【干货】光伏电站运维的关键性工作

光伏电站半年建成,运维25年;作为动辄几亿的重资产,运维对光伏电站投资的回收至关重要!如何通过高效的运维来提高电站的收益呢?

一、工程移交给运维前的工作

光伏电站总包方(或施工方)移交给运维团队的资料要完整,主要包括:

1)前期资料:前期工作批复文件,如土地批复、环评批复、接入批复等;

2)技术资料:设计图纸、设备技术资料、项目验收文件;

3)合同和财务文件:招投标文件、设备与材料购买合同、各类费用支出等;

对于收购的电站,在进行尽调时,首先应核实上述文件、涉及的相关手续和合同等资料的合法性、完整性、有效性;其次,需要对电站的整体质量进行检测和评估,以保证电站移交前完成需要整改的工作。

二、电站运维的准备工作

运维团队接手的光伏电站,首先需要根据自身电站和人员配备情况,制定合理的运维分工和科学的管理制度,包含:

1)生产运行制度、2)安全管理制度、3)应急消防制度、4)设备运行规程等;

1、生产运行制度

应对日常巡检工作做出明确规定。定期巡检和特殊情况下巡检是必不可少的,可以及时掌握电站的运行状态,发现已经存在的或潜在的问题,确保正常发电。

2、安全管理制度

安全管理贯穿运维的全过程,包括合理使用安全工器具和安全操作规范等,以保障人身安全和设备安全。由于新手现场操作技能和故障判断分析经验有限,需要熟练人员对其进行培训,对于高压电气部分,还需要有高压作业进网许可证方可持证上岗。

三、电站运维中的故障分析

光伏电站运行中,由于设备自身、天气及其他不可抗力等因素,直流侧和交流侧均会产生故障。

经对某西部地面电站持续跟踪1年后发现,直流侧(组件、汇流箱、逆变器、直流电缆)出现的总故障频次占总故障比例的90%左右,而交流侧(交流电缆、箱变、土建和升压站)等方面的故障占比较小。

对西部某区域多个已经正常运行2年多的电站进行监测,全年因故障带来的发电量损失最小的约0.18%左右,最大的占比约0.85%左右,光伏电站主要设备发生故障频次和比例,如下图所示。

(注:由于光伏电站个体差异较大,本案例数据并不具有广泛代表性意义)。

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图1光伏电站上各设备故障柏拉图曲线

逆变器、升压站和汇集电缆,发生故障的频率虽然较少,但是一旦发生故障,对发电量影响很大,故障可从可后台监控实时运行状态看到,可以进行及时的维护。
 
直流侧方阵组串,由于其组串数量较多,发生故障频次较多(占比73.5%),因此对发电量影响非常大;但其故障不容易被发现,如果运维人员能及时发现,可以显著提升电站的发电量。

1、组件的主要故障

运维过程中,组件出现的主要问题包括:组件松动、热斑失效、玻璃破裂、接线盒二极管失效等,

产生的主要原因:

1)施工未紧固压块带来组件松动;

2)与组件自身质量有关。

2、汇流箱的主要故障

汇流箱的主要故障和原因如下表所示:

1)熔断器烧毁,主要由于保险丝质量或选用的熔断器额定电流过小

2)断路器发热、跳闸

3)通讯异常(含汇流箱通讯采集模块损坏问题)

4)接线端子发热,主要由于端子松动,电阻过大)、

5)支路故障,如接地故障、过流,出现直流拉弧等问题

上述5个问题的出现频率参考图2。

7.jpg

图2汇流箱常见故障

3、逆变器的主要故障

1)一般由于排风系统不良,机柜温度过高造成模块(主板)故障

2)模块自身散热问题造成模块过温

3)风扇损坏问题

4)熔断器烧毁

5)烟感器故障

6)断路器跳闸

7)启动异常

8)接地故障等。

4、直流电缆的主要故障

1)接地故障

2)施工引起或车辆碾压绝缘皮破损

3)电缆头击穿问题

4)设计院设计和实际不符,线径较小,导致电缆发热

5)短路等

施工时如果电缆埋深较浅,特别有些地面电站土质为砂石地,运维车辆经过时,很容易碾压到电缆致其破损,需要运维在巡检时及时发现处理。

5、其他的问题

电站基础下陷,或者土地因雨水冲刷塌陷造成支架倾斜,有的未做防洪措施。户外油性箱变主要有漏油、油位偏低、断路器故障等问题。

6、电站故障小结

在电站运行期间,上述常见故障可能在未来运行期间又重复发生,或者又暴露出新的问题,我们需要做的就是通过以上类似的方法定期对故障进行分析和分类整理,发生故障后第一时间处理,对故障频发区域加强巡检,尽量将故障损失减少到最小,另一方面,故障的发现、分析、解决过程对于运维人员来说,也是提高自身能力的途径之一。
 
四、电站智能运维系统

随着企业持有光伏电站的规模越来越大,传统的电站管理方法已经不太适用,为电站运维量身打造的电站营维系统应运而生,它不仅减少了运维人员的工作量,而且系统功能也非常强大,能够完成:

数据采集与分析(气象数据、发电量统计、PR分析、设备运行)

组串故障定位、告警中心、缺陷管理、自动化报表管理等功能。

其中,数据采集与分析是营维系统的核心,采集和分析的数据包括:

汇流箱数据(组串电流、电压)

逆变器数据(实时电压、发电量、实时功率等)

箱变、高压侧、并网点等关键点的实时数据。

营维系统以实时数据为基础,使得电站的运维更加高效,是非常有效的技术手段。

然而,必须强调的是:即使有了运维系统,日常的巡检工作还是需要继续进行!

有些问题对于营维系统来说是盲点,难以发现,如设备接线端子的温度,目前还没有有效的实时监测手段,如果持续高温,会带来安全隐患,运维人员一般通过红外热像仪对光伏区和升压站的设备端子进行红外扫描,去查找温度异常点,将隐患消除在萌芽之中。 

来源: 智汇光伏  作者:陈建国
 

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