光伏電站設(shè)備維護(hù)與檢修管理

姜燕

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，在光伏電站項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程中，受到環(huán)境、人為、設(shè)備老化等因素影響，偶爾出現(xiàn)各類設(shè)備故障問題，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)存在不確定性、安全隱患，并對(duì)光伏電站的整體運(yùn)行質(zhì)量造成影響干擾。因此，對(duì)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)水平的提高，是解決這一問題，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定和優(yōu)化運(yùn)行質(zhì)量的主要途徑。

關(guān)鍵詞：光伏電站;設(shè)備;運(yùn)行維護(hù);檢修

引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)光伏電站的建設(shè)數(shù)量和建設(shè)范圍在不斷地?cái)U(kuò)大，為了使光伏電站生產(chǎn)工作能夠有序進(jìn)行，相關(guān)工作人員在實(shí)際工作的過(guò)程中要明確自身的工作職責(zé)，結(jié)合光伏電站生產(chǎn)的要求以及標(biāo)準(zhǔn)，制定完善的管理方案，還要加強(qiáng)對(duì)光伏電站的檢修維護(hù)管理，使得光伏電站能夠在實(shí)際中發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值和效果，滿足人們的日常生活和工作需求。

1、光伏發(fā)電的工作原理

借助半導(dǎo)體界面產(chǎn)生的光生伏特效應(yīng)，將現(xiàn)實(shí)中的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，這一過(guò)程就是所謂的光伏發(fā)電。在光伏發(fā)電的整個(gè)系統(tǒng)中太陽(yáng)能電池板發(fā)揮著重要的作用，其工作原理為：太陽(yáng)能電池吸收一定能量的光子后，半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，稱為“光生載流子”，兩者的電性相反，電子帶負(fù)電，空穴帶正電。電性相反的光生載流子被半導(dǎo)體P-N結(jié)所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)分離開，光生載流子電子和空穴分別被太陽(yáng)能電池的正、負(fù)極所收集，并在外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。

2、光伏電站運(yùn)行維護(hù)存在的問題

2.1光伏電站的運(yùn)維現(xiàn)狀

運(yùn)維水平參差不齊;高度依賴供應(yīng)商;專業(yè)化、規(guī)范化欠缺;低層次的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)維，制約經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮;缺少行業(yè)規(guī)范缺乏;運(yùn)維市場(chǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)等為目前光伏電站的運(yùn)維現(xiàn)狀。

2.2電站運(yùn)維存在的主要問題

①電站運(yùn)維好壞受值守人員業(yè)務(wù)素質(zhì)差異影響較大;②電站巡檢目的性不強(qiáng)，耗費(fèi)時(shí)間人力;③電站故障告警識(shí)別能力差，需要人員二次識(shí)別;④發(fā)電量考核缺乏合理依據(jù);⑤清洗方案及工具無(wú)合理依據(jù);⑥設(shè)備損壞定位困難，增加運(yùn)維周期與人力成本;⑦缺乏關(guān)鍵部件性能分析環(huán)節(jié)，無(wú)法有效提升發(fā)電量;

⑧缺乏電站損耗情況分析，無(wú)法知道電站有效運(yùn)維。

3、光伏電站存在的主要設(shè)備問題及建議措施

3.1光伏發(fā)電單元--電池組件

（1）電池接線盒損壞

損壞原因：①接線盒內(nèi)部匯流帶與接線柱焊接質(zhì)量不合格，熱脹冷縮導(dǎo)致匯流帶脫焊;②接線盒密封不良，導(dǎo)致水分進(jìn)入接線盒內(nèi)，絕緣降低，內(nèi)部短路燒損;③接線盒內(nèi)部線卡壓接不牢或虛接，長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)熱燒損。

檢測(cè)方法：①外觀檢查，若接線盒外部及接線盒周圍的電池組件背部有明顯發(fā)黑現(xiàn)象;②開路電壓測(cè)量，若電池組串開路電壓較其他支路電池組串開路電壓低10V以上，則可初步判斷接線盒內(nèi)部有匯流帶開焊、旁路二極管擊穿或接線盒燒損。

