機(jī)內(nèi)通訊.本文從這6個(gè)子系統(tǒng)角度出發(fā)建立故障率，并根據(jù)這6個(gè)子系統(tǒng)，驗(yàn)證表1中逆變器的失效率．

表1 分布式光伏電系統(tǒng)元件失效率Tab.1 Failure rates of the components in the distributed PV system

*對(duì)逆變器來(lái)說(shuō)，液晶屏如果產(chǎn)生故障，大部分情況仍可發(fā)電，但會(huì)帶來(lái)運(yùn)維上的認(rèn)知困難，因此也作為一種逆變器失效.

2.2 失效模型理論

首先，子系統(tǒng)故障概率應(yīng)按照器件的指數(shù)分布，它的可靠性概率和平均故障時(shí)間如下所示：

(1)

(2)

R(t)=e-λt,

(3)

式(1)中，f(t)為部件的故障概率密度函數(shù)，R(t)為系統(tǒng)自時(shí)刻t起的可靠性概率；式(2)中失效率λ為系統(tǒng)平均故障時(shí)間的倒數(shù)；式(3)為可靠性函數(shù)．

需要說(shuō)明的是，本文為簡(jiǎn)化計(jì)算起見(jiàn)，使用指數(shù)分布函數(shù)作為可靠性函數(shù)，其他如冪指數(shù)分布函數(shù)、Weibull分布函數(shù)也可適用．由于本文旨在提供一種用于可靠性模型建立和評(píng)價(jià)的方法，更注重定性的結(jié)果，在方法明確后，只要通過(guò)數(shù)據(jù)得到各個(gè)組件的真實(shí)失效概率分布函數(shù)，就可以代入到該模型中，得到精確的評(píng)估結(jié)果．實(shí)際上，光伏發(fā)電系統(tǒng)中器件實(shí)際的故障概率密度函數(shù)，都需要在特征環(huán)境下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間或相對(duì)昂貴的加速壽命測(cè)試才能得到，得到的數(shù)據(jù)如果用Weibull分布函數(shù)等擬合可能更準(zhǔn)確．但如果獲取的數(shù)據(jù)量不足，會(huì)導(dǎo)致了Weibull函數(shù)進(jìn)行故障預(yù)測(cè)時(shí)不確定度增加，影響最終的精度．

2.3 逆變器失效模型驗(yàn)證計(jì)算

1) 母線電容

針對(duì)直流母線，如采用鋁電解電容，其故障率模型為：

λC=λb·πCV·πQ·πE，

(4)

其中：λC為電容的工作失效率；λb為電容的基本失效率；πCV為容值因子；πQ為品質(zhì)因子；πE為環(huán)境因子．電容在125℃額定工作溫度下的基本故障率λb計(jì)算公式為：

(5)

πCV=0.34C0.18,

(6)

其中：S為使用電壓與額定電壓的比值；T為工作環(huán)境溫度，以℃為單位．

從失效率模型發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用電壓增大或使用溫度升高，基本失效率變大，導(dǎo)致工作失效率λC變大．

以10kW逆變器為例，逆變器采用1100μF/450V電容，額定工作在375V，工作溫度85℃，電容兩兩串聯(lián)，3組并聯(lián)，共6個(gè)．根據(jù)容值計(jì)算πCV，取1.20；電解電容一般為非軍標(biāo)，πQ取10；分布式逆變器一般處于室內(nèi)，πE取1.0；λb計(jì)算值為0.2864；因此可以得到參數(shù)λC=3.44，即每個(gè)電容的工作失效率為3.44×10-6h-1．

如采用薄膜電容，需要評(píng)估薄膜電容的失效率．薄膜電容包括聚碳酸酷、聚乙烯聚醋、紙、塑料和金屬化塑料(PC和PET)、金屬化聚碳酸醋、金屬化紙和聚乙烯聚醋等，在MIL-HDBK-217F標(biāo)準(zhǔn)中，大部分薄膜電池的指數(shù)系數(shù)接近而乘積系數(shù)稍有不同，本文選擇最差的一種故障模型，如下：

(7)

πCV=1.2C0.092,

(8)

其中，薄膜電容為55μF/500V，工作溫度為85℃，額定工作在375V，電容兩兩串聯(lián)，10組并聯(lián)，共20個(gè)．計(jì)算πCV得1.73；πQ一般為非軍標(biāo)，取3；πE仍取1.0；λb計(jì)算值為0.29；因此可以得到參數(shù)λC=0.15×10-6h-1.

