邱海鋒, 葉 劍, 韓榮杰, 洪 達(dá)

(國網(wǎng)杭州市蕭山區(qū)供電公司, 浙江 杭州 311200)

0 引 言

近年來,分布式光伏電站成為光伏行業(yè)的發(fā)展重點,得到國家和地方政府的大力支持,而且屋頂分布式光伏電站成為發(fā)展的新熱點。分布式光伏電站一般規(guī)模較小、分布廣、數(shù)量多,而且光伏電站之間又相對獨立,不利于相關(guān)部門對光伏電站的監(jiān)管。越來越多的光伏電站面臨運維難題,如設(shè)計缺陷、設(shè)備質(zhì)量缺陷、施工不規(guī)范等問題都給光伏電站的運維帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此,要做好光伏電站運行管理,特別要重視維護(hù)管理,以推進(jìn)光伏發(fā)電站更好發(fā)展。

1 規(guī)范管理,建立檔案

對個人利用自有住宅及在住宅區(qū)域內(nèi)建設(shè)的分布式光伏發(fā)電項目,必須向當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)企業(yè)進(jìn)行登記,并集中向當(dāng)?shù)刂鞴懿块T進(jìn)行備案。項目單位分析安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的載體建筑時要做好合理、安全的空間規(guī)劃,必須安排專門的空間區(qū)域放置光伏組件和配電箱、逆變器等發(fā)電設(shè)備。項目所依托的建筑物及設(shè)施應(yīng)具有合法性。項目單位與項目所依托的建筑物、場地及設(shè)施所有人非同一主體時,項目單位應(yīng)與所有人簽訂建筑物、場地及設(shè)施的使用或租用協(xié)議,視經(jīng)營方式與電力用戶簽訂合同能源服務(wù)協(xié)議。光伏電池組件、逆變器等設(shè)備應(yīng)通過符合國家規(guī)定的認(rèn)證認(rèn)可機構(gòu)的檢測認(rèn)證,符合相關(guān)接入電網(wǎng)的技術(shù)要求[1]。

項目的設(shè)計和安裝應(yīng)符合有關(guān)管理規(guī)定、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、建筑工程規(guī)范和安全規(guī)范等要求,并建立電站設(shè)備技術(shù)檔案和設(shè)計、施工圖紙檔案,這是電站的基本技術(shù)檔案資料,主要包括:設(shè)計施工、竣工圖紙;驗收文件;各設(shè)備的基本工作原理、技術(shù)參數(shù)、設(shè)備安裝規(guī)程、設(shè)備調(diào)試步驟;所有操作開關(guān)、旋鈕、手柄以及狀態(tài)和信號指示的說明;設(shè)備運行的操作步驟;電站維護(hù)的項目及內(nèi)容;維護(hù)日程和所有維護(hù)項目的操作規(guī)程;電站故障排除指南,包括詳細(xì)的檢查和修理步驟等。另外,承擔(dān)項目設(shè)計、咨詢、安裝和監(jiān)理的單位應(yīng)具有國家規(guī)定的相應(yīng)資質(zhì)。各級管理部門和項目單位不得自行變更項目備案文件的主要事項,如確需變更時應(yīng)向所在地的能源管理部門報備。

2 分布式遠(yuǎn)程管理

分布式遠(yuǎn)程管理主要應(yīng)用于安裝地點分散、運行維護(hù)復(fù)雜的太陽能屋頂電站,可以實現(xiàn)對分散電站進(jìn)行檢測,并快速地分析、檢修。隨著并網(wǎng)倒送電裝置和數(shù)字化信息技術(shù)運用相對成熟,分布式光伏電站在并網(wǎng)開關(guān)前端增設(shè)光伏并網(wǎng)防倒送電裝置,可遠(yuǎn)程監(jiān)控各光伏并網(wǎng)防倒送電裝置的分合閘狀態(tài)和線路是否帶電,確保檢修人員安全。檢修完畢,只要遠(yuǎn)程發(fā)送解鎖命令,光伏并網(wǎng)防倒送電裝置能夠自動重新合閘,不必在各個光伏并網(wǎng)點進(jìn)行手動合閘。主站軟件內(nèi)置GIS位置信息,當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)現(xiàn)個別光伏電站出現(xiàn)不正常時可快速定位,有效縮短檢修時間,提高工作效率。防倒送電裝置應(yīng)用如圖1所示。

圖1 防倒送電裝置應(yīng)用

利用數(shù)字化信息化技術(shù)來統(tǒng)一標(biāo)定和處理光伏電站的信息采集、傳輸、處理、通信,整合光伏電站設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)、綜合自動保護(hù)系統(tǒng),實現(xiàn)光伏電站數(shù)據(jù)共享和遠(yuǎn)程監(jiān)控。每個監(jiān)控子站通過RS-485采集光伏并網(wǎng)逆變器、電表和氣象站數(shù)據(jù),通過Ethernet/WiFi/GPRS等多種通信手段將數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)本地服務(wù)器或者遠(yuǎn)程服務(wù)器,再通過網(wǎng)絡(luò)客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。用戶也可以登陸遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時遠(yuǎn)程訪問,并通過網(wǎng)絡(luò)客戶端、智能手機和平板電腦等進(jìn)行數(shù)據(jù)展示[2]。

