姜燕
摘要:隨著經(jīng)濟和科技水平的快速發(fā)展,在光伏電站項目生產(chǎn)過程中,受到環(huán)境、人為、設備老化等因素影響,偶爾出現(xiàn)各類設備故障問題,設備運行狀態(tài)存在不確定性、安全隱患,并對光伏電站的整體運行質(zhì)量造成影響干擾。因此,對設備運行維護水平的提高,是解決這一問題,保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定和優(yōu)化運行質(zhì)量的主要途徑。
關鍵詞:光伏電站;設備;運行維護;檢修
引言
隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,我國光伏電站的建設數(shù)量和建設范圍在不斷地擴大,為了使光伏電站生產(chǎn)工作能夠有序進行,相關工作人員在實際工作的過程中要明確自身的工作職責,結合光伏電站生產(chǎn)的要求以及標準,制定完善的管理方案,還要加強對光伏電站的檢修維護管理,使得光伏電站能夠在實際中發(fā)揮其應有的價值和效果,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
借助半導體界面產(chǎn)生的光生伏特效應,將現(xiàn)實中的太陽能轉變?yōu)殡娔埽@一過程就是所謂的光伏發(fā)電。在光伏發(fā)電的整個系統(tǒng)中太陽能電池板發(fā)揮著重要的作用,其工作原理為:太陽能電池吸收一定能量的光子后,半導體內(nèi)產(chǎn)生電子-空穴對,稱為“光生載流子”,兩者的電性相反,電子帶負電,空穴帶正電。電性相反的光生載流子被半導體P-N結所產(chǎn)生的靜電場分離開,光生載流子電子和空穴分別被太陽能電池的正、負極所收集,并在外電路中產(chǎn)生電流,從而獲得電能。
2、光伏電站運行維護存在的問題
2.1光伏電站的運維現(xiàn)狀
運維水平參差不齊;高度依賴供應商;專業(yè)化、規(guī)范化欠缺;低層次的安全、經(jīng)濟運維,制約經(jīng)濟效益發(fā)揮;缺少行業(yè)規(guī)范缺乏;運維市場無序競爭等為目前光伏電站的運維現(xiàn)狀。
2.2電站運維存在的主要問題
①電站運維好壞受值守人員業(yè)務素質(zhì)差異影響較大;②電站巡檢目的性不強,耗費時間人力;③電站故障告警識別能力差,需要人員二次識別;④發(fā)電量考核缺乏合理依據(jù);⑤清洗方案及工具無合理依據(jù);⑥設備損壞定位困難,增加運維周期與人力成本;⑦缺乏關鍵部件性能分析環(huán)節(jié),無法有效提升發(fā)電量;
⑧缺乏電站損耗情況分析,無法知道電站有效運維。
3、光伏電站存在的主要設備問題及建議措施
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,熱脹冷縮導致匯流帶脫焊;②接線盒密封不良,導致水分進入接線盒內(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,長期運行發(fā)熱燒損。
檢測方法: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,投運前需測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)的旁路二極管進行更換,投運前需測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)格接線盒進行更換;若因接線盒燒損導致電池組件背板燒損,則需用相同規(guī)格參數(shù)的電池組件進行整塊更換。
(2)MC4插頭燒損
損壞原因:① MC4制作插頭時鐵芯與電纜壓接不牢固,運行中發(fā)熱燒損;② MC4公母插頭未擰緊,內(nèi)部鐵芯長期虛接導致發(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力較大,導致MC4插頭松動,接觸不良,燒損或斷開。
造成的影響:插頭燒損后將導致整組電池組串退出運行,組串的峰值功率約為5kW。處理時的注意事項:① 制作插頭時必須使用專業(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真核對極性,防止正、負極接反,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老機型備品備件儲量少,采購成本高,維護成本高;②采購的部分備件與原逆變器技術匹配性不好,更換后事故時有發(fā)生,故障無法徹底根治;③部分電站受限電影響,對故障逆變器的處理積極性不高,運維服務“惰性”意識增加,導致設備長期帶病運行,隱患擴大為事故;