2) 升壓部分及逆變部分

升壓部分及逆變器部分至少包含4個(gè)橋臂(比集中式要多至少1個(gè)橋臂)；單個(gè)橋臂包含2個(gè)IGBT．因此需要建立IGBT的故障模型．

圖3 IGBT的FIT參數(shù)Fig.3 FIT of IGBT

當(dāng)今由于高質(zhì)量的生產(chǎn)過(guò)程和很低的缺陷密度，導(dǎo)致要測(cè)量IGBT的失效率需要巨大的元件數(shù)量．在較早時(shí)期便進(jìn)行修訂的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有建立IGBT的故障率，因此IGBT的故障率參數(shù)主要通過(guò)廠商提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行．如圖3所示，根據(jù)國(guó)際主流功率器件廠商英飛凌的相關(guān)故障率(Failures In Time, FIT)數(shù)據(jù)可知，IGBT的故障率可近似為λIGBT=0.008×10-6h-1(1 FIT代表1×10-9h-1)．

3) 交流繼電器

λrelay=λr·πES·πS·πT,

(9)

其中λr為參考條件下得到的失效率，其公式為：

(10)

其中：m為形狀參數(shù)；η為特征壽命；γ為位置參數(shù)．

πES為電強(qiáng)度系數(shù)；πS為工作頻率系數(shù)；πT為溫度系數(shù)．這里，在存在電壓波動(dòng)的情況下，選擇合適型號(hào)，繼電器一般能保證故障率λrelay=0.1(單位為10-6h-1).

4) 液晶屏

液晶屏的壽命取決于背光、偏振膜等材料．背光燈的理論平均壽命為5×104～6×104h．偏振膜容易被氧氣、光線尤其是紫外線損壞，在長(zhǎng)時(shí)間被紫外照射后效果就會(huì)不好，因而出現(xiàn)故障的失效率較大．

5) 機(jī)內(nèi)通訊

由于工作環(huán)境存在空氣污染，或組串型逆變器長(zhǎng)時(shí)間工作于室外，通風(fēng)系統(tǒng)會(huì)給機(jī)內(nèi)帶來(lái)少量灰塵，污染機(jī)內(nèi)通訊設(shè)備的概率較大．由于通訊設(shè)備的電流信號(hào)頻率非?？欤瑫?huì)導(dǎo)致電路存在微弱磁場(chǎng)，更加吸引灰塵的吸附和累積，嚴(yán)重影響接頭接觸，并造成靜電積累，產(chǎn)生錯(cuò)誤的信號(hào)．按照對(duì)通訊模塊的民用要求，平均失效間隔時(shí)間(Mean Time Between Failure, MTBF)≤5×104h，因此故障率要低于20×10-6h-1．

6) 子系統(tǒng)組成的逆變器可靠性

根據(jù)以上計(jì)算，以及逆變器所用器件的清單，可得到一般逆變器的故障率：

∑λ=nCλC+nIGBTλIGBT+nrelayλrelay+λLC+λCOM

(11)

通過(guò)計(jì)算，得到某兩電平組串型逆變器的故障率見(jiàn)表2.

表2 逆變器子系統(tǒng)故障率及總故障率表Tab.2 Failure rates of the sub-system and total failure rates

注： 采用電解電容、不進(jìn)行維護(hù)時(shí)的總故障率為61.304；采用薄膜電容、進(jìn)行維護(hù)時(shí)的總故障率為3.664.

當(dāng)考慮20年的時(shí)間周期時(shí)(即t=20×365×24h)，將組件、逆變器、交流電路斷路器等代入指數(shù)分布函數(shù)式：

(12)

其中：i為組件、逆變器、交流電路斷路器等系統(tǒng)編號(hào)(見(jiàn)表1)；mi代表各系統(tǒng)所用單個(gè)元器件的數(shù)量；λi為各系統(tǒng)單個(gè)元器件的故障率；ti為子系統(tǒng)更換時(shí)間(這里ti一致，為20年)

10kW逆變器中，以每個(gè)組件285W為參考，需要38塊組件，與逆變器功率配比為1.08∶1．

采用電解電容情況下，逆變器可靠性為(從前往后分別為逆變器、組件、交流電路斷路器的故障率)：

Rtot=exp[-(61.30+0.0152×38+5.712)×10-6×20×365×24]=7.1981×10-6.

(13)

采用薄膜電容情況下，逆變器可靠性為：

Rtot=exp[-(3.66+0.0152×38+5.712)×10-6×20×365×24]=0.175.

