20160622-光伏电站的运行和维护

光伏电站的运行和维护十一科技乔寿坤2016年6月全面提升光伏电站的建设质量1光伏电站运行和维护中存在的问题2光伏电站的日常维护34光伏电站的运行目录光伏电站运维的策略和建议5一、全面提升光伏电站的建设质量（一）提升光伏电站建设质量的重要性光伏项目的效益分析按电站寿命为25年计算除气候外，影响电站收入的最重要因素是组件功率的衰减固定成本占总成本的90%以上，其中折旧占50%以上。质量是保障光伏电站实现全寿命周期预期效益的必要条件，全面提升开发建设质量是光伏发电板块可持续发展的基础保证。一、全面提升光伏电站的建设质量（二）光伏电站建设中存在的主要问题主要问题组件质量较低：没有严格的检验平台，缺乏监管制衡机制；低于市场价消耗劣质组件库存；自建电站消耗劣质组件；承建质量低：不少企业打着EPC空幌子，低价外购组件和逆变器，赚取中间利润，对项目所需设备质量控制不严。资金瓶颈：光伏企业资金周转困难，供货进度难以跟上。-电能质量问题：连续性问题；电能质量问题（忽然转阴）；斜波（直流量转交流电，脉冲造成）；一、全面提升光伏电站的建设质量（三）光伏组件是提升光伏电站建设质量的关键光伏组件质量控制的难度大光伏组件的生产涉及多晶硅料、硅片、电池片等环节，辅材包括背板、EVA、玻璃、接线盒、边框、焊带、硅胶/胶带等，复杂的生产工艺和众多的辅材决定了光伏组件在生产过程中的质量控制难度很大包括隐裂、热斑和功率下降等光伏组件的质量问题不能直观反映，需要使用专业的检测设备才能被发现光伏组件质量控制的重要性组件的功率衰减影响利用小时数，进而直接影响项目发电收入组件成本占电站总投资的一半以上组件出现故障不能修理、必须更换可能存在同批次系统性问题组件出现质量问题严重影响项目收益一、全面提升光伏电站的建设质量（三）光伏组件是提升光伏电站建设质量的关键鉴衡认证统计了11个大型地面电站，容量共计255MW光伏组件运行1年后的检测数据。其中约30%的组件功率衰减超过10%一、全面提升光伏电站的建设质量（四）光伏电站建设质量控制的复杂性光伏设备市场产能严重过剩，厂家恶性竞争上网电价持续下调，为保电价抢工期的现象严重国内光伏应用市场虽然启动晚，但增长快。2013年投产装机容量全球第一，达到1292万千瓦。光伏发电的超常规发展伴随着各项制度标准的不健全一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总组件质量问题—热斑每个组件所用太阳电池的电特性要基本一致，否则将在电性能不好的电池上产生所谓热斑效应。热斑可能导致整个电池组件的损坏。热斑效应产生的主要原因包括阴影遮挡、电池片性能不一致、虚焊、隐裂、组件中异物短路等。通过红外测试可以检测组件的热斑情况，图中的红色、黄色区域显示组件已经有热斑产生。一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总组件质量问题—隐裂隐裂是指在光伏组件中，电池片存在肉眼无法观察的裂纹的情况。严重的隐裂影响组件的功率输出、引起热斑效应、导致电池电极氧化并可能发展为裂片。隐裂的主要是由于生产过程中工艺控制不合格、运输与包装过程的颠簸和施工安装过程中踩踏造成的。通过EL测试可以检测组件的隐裂情况，图中的黑线代表隐裂已经发生，严重的隐裂会导致裂片、组件功率下降乃至失效。一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总组件质量问题—其他焊带虚焊组件插头连接不紧密一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总电站设计问题—遮挡一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总电站设计问题—防风等级不足大风前大风后一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总电站设计问题—支架高度不足一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总电站施工问题—组件损坏一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总电站施工问题—踩踏施工中对组件的踩踏会导致电池片隐裂的产生，严重的会导致组件破裂、失效。