故障處理策略:①改善逆變器工作環(huán)境,降低逆變器運行環(huán)境溫度;②按照對應故障情況,更換相應的部件;③對于已退市的逆變器、故障頻發(fā)的逆變器進行整機更換;④制定合理的更換方案;④已退運的逆變器可作為正常設備的備件使用。
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,設備運行過程中散發(fā)的熱量無法及時散發(fā)出去,匯流箱內(nèi)部溫度升高,直流開關通流能力下降,開關脫扣;② 開關上下側接線端子與電纜連接處螺栓未擰緊,長時間運行發(fā)熱,導致開關或出線電纜燒損。
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合理設計匯流箱內(nèi)部設備布置。
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,運行環(huán)境溫度高,設備運行過程中散發(fā)的熱量無法及時散發(fā)出去,直流開關通流能力下降,開關脫扣;② 開關上下側接線端子與電纜連接處螺栓未擰緊,長時間運行發(fā)熱,導致開關或出線電纜燒損;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合理設計直流配電柜內(nèi)部設備布置。
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估、檢修計劃、技術監(jiān)督及質(zhì)量管理等內(nèi)容。通過設備運行分析和狀態(tài)評估,建立檢修計劃,實施設備技術監(jiān)督,消除設備存在的隱患與缺陷,并利用評估結果指導后期檢修工作,確保設備穩(wěn)定運行。
4.1完善設備臺帳管理
明確技術臺賬建立、修訂、更新及檢查等內(nèi)容,要求臺賬記錄詳實、定期檢查記錄完整,所有設備應按機組、系統(tǒng)等分類建立技術臺賬,明確設備技術臺賬管理職責,在崗期間全程維護、完善、保存相關記錄。
4.2加強人員培訓
制訂技術培訓制度,明確培訓內(nèi)容和要求,建立培訓臺賬及相關活動記錄,采取多層次、多渠道和多方法的形式開展培訓。定期對培訓內(nèi)容和效果進行全面撿查、效果評估,提出改進意見。
4.3加強建設期質(zhì)量監(jiān)督
結合電站運行情況,提出更加科學、合理的電站設計、設備選型建議。全程參與施工安裝,重點監(jiān)督已運行電站頻發(fā)的設備故障點,避免同類缺陷的重復發(fā)生。加強施工質(zhì)量管理,加大因施工質(zhì)量不滿足要求導致缺陷發(fā)生的考核力度。
4.4開展設備缺陷、隱患排查
根據(jù)季節(jié)變化特性,在夏冬兩季安排人員對全站設備進行一次全面排查。利用技術監(jiān)督或全站停電,對設備連接部位進行全面檢查。開展高負荷、高溫期間設備連接部位測溫工作,及時處理設備異常發(fā)熱。加強設備巡視和信息監(jiān)視,收集設備運行異常信息,及時進行消缺處理。
4.5加強技術監(jiān)督工作
加強設備運行、檢修、維護、試驗、技術改造等全過程技術監(jiān)督。規(guī)范設備定置管理,加強各電站、設備定值的核對和校驗工作。規(guī)范技術監(jiān)督項目管理,無特殊原因不得擅自變更技術監(jiān)督項目,降低試驗標準。加強技術監(jiān)督作業(yè)管理,特殊或重大試驗須提交試驗方案,分級審查、審核、審批后方可進行。
5、結語
綜上所述,隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,電力的重要性逐步凸顯出來,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,設備運行維護工作水平與電力系統(tǒng)運行質(zhì)量、光伏發(fā)電效率息息相關。光伏電站已經(jīng)成為了發(fā)展的主流趨勢,因此必須從發(fā)電系統(tǒng),維護體系等多方面入手,確保光伏電站設備運行的穩(wěn)定性,保證其穩(wěn)定供給電能,滿足社會以及人民日常用電的需求,以此來維持社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。
參考文獻:
[1]董國飛,李佳佳.光伏智能電站建設與運維管理[J].農(nóng)村化,2019(5):70-72.
[2]句亞偉,王思雨.光伏電站運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.太陽光伏電站運行維護與管理措施的研究[J].信息周刊,2019(5):464-465.
(作者單位:國家電投集團寧波新能源投資有限公司)