處理建議：①若匯流帶開焊，用焊槍重新焊接，投運(yùn)前需測(cè)量電池組件開路電壓滿足參數(shù)要求;②旁路二極管擊穿，可用相同規(guī)格參數(shù)的旁路二極管進(jìn)行更換，投運(yùn)前需測(cè)量電池組件開路電壓滿足參數(shù)要求;③接線盒燒損，若電池組件未受影響，用相同規(guī)格接線盒進(jìn)行更換;若因接線盒燒損導(dǎo)致電池組件背板燒損，則需用相同規(guī)格參數(shù)的電池組件進(jìn)行整塊更換。

（2）MC4插頭燒損

損壞原因：① MC4制作插頭時(shí)鐵芯與電纜壓接不牢固，運(yùn)行中發(fā)熱燒損;② MC4公母插頭未擰緊，內(nèi)部鐵芯長(zhǎng)期虛接導(dǎo)致發(fā)熱燒損;③ 部分電池組件連接電纜由于施工工藝問題受應(yīng)力較大，導(dǎo)致MC4插頭松動(dòng)，接觸不良，燒損或斷開。

造成的影響：插頭燒損后將導(dǎo)致整組電池組串退出運(yùn)行，組串的峰值功率約為5kW。處理時(shí)的注意事項(xiàng)：① 制作插頭時(shí)必須使用專業(yè)工具，以免插頭內(nèi)芯與電纜壓接不牢固;②若兩極插頭均燒損，制作完畢連接前必須認(rèn)真核對(duì)極性，防止正、負(fù)極接反，發(fā)生短路;③根據(jù)直流電纜選型合適選擇MC4插頭的型式（U型/O型）;④加裝固定線卡，防止風(fēng)擺等外力因素。

3.2光伏發(fā)電單元--逆變器

故障處理面臨主要問題：①老機(jī)型備品備件儲(chǔ)量少，采購(gòu)成本高，維護(hù)成本高;②采購(gòu)的部分備件與原逆變器技術(shù)匹配性不好，更換后事故時(shí)有發(fā)生，故障無(wú)法徹底根治;③部分電站受限電影響，對(duì)故障逆變器的處理積極性不高，運(yùn)維服務(wù)“惰性”意識(shí)增加，導(dǎo)致設(shè)備長(zhǎng)期帶病運(yùn)行，隱患擴(kuò)大為事故;

故障處理策略：①改善逆變器工作環(huán)境，降低逆變器運(yùn)行環(huán)境溫度;②按照對(duì)應(yīng)故障情況，更換相應(yīng)的部件;③對(duì)于已退市的逆變器、故障頻發(fā)的逆變器進(jìn)行整機(jī)更換;④制定合理的更換方案;④已退運(yùn)的逆變器可作為正常設(shè)備的備件使用。

3.3光伏發(fā)電單元--匯流箱

故障原因及處理措施：匯流箱開關(guān)脫扣、燒損或出線燒損

故障原因：① 匯流箱內(nèi)部為封閉環(huán)境，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中散發(fā)的熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去，匯流箱內(nèi)部溫度升高，直流開關(guān)通流能力下降，開關(guān)脫扣;② 開關(guān)上下側(cè)接線端子與電纜連接處螺栓未擰緊，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行發(fā)熱，導(dǎo)致開關(guān)或出線電纜燒損。

處理方法：① 做好匯流箱散熱措施;② 合理選擇直流斷路器容量;③合理設(shè)計(jì)匯流箱內(nèi)部設(shè)備布置。

3.4光伏發(fā)電單元--直流配電柜

故障原因及處理措施：直流柜開關(guān)脫扣、燒損或出線燒損

故障原因：① 直流柜布置在逆變器室，運(yùn)行環(huán)境溫度高，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中散發(fā)的熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去，直流開關(guān)通流能力下降，開關(guān)脫扣;② 開關(guān)上下側(cè)接線端子與電纜連接處螺栓未擰緊，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行發(fā)熱，導(dǎo)致開關(guān)或出線電纜燒損;③斷路器選型、高海拔、溫度電流降容。

