大型光伏電站電氣設備的運行維護要點

龍源格爾木新能源開發有限公司 ■ 象征 曹有連 馬生亮 楊繼盛

0 引言

光伏發電作為投資收益穩定、回報期長的綠色能源，是極具經濟潛力的能源開發領域，我國的光伏發電近年發展很快。青海格爾木太陽能資源十分豐富，年水平面上總輻射量達到6 910 MJ/(m2·a)，屬于我國太陽能資源最豐富地區，適合太陽能資源利用項目的開發。

國電龍源光伏電站于2010年4月開工建設，目前裝機容量70 MW，采用非晶硅、多晶硅兩種電池組件，固定、平單軸跟蹤、雙軸跟蹤、斜單軸跟蹤4種安裝方式。本文根據龍源光伏電站3年來的運行及維護情況，總結了光伏電站電氣設備運維經驗。

1 建立管理機構 健全管理制度

要保證光伏電站電氣設備的可靠運行，必須建立有效的管理機制。龍源光伏電站于2010年成立安全生產部、安全委員會，隨即完善了安全生產制度化建設，明確崗位職責，并組織技術人員編寫電站運行規程、檢修規程，繪制電站一二次電氣系統圖及通訊系統圖。

2 人員培訓

光伏電站的運維人員需兼顧運行及日常維護、檢修等多項工作，因此對職工的技能培訓顯得尤為重要。針對新入職工多數是應屆大學畢業生，缺少實際運維經驗的情況，電站除組織新員工對安全生產制度、安全規程、運行規程、檢修規程、技術原理、電工進網作業、特種作業、調度系統運行值班等專業知識的培訓外，尤其應重視建設期內跟廠家學習、跟施工單位鍛煉這一環節。

電站運維人員最好在投產前1年到位，到廠家參觀學習，施工期間到各施工環節鍛煉，配合廠家和施工單位安裝調試。同時做好對新員工的監督和檢查工作，不定期抽查新員工學習情況，這樣可增強新員工的動手能力，加深他們對設備的了解，避免投運后對廠家和施工單位過度依賴。

經過培訓后，生產人員應熟悉本崗位的規章制度，熟練掌握各種運行操作方法，并能分析儀表的各種指示和判斷異常情況，能看懂設備和系統的圖紙，能進行一般的日常消缺，處理常見的組串接地、跟蹤系統、匯流箱、高壓電纜頭擊穿等故障。

3 運行與維護

3.1 巡檢要求

光伏電站在達到規模及以上容量后，可將運行與檢修分開，電站管理人員應不斷優化檢查項目和周期，開展設備點檢，提高運維人員的巡檢質量。巡檢中，將走、看、聽、聞、摸、測相結合，嚴禁走馬觀花敷衍了事。針對光伏電站地處荒漠、占地面積大、風沙嚴重、紫外線強的特點，電站應保障運維人員的勞動防護措施，并配備四驅巡檢車。

3.2 記錄要求

記錄工作是分析電站運行狀況和制定維護方案的重要依據之一。日常維護工作主要是每日測量并記錄不同時間系統的工作參數，主要測量記錄內容有：日期、記錄時間、天氣狀況、環境溫度、逆變器交直流數據、高壓配電柜數據、各單元發電量以及記錄人等。

3.3 組件的運維

要定期查看電池板組件表面是否有破損現象；電池板組件之間的接線是否牢固；電池板正負接線是否有老化磨破接地現象；確保組件固定部件(安裝鉗或緊固螺栓)無松動、異常等情況。

要定期清洗電池板組件表面的灰塵，以免影響發電量(限電情況除外)，一般1個月清洗1次為宜；同時光伏組件被陽光曬熱情況下避免用冷水清洗組件。

定期檢查組件是否破損、電氣連接是否松動或腐蝕，每6個月定期檢查所有組件、電線、電氣設備及接地。確保組件絕緣性能良好，部件完整無松動，外觀無破損或老化；確保所有電纜連接緊固可靠、外觀無破壞、無腐蝕、無異物滲透且固定良好；確保接地線無損傷，接地無松動，無生銹腐蝕等；定期檢查組件支架的穩定性，檢查支架腐蝕情況及基礎是否有開裂。

3.4 匯流箱的運維

光伏電站的利潤最終來自發電量，龍源光伏電站依托監控技術，對運維人員要求每1個組串時刻正常發電。運行期間，通過監控信息平臺密切監視匯流箱的運行數據，如發現異常，第一時間到匯流箱前確認，及時進行相應處理，避免故障范圍擴大。