(14)

3 討 論

1) 母線電容選擇

從上述計(jì)算可以看出： 隨著分布式逆變器選用母線電容的不同，可靠性呈現(xiàn)不同等級(jí)；另一方面，當(dāng)逆變器選用薄膜電容后，可靠性衰減不是最為明顯的一個(gè)，而變?yōu)榻涣麟娐窋嗦菲鳎?/p>

根據(jù)美國(guó)電力研究院(Electric Power Research Institute, EPRI)曾對(duì)薄膜電容等效老化壽命為50年的加速壽命試驗(yàn)，薄膜電容在逆變器壽命周期內(nèi)不需要考慮其老化問(wèn)題．

2) 運(yùn)行時(shí)間

從式(12)可以看出： 隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，光伏電站各個(gè)器件的可靠性指標(biāo)會(huì)迅速下降．比如，1年后分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性有91.65%，而20年后正常工作的可靠性是17.50%．這意味著如果不進(jìn)行定期運(yùn)維，分布式光伏系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，將無(wú)法正常工作．

同時(shí)，從表2還可以看出，當(dāng)無(wú)法對(duì)組件進(jìn)行定期維護(hù)時(shí)，鳥(niǎo)糞、灰塵等一方面會(huì)嚴(yán)重影響組件的發(fā)電性能，另一方面會(huì)逐漸降低組件的可靠性，最終導(dǎo)致失效．

3) 環(huán)境因素

由于受到惡劣環(huán)境影響，導(dǎo)致出現(xiàn)建筑物失效(如臺(tái)風(fēng)造成支架掀翻、鹽霧導(dǎo)致支架腐蝕變形等情況)或逆變器失效(高溫帶來(lái)的老化、高濕帶來(lái)的短路等情況)．因此，在電站設(shè)計(jì)初期，就要認(rèn)真考察建筑，針對(duì)環(huán)境做好支架設(shè)計(jì)和遮蔽設(shè)施，以及合適逆變器的選擇，如在污染嚴(yán)重地區(qū)采用無(wú)風(fēng)機(jī)自然散熱類(lèi)型可以有效減少機(jī)內(nèi)通訊失效概率．

4) 目前新方案帶來(lái)的影響

當(dāng)前出現(xiàn)了320W/72片電池片組成的新型組件，同時(shí)，部分逆變器系統(tǒng)輸入電壓可達(dá)1500V，通過(guò)上述可以看出這些新方案的影響： 在采用320W的新型組件后，由于器件數(shù)量減少，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)可靠性會(huì)增加，但總體影響微弱．如系統(tǒng)使用1500V新型逆變器時(shí)，需充分考慮工作電壓對(duì)電容可靠性的影響，防止電容的快速老化．

4 總 結(jié)

針對(duì)當(dāng)前光伏發(fā)電規(guī)模增加迅速的現(xiàn)狀，以及當(dāng)前對(duì)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)研究的不足，本文針對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境、電網(wǎng)波動(dòng)性較大、建筑安裝易失效等情況，提出一種基于故障樹(shù)理論的可靠性評(píng)價(jià)方法．文章通過(guò)結(jié)合系統(tǒng)的故障模型，明確了選擇薄膜電容、組件運(yùn)維、初期建筑及支架考察、自然散熱及紫外線遮蔽等措施對(duì)可靠性的提升作用，為分布式電站優(yōu)化提供了有效思路，為未來(lái)光伏電站配置儲(chǔ)能系統(tǒng)提供評(píng)價(jià)指標(biāo)參考．

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ReliabilityAssessmentoftheDistributedPVStation

YANGBo1,SANGBingyu1,CUIHongfen1,YUANXiaodong2,MALei3,SUNYaojie3

(1.ChinaElectricPowerResearchInstitute,Nanjing210003,China;2.JiangsuElectricPowerCompanyResearchInstitute,Nanjing210024,China；3.DepartmentofLightSourceandEngineering,FudanUniversity,Shanghai200433,China)

With large-scale growth of the PV station, the PV station reliability assessment has

more attention. This paper has established the reliability assessment method for the distributed PV station by using fault tree theory and analyzing the characteristics of the distributed PV station, such as complex environment, power fluctuation, poor cooling conditions and complex installation conditions. By analyzing the failure model of the devices in the PV system, the whole failure data of the PV station is obtained. In conclusion, some measures to improve the reliability of the PV station has been put forward. These conclusions are helpful to establish a more flexible and efficient distributed PV station maintenance strategy, and provide a set of ideas for the optimization of the distributed PV system.

reliability assessment; distributed Photovoltaic station; fault tree; failure rates

0427-7104(2017)06-0732-07

2016-11-12

楊 波(1977—)，男，高級(jí)工程師；孫耀杰，男，教授，通信聯(lián)系人，E-mail： yjsun@fudan.edu.cn.

TP271

A