處理方法：① 做好直流配電柜散熱措施;② 合理選擇直流斷路器容量;③合理設(shè)計(jì)直流配電柜內(nèi)部設(shè)備布置。

4、光伏電站的檢修管理

光伏電站的檢修管理主要包括效果評(píng)估、檢修計(jì)劃、技術(shù)監(jiān)督及質(zhì)量管理等內(nèi)容。通過(guò)設(shè)備運(yùn)行分析和狀態(tài)評(píng)估，建立檢修計(jì)劃，實(shí)施設(shè)備技術(shù)監(jiān)督，消除設(shè)備存在的隱患與缺陷，并利用評(píng)估結(jié)果指導(dǎo)后期檢修工作，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

4.1完善設(shè)備臺(tái)帳管理

明確技術(shù)臺(tái)賬建立、修訂、更新及檢查等內(nèi)容，要求臺(tái)賬記錄詳實(shí)、定期檢查記錄完整，所有設(shè)備應(yīng)按機(jī)組、系統(tǒng)等分類建立技術(shù)臺(tái)賬，明確設(shè)備技術(shù)臺(tái)賬管理職責(zé)，在崗期間全程維護(hù)、完善、保存相關(guān)記錄。

4.2加強(qiáng)人員培訓(xùn)

制訂技術(shù)培訓(xùn)制度，明確培訓(xùn)內(nèi)容和要求，建立培訓(xùn)臺(tái)賬及相關(guān)活動(dòng)記錄，采取多層次、多渠道和多方法的形式開展培訓(xùn)。定期對(duì)培訓(xùn)內(nèi)容和效果進(jìn)行全面撿查、效果評(píng)估，提出改進(jìn)意見。

4.3加強(qiáng)建設(shè)期質(zhì)量監(jiān)督

結(jié)合電站運(yùn)行情況，提出更加科學(xué)、合理的電站設(shè)計(jì)、設(shè)備選型建議。全程參與施工安裝，重點(diǎn)監(jiān)督已運(yùn)行電站頻發(fā)的設(shè)備故障點(diǎn)，避免同類缺陷的重復(fù)發(fā)生。加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，加大因施工質(zhì)量不滿足要求導(dǎo)致缺陷發(fā)生的考核力度。

4.4開展設(shè)備缺陷、隱患排查

根據(jù)季節(jié)變化特性，在夏冬兩季安排人員對(duì)全站設(shè)備進(jìn)行一次全面排查。利用技術(shù)監(jiān)督或全站停電，對(duì)設(shè)備連接部位進(jìn)行全面檢查。開展高負(fù)荷、高溫期間設(shè)備連接部位測(cè)溫工作，及時(shí)處理設(shè)備異常發(fā)熱。加強(qiáng)設(shè)備巡視和信息監(jiān)視，收集設(shè)備運(yùn)行異常信息，及時(shí)進(jìn)行消缺處理。

4.5加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督工作

加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行、檢修、維護(hù)、試驗(yàn)、技術(shù)改造等全過(guò)程技術(shù)監(jiān)督。規(guī)范設(shè)備定置管理，加強(qiáng)各電站、設(shè)備定值的核對(duì)和校驗(yàn)工作。規(guī)范技術(shù)監(jiān)督項(xiàng)目管理，無(wú)特殊原因不得擅自變更技術(shù)監(jiān)督項(xiàng)目，降低試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督作業(yè)管理，特殊或重大試驗(yàn)須提交試驗(yàn)方案，分級(jí)審查、審核、審批后方可進(jìn)行。

5、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力的重要性逐步凸顯出來(lái)，為了保障電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，光伏電站作為清潔能源的重要組成部分，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作水平與電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量、光伏發(fā)電效率息息相關(guān)。光伏電站已經(jīng)成為了發(fā)展的主流趨勢(shì)，因此必須從發(fā)電系統(tǒng)，維護(hù)體系等多方面入手，確保光伏電站設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，保證其穩(wěn)定供給電能，滿足社會(huì)以及人民日常用電的需求，以此來(lái)維持社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]董國(guó)飛，李佳佳.光伏智能電站建設(shè)與運(yùn)維管理[J].農(nóng)村化，2019（5）：70-72.

[2]句亞偉，王思雨.光伏電站運(yùn)維管理的分析與探討[J].電力系統(tǒng)裝備，2018（8）：195-196.

[3]田海根.太陽(yáng)光伏電站運(yùn)行維護(hù)與管理措施的研究[J].信息周刊，2019（5）：464-465.

（作者單位：國(guó)家電投集團(tuán)寧波新能源投資有限公司）