光伏電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)檢修研究

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０引言

對于光伏電站，電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是其經(jīng)濟(jì)效益的主要影響因素。本文針對目前電氣設(shè)備存在的問題，提出維護(hù)和檢修的措施。

１光伏電站電氣設(shè)備系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)包括獨(dú)立光伏系統(tǒng)與并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，獨(dú)立光伏電站即各種帶有蓄電池的可獨(dú)立運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)，而并網(wǎng)光伏系統(tǒng)則是和電網(wǎng)相連，并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)具有可調(diào)節(jié)的能力，根據(jù)實(shí)際的需求并入與退出電網(wǎng)。例如當(dāng)電網(wǎng)因突發(fā)故障出現(xiàn)停電，系統(tǒng)可以發(fā)揮備用電源的作用保證供電。一般情況下帶有蓄電池的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)會安裝在居民建筑當(dāng)中，而不帶蓄電池的系統(tǒng)則多安裝在大型系統(tǒng)之上。主要的系統(tǒng)設(shè)備包含以下部分。

１．１光伏電池

在有光照的情況下，電池吸收光能后由于異號電荷的積累，出現(xiàn)光生電壓，即光生伏特效應(yīng)。光照條件無須是太陽光，發(fā)光體產(chǎn)生的光照同樣能發(fā)揮作用。在其作用之下，電池可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)揮能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備作用。電池一般分為單晶硅、多晶硅、非晶硅三種類型。

１．２蓄電池

蓄電池的主要作用是隨時(shí)向負(fù)載保持供電，并且可以將受到光照時(shí)發(fā)出的電能進(jìn)行儲存。對于蓄電池的基本要求是使用周期和工作溫度范圍，此外還應(yīng)該考慮充電效率與深放電能力。

１．３逆變器

逆變器可以將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。無論是蓄電池還是光伏電池，都是直流電源，如果需要交流負(fù)載，就離不開逆變器的功能。根據(jù)運(yùn)行模式，可以分為并網(wǎng)逆變器和獨(dú)立逆變器，前者主要用于并網(wǎng)運(yùn)行的光伏電站系統(tǒng)，而后者用于獨(dú)立運(yùn)行的電池發(fā)電系統(tǒng)。通常情況下大型光伏電站所使用的是正弦波逆變器，雖然成本相對較高，但可以適用于各種負(fù)載情況。

１．４控制系統(tǒng)

其功能是控制蓄電池組的充電與過放電，這兩方面是影響蓄電池使用周期和故障情況的主要因素。

１．５跟蹤系統(tǒng)

跟蹤系統(tǒng)的作用是調(diào)節(jié)發(fā)電效率。太陽的光照角度隨時(shí)發(fā)生變化，但光伏電站電氣設(shè)備卻是安裝在固定地點(diǎn)，為了保障發(fā)電效率，應(yīng)該考慮讓太陽能電池板能夠始終面對太陽。目前，國內(nèi)外對于跟蹤系統(tǒng)的研究都集中在儲存不同時(shí)刻的太陽位置，將其保存在電腦軟件中，根據(jù)電腦數(shù)據(jù)來進(jìn)行計(jì)算。但這種方式有一定的缺陷，在安裝完畢后，如果需要移動設(shè)備，那么需重新調(diào)整參數(shù)和數(shù)據(jù)。我國在近年來研究出了能夠準(zhǔn)確跟蹤太陽的智能系統(tǒng)，可以在各種溫度環(huán)境使用，提升跟蹤的精度，提高光能利用率。跟蹤系統(tǒng)最大的優(yōu)勢在于不會影響跟蹤角度，并可以安裝在各個(gè)區(qū)域。

２光伏電站電氣設(shè)備的運(yùn)行問題

近年來隨著國家的高度重視和技術(shù)水平的提升，光伏電站經(jīng)濟(jì)效益良好。２０１３年７月１５日出臺的《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》中，提出了光伏電站的建設(shè)模式，按照電量給予補(bǔ)貼。另外，國家能源局明確了光伏發(fā)電機(jī)構(gòu)的職責(zé)和監(jiān)管責(zé)任。但在運(yùn)行方面，光伏電站仍然存在以下問題。

（１）電氣設(shè)備的運(yùn)維和檢修工作是保證其使用周期和壽命的關(guān)鍵，內(nèi)部運(yùn)維檢修人員的素質(zhì)和技能水平直接影響到設(shè)備的正常運(yùn)行。無論是光伏電站還是其它新型產(chǎn)業(yè)，整體的運(yùn)維工作都出現(xiàn)了很大的問題。