一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总电站施工问题—支架安装垫片影响组件边框接地支架结构悬空一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总电站施工问题—支架支架锈蚀镀锌层脱落一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总电站施工问题—汇流箱线缆布置不合理螺丝固定不牢靠过热提示虚接一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总电站施工问题—其他接地网预埋深度不足冲刷导致基础裸露一、全面提升光伏电站的建设质量（五）光伏电站建设中已经出现的问题汇总电站施工问题—其他组件阵列角度和高度不同导致不同组件的输出不同。处以同一阵列的组件会相互影响，进而造成失配损失。二、光伏电站运行维护中存在的问题（一）设计及施工遗留问题设计时对电站后期运维估计不足，无运维通道，无屋面清洗系统；导致运行维护困难，且存在安全隐患。二、光伏电站运行维护中存在的问题（一）设计及施工遗留问题汇流箱各组串未设置保护装置，无法分回路检测监测系统线路未连接二、光伏电站运行维护中存在的问题（二）光伏区日常运行检查和维护不及时由于光伏区的日常运行检查和维护不及时，组件破损未及时更换，组件热斑和电气故障未及时处理，造成故障扩大。二、光伏电站运行维护中存在的问题（二）光伏区日常运行检查和维护不及时组件清洁不到位，严重影响发电量，此类问题在屋面分布式光伏电站上尤为严重。二、光伏电站运行维护中存在的问题（三）电气设备，逆变器等关键电器设备养护工作缺失电气设备，逆变器等关键电器设备养护工作缺失或不到位，对接触不良，拉弧，接地故障等电气故障未做到“早发现，早处理”。导致故障加重，引发火灾。危及人身和财产安全。对屋面分部式电站危害更大。二、光伏电站运行维护中存在的问题（四）制度和管理问题未能按规章制度进行运行和管理规章制度不完善未成立专业化的运营管理部门二、光伏电站运行维护中存在的问题（五）优秀案例设计合理，施工到位：从汇流箱组串开始监控，当出现异常时可及时发现，及时排查；从监控后台就可以实现对组串、汇流箱、逆变器、关键电气设备等进行不同层次实时监控。二、光伏电站运行维护中存在的问题（五）优秀案例完善的运营管理制度二、光伏电站运行维护中存在的问题（五）优秀案例完善的安全防护措施和良好的组件清洁维护三、光伏电站的运行（一）光伏电站运行的特点原理光伏发电是将太阳辐射能直接转化为电能，不依靠其他介质的物理或化学变化。因此其运行方式比较其他传统能源简单许多。并网逆变器根据电池组件接收太阳辐射产生的电流大小自动并网或断开，实现了电站并网和解列的自动进行。班制光伏电站的运行值班方式通常采取两值运转，轮班时间根据电站所处的地域进行确定人员光伏电站的运行人员数量根据电站容量的大小确定，每值设值长一人。三、光伏电站的运行（二）光伏电站运行的要求1光伏电站的运行与维护保证系统本身安全，不会对周围造成危害，并使系统维持最大的发电能力。3保证设备通风散热良好，及时清理设备上的灰尘和污物，保证在运行时，温度、声音、气味等无异常情况，指示灯应正常工作。2保证主要部件应始终运行在产品标准规定的范围之内，对达不到要求的部件及时维修或更换。4定期校准作为显示和交易的计量设备和器具，保证各种警示标识应保持完整，各接线端子牢固可靠。5光伏电站运行和维护的全部过程进行详细的记录，并妥善保管，对每次故障记录进行分析。三、光伏电站的运行（三）光伏电站运行的主要工作监视电站设备的主要运行参数、统计电站发电量、接受电网调度指令巡视检查电站设备的状态，检查电池组件、支架的完好和污染程度、检查电气设备的运行情况。根据电网调度指令和检修工作要求进行电气设备停送电倒闸操作。