光伏電站監(jiān)測管理系統(tǒng)如圖2所示。

光伏電站監(jiān)測管理系統(tǒng)還具有以下分析統(tǒng)計功能:

(1) 綜合統(tǒng)計分析。直觀展現(xiàn)整體發(fā)電量情況,多維對比各電站核心指標(biāo),實時掌握整體運行水平,為管理層決策分析提供理論依據(jù)。

(2) 單電站分析。直觀展現(xiàn)各電站全年和每月計劃完成情況、上網(wǎng)電量、綜合效率等統(tǒng)計指標(biāo),輔助電站決策分析。

圖2 光伏電站監(jiān)測管理系統(tǒng)

(3) 多電站對比。對計劃完成率、上網(wǎng)電量、綜合效率和資源分布等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行多角度、多維度的數(shù)據(jù)對比分析,為電站考核和科學(xué)評估提供數(shù)據(jù)支撐。

(4) 報表功能。統(tǒng)計某時段內(nèi)各個電站的運行情況,對各評價指標(biāo)進(jìn)行同比、環(huán)比深度分析,提供詳實的運營數(shù)據(jù)。

(5) 移動終端應(yīng)用。通過手機集中監(jiān)控系統(tǒng),遠(yuǎn)程實時監(jiān)測光伏電站的生產(chǎn)運行情況,及時了解發(fā)電量情況,及時掌握電站運行日報,對電站生產(chǎn)運行指標(biāo)進(jìn)行綜合排名和統(tǒng)計分析,便于管理人員對電站掌控。

3 技術(shù)人員合理分配管理

專業(yè)技術(shù)人員是光伏發(fā)電能否長期穩(wěn)定運行的保障,首先需要根據(jù)自身電站和人員配備情況,制定合理的運維分工和科學(xué)的管理制度,如生產(chǎn)運行制度、安全管理制度、應(yīng)急消防制度、設(shè)備運行規(guī)程等,其中生產(chǎn)運行制度所規(guī)定的日常巡檢工作、定期巡檢和特殊情況下巡檢必不可少,及時掌握電站的運行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的或潛在的問題,確保光伏電站正常發(fā)電。安全管理貫穿運維的全過程,包括合理使用安全器具和熟悉安全操作規(guī)范等,以保障人身安全和設(shè)備安全。

隨著市場規(guī)模的迅速擴大,電站配備的技術(shù)人員現(xiàn)場操作技能和故障判斷分析經(jīng)驗有限,需要有經(jīng)驗的技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn),使其了解和掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本工作原理和各設(shè)備的功能,提高技術(shù)人員的專業(yè)技能,并能夠按要求進(jìn)行電站的日常維護(hù),具有判斷一般故障的產(chǎn)生原因并解決的能力。

4 光伏電站故障分析和定期安全性檢查

光伏電站運行中,組件、匯流箱和逆變器是出現(xiàn)故障的高發(fā)區(qū),而電纜、箱變、土建和升壓站等方面出現(xiàn)故障的情況較少。組件問題,如組件松動、熱斑失效、玻璃破裂、接線盒二極管失效等問題除了施工未緊固壓塊帶來組件松動外,其余主要與自身質(zhì)量有關(guān)。逆變器故障主要集中在模塊過溫,一般由排風(fēng)系統(tǒng)不良、機柜溫度過高、模塊自身散熱不及時造成的。直流電纜的故障一般指接地問題、絕緣皮破損、電纜頭擊穿、短路等。其他問題有電站基礎(chǔ)下陷或者土地因雨水沖刷塌陷而造成支架傾斜,電站現(xiàn)場火災(zāi)報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)等自動防火裝置的丟失、損壞、失靈,警示標(biāo)識破損丟失等。這些都是需要在巡檢時及時發(fā)現(xiàn)并處理。

上述常見故障可能在光伏電站運行期間重復(fù)發(fā)生或又暴露出新問題,需要通過以上類似的方法定期對故障進(jìn)行分析和分類整理,發(fā)生故障后及時處理,對故障頻發(fā)區(qū)域加強巡檢,盡量將故障損失降至最小。另外,故障的發(fā)現(xiàn)、分析、解決過程對于運維人員來說也是提高自身能力的途徑之一。

5 結(jié) 語

針對現(xiàn)有光伏電站運行管理存在的問題,結(jié)合數(shù)字化變電站的模式,提出數(shù)字化光伏的概念,并對數(shù)字化光伏電站的架構(gòu)進(jìn)行分析,以便指導(dǎo)工程項目實踐。從技術(shù)人員的配備管理、光伏電站故障分析、定期安全性檢查方面提出一些建議,通過這種管理手段可提高光伏電站的管理水平和安全運行水平,降低運營維護(hù)成本。