（２）光伏電站的建設(shè)直接受政策的影響，這讓很多項(xiàng)目的建設(shè)周期縮短，對于設(shè)備的調(diào)試和管理時(shí)間變短，質(zhì)量方面必然出現(xiàn)問題。前期的設(shè)備管理時(shí)間不足，會導(dǎo)致后期的運(yùn)行問題。

（３）電氣設(shè)備的運(yùn)行和檢測工作需要監(jiān)督機(jī)制的管控，但我國很多企業(yè)在管理機(jī)制上還有所欠缺，并沒有形成完善的管理體系和監(jiān)督機(jī)制，各個(gè)部門的分工合作不明確，沒有做到各司其職，在崗位上無法發(fā)揮各自的優(yōu)勢。

３光伏電站電氣設(shè)備的維護(hù)檢修方案

定期對電氣設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢修，可以及時(shí)了解電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，對于發(fā)現(xiàn)的問題可以及早預(yù)防和治理，對于發(fā)揮電氣設(shè)備的功能、延長電氣設(shè)備的使用壽命具有重要的意義。

３．１設(shè)備的日常巡檢工作

大型光伏電站的電氣設(shè)備達(dá)到一定規(guī)模后，可以將設(shè)備的運(yùn)行工作和檢修工作分開，將巡檢工作落實(shí)到位。電氣組件的檢修維護(hù)重點(diǎn)應(yīng)該放在是否存在外部缺損問題，例如電池接線是否牢固、電池接線位置是否出現(xiàn)磨損等，對于表面存在的灰塵、污物要及時(shí)清理。為了防止電量輸送出現(xiàn)問題，要針對暴露在外部環(huán)境下的光伏組件進(jìn)行清理，但禁止使用冷水，而是要針對外部是否出現(xiàn)腐蝕而采取合理的措施。

３．２逆變器管理

逆變器作為將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的設(shè)備，在日常的維護(hù)管理當(dāng)中，應(yīng)重點(diǎn)排查其可能出現(xiàn)的故障，可通過監(jiān)控系統(tǒng)對逆變器進(jìn)行檢測。光伏電站電氣設(shè)備中的光伏組串可能出現(xiàn)停電現(xiàn)象，原因在于匯流箱保險(xiǎn)出現(xiàn)短路或組串插頭功率太大，因此應(yīng)高度關(guān)注設(shè)備接地的修復(fù)和管理工作，并做好故障點(diǎn)的修補(bǔ)。動物因素導(dǎo)致的接地線故障，或因光伏電池板長期暴露在外，不可避免會蒙受灰塵，不僅影響發(fā)電量，還會縮短光伏電站的壽命。室內(nèi)溫度是影響逆變器功能的關(guān)鍵因素，排風(fēng)散熱系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，會直接決定其能否處于正常狀態(tài)。直流母線的電容量較大，在逆變器維修管理過程中應(yīng)給予一定的沖放電間隙，結(jié)合實(shí)際的運(yùn)行需求來決定清潔周期。

３．３變電設(shè)備和跟蹤系統(tǒng)的維護(hù)

變壓器巡檢工作的要點(diǎn)在于低壓設(shè)備是否存在異常、異味過大問題，應(yīng)及時(shí)清理高壓側(cè)端絕緣子處的灰塵。另外，跟蹤系統(tǒng)會在一定程度上加大檢修工作的難度，檢修管理人員應(yīng)考慮到電氣設(shè)備的安全性能和可能出現(xiàn)的故障，在跟蹤設(shè)備運(yùn)行之初做好前期準(zhǔn)備工作，檢查設(shè)備能否合理運(yùn)行，例如鏈接位置的潤滑、螺栓是否固定等。

３．４強(qiáng)化人員素質(zhì)和臺賬管理

企業(yè)需要加強(qiáng)人員的培訓(xùn)工作。尤其對一些技術(shù)水平不高或新入職的人員，應(yīng)該針對設(shè)備的運(yùn)行、工作原理等方面展開培訓(xùn)。企業(yè)可定期進(jìn)行抽查，重點(diǎn)提升管理人員的實(shí)踐能力，培養(yǎng)獨(dú)立維護(hù)檢修的工作水平，并在日常的工作中做好臺賬管理工作。臺賬的內(nèi)容需要包括設(shè)備的故障種類、缺陷，電氣設(shè)備的類型、參數(shù)、日期和預(yù)處理方案等，便于在后期的生產(chǎn)例會中進(jìn)行分析和討論，以制定最有效的維護(hù)檢修方案。

４結(jié)語

現(xiàn)代電氣設(shè)備的投入使用，使得光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。但設(shè)備的運(yùn)維管理難度較高，從業(yè)人員需要具備良好的管理水平，采取有效的方案，才能提供更好的維護(hù)檢修服務(wù)。