四、光伏电站的日常维护（一）影响光伏发电的十大因素太阳辐射量1太阳能电池组件的倾斜角度2组合损失（★)34太阳能电池组件的效率温度特性567控制器、逆变器效率89线路损失（★★)蓄电池的效率（独立光伏系统）10灰尘损失（★★★)最大输出功率跟踪（MPPT）四、光伏电站的日常维护（二）光伏电站运行维护的目标减少内部损耗1维持高发电效率2确保长期安全、稳定运行3尽可能延长光伏发电设备的服务周期4四、光伏电站的日常维护（三）光伏组件及支架的维护光伏组件清洁光伏组件表面应保持清洁，应使用干燥或潮湿的柔软洁净的布料擦拭光伏组件，严禁使用腐蚀性溶剂或用硬物擦拭光伏组件；应在辐照度低于200W/m2的情况下清洁光伏组件，不宜使用与组件温差较大的液体清洗组件四、光伏电站的日常维护（三）光伏组件及支架的维护光伏组件日常巡查b）光伏组件中存在与组件边缘或任何电路之间形成连通通道的气泡；c）光伏组件接线盒变形、扭曲、开裂或烧毁，接线端子无法良好连接d）检查光伏组件上的带电警告标识是否丢失a）光伏组件存在玻璃破碎、背板灼焦、明显的颜色变化；结论：若发现a、b、c中任一问题应立即调整或更换光伏组件四、光伏电站的日常维护（三）光伏组件及支架的维护12使用金属边框的光伏组件，边框和支架应结合良好，两者之间接触电阻应不大于4Ω，边框必须牢固接地。在无阴影遮挡条件下工作时，在太阳辐照度为500W/m2以上，风速不大于2m/s的条件下，同一光伏组件外表面（电池正上方区域）温度差异应小于20℃。3使用直流钳型电流表在太阳辐射强度基本一致的条件下测量接入同一个直流汇流箱的各光伏组件串的输入电流，其偏差应不超过5%。4建议装机容量大于500kWp的光伏电站，应配备红外线热像仪，检测光伏组件外表面温度差异。光伏组件的测量（每月）每月巡查四、光伏电站的日常维护（三）光伏组件及支架的维护保证所有螺栓、焊缝和支架牢固连接。查看支架表面的防腐涂层，及时补刷开裂和脱落光伏支架的检查和维护每月巡查四、光伏电站的日常维护（四）直流汇流箱的维护箱体无变形、锈蚀、漏水、积灰1安全警示标识无破损；防水锁开启灵活；2直流汇流箱内的高压直流熔丝的规格应符合设计规定；34接线端子无松动、锈蚀；直流断路器灵活、稳定可靠；5直流输出母线的正极对地、负极对地的绝缘电阻应大于2兆欧。61-5项为每月巡查6项为6~12个月巡查四、光伏电站的日常维护（五）直流配电柜的维护1）直流配电柜不得存在变形、锈蚀、漏水、积灰现象，箱体外表面的安全警示标识应完整无破损，箱体上的防水锁开启应灵活；2）直流配电柜内各个接线端子不应出现松动、锈蚀现象；3）直流输出母线的正极对地、负极对地的绝缘电阻应大于2兆欧；4）直流配电柜的直流输入接口与汇流箱的连接应稳定可靠；5）直流配电柜的直流输出与并网主机直流输入处的连接应稳定可靠；6）直流配电柜内的直流断路器动作应灵活，性能应稳定可靠；7）直流母线输出侧配置的防雷器应有效。每月巡查四、光伏电站的日常维护（六）逆变器的维护逆变器结构和电气连接应保持完整，不应存在锈蚀、积灰等现象，散热环境应良好，逆变器运行时不应有较大振动和异常噪声；1逆变器上的警示标识应完整无破损；2定期将交流输出侧（网侧）断路器断开一次，逆变器应立即停止向电网馈电。34逆变器中模块、电抗器、变压器的散热器风扇根据温度自行启动和停止的功能应正常，散热风扇运行时不应有较大振动及异常噪音，如有异常情况应断电检查。逆变器中直流母线电容温度过高或超过使用年限，应及时更换。5每月巡查四、光伏电站的日常维护（七）交流配电柜的维护确保配电柜的金属架与基础型钢应用镀锌螺栓完好连接，且防松零件齐全；1配电柜标明被控设备编号、名称或操作位置的标识器件应完整，编号应清晰、工整；2手车、抽出式成套配电柜推拉应灵活，无卡阻碰撞现象；动静头与静触头的中心线应一致，且触头接触紧密；34母线接头应连接紧密，无变形，无放电变黑痕迹，绝缘无松动和损坏，紧固联接螺栓无生锈；每季度巡查四、光伏电站的日常维护（七）交流配电柜的维护配电柜中开关，主触点无烧溶痕迹，灭弧罩无烧黑和损坏，紧固各接线螺丝，清洁柜内灰尘。5把各分开关柜从抽屉柜中取出，紧固各