光伏組串電流為零的原因，一是組串MC4插頭虛接發熱燒毀，導致組串不通，故障情況取決于施工質量。二是匯流箱燒保險及匯流箱斷路器跳閘，大都是由于組串接地，用萬用表測量正負極間電壓正常，其中一極對地電壓為零，這種情況應對接地的一極進行捋線，找到接地點修補絕緣層或直接重新鋪設電纜。龍源光伏電站目前發現的組串接地主要原因是小動物咬噬直流電纜，由于光伏電站占地面積大，直流電纜大都為直埋鋪設，可采取的防范措施是以逆變小室為單位安裝電子驅鼠器。對組串電流相對較小的回路，檢查是否有組件未接入組串。

定期查看匯流箱輸入和輸出接線端子是否出現有輕微發黃或發黑現象，如果有，可能是線與端子接觸不良，需要重新緊固接線端子，嚴重的需要更換新的端子和接線頭。定期查看匯流箱高壓保險絲于底座接觸面是否有輕微發黃現象，新投產設備尤其要檢查發熱情況，否則可能導致整個匯流箱燒毀。

3.5 逆變器的運維

與太陽電池板相比，逆變器由于本身固有的復雜性，被認為是系統中可靠性最低的一部分。運行中，應密切關注逆變器室溫度，確保散熱排風系統運行正常，如發現異常，應快速到逆變器前確認，及時進行相應處理，避免故障范圍擴大。例如我電站某知名品牌逆變器投運不久，在監控中發現逆變器交流側無輸出，現場查看發現逆變器報IGBT故障，A相IGBT模塊爆炸，分析原因為A相軸流風機故障，導致逆變模塊高溫運行，絕緣擊穿后爆炸。此類早期生產的逆變器沒有IGBT模塊溫度監測，風機故障無閉鎖、模塊高溫無報警，應督促廠家及時整改，增加溫度告警和閉鎖。

定期停電查看輸入輸出接線端子、銅排是否出現有輕微發黃或發黑現象；觀察運行是否有異常噪音，逆變器是否有異常震動；由于直流母線含容量較大的電解電容，清掃逆變器前，給逆變器15 min放電時間，并用萬用表確認無電后再開始清灰，清灰時應使用吸塵器，嚴禁使用吹風機，至少半年清灰1次；設備內部接線檢測，每年1次；定期清潔濾網，可根據本地風沙情況及逆變器室的密封情況，制定清潔周期；逆變器配套有直流柜，應定期查看直流配電柜風機運轉是否正常，柜內溫度過高會造成直流空開頻繁跳閘。

3.6 變電設備的運維

巡檢箱式變壓器時，打開箱變的低壓側門觀察內部低壓電氣設備有無異常發熱、異味等異常現象，瓦斯繼電器有沒有報警，灰塵是否太多。定期進行箱變高壓側絕緣子、高壓電纜終端灰塵的清理。平時應注意防潮，防小動物。自建110 kV升壓站，應充分重視升壓站的巡檢和維護，結合電網停電時機，靈活安排設備維護工作。

3.7 跟蹤系統的運維

采用跟蹤系統能最大程度地接收太陽總輻射量，從而增加發電量，但同時也增加了投資，降低了系統可靠性，帶來運營維護的問題。目前來看，發電效率越高的跟蹤系統故障率越高，運行中應檢查跟蹤系統是否正常跟蹤，定期加注潤滑油，檢查各部位螺栓是否有松動，根據跟蹤系統故障情況備足主控板、齒輪箱、馬達等備件。

3.8 設備臺賬管理

日常發現缺陷時，及時正確地記入缺陷記錄中，認真填寫設備名稱和編號、缺陷主要情況、分類歸屬、發現者姓名和日期、處理方案、處理結果等。安全生產例會上，對設備缺陷產生的原因、發展規律、最佳處理方法及預防措施等進行分析和研究，最終形成以故障報警和故障現象為檢索條件的設備缺陷故障檢修指導案例集，豐富運維人員檢修經驗；加強備品備件管理工作，定期匯總統計各類備件消耗情況，減少由于備件造成的設備停機時間。

3.9 強化分析制度

龍源光伏電站堅持每周組織召開安全生產例會，對上周運行及設備情況進行總結，對存在問題進行分析；每月召開月度例會，分析區域內電站之間對標情況，全面細致的掌握本電站設備運行狀況。

隨著光伏電站規模日益擴大，電網公司對光伏接入、并網提出了更為嚴格的要求。光伏電站應扎實開展月度安全大檢查、春秋查、安全性評價、電力安全標準化、入網檢測試驗等系統化安全工作，對電站安全狀況進行全面梳理，逐項排查安全隱患，杜絕惡性事故的發生。

4 結論及建議

大型光伏電站電氣設備的運行與維護具有其復雜性，技術力量不足的電站可以找有實力的檢修隊伍承擔搶修、大修工作。光伏電站大都地處荒漠、遠離繁華，電站管理者應從職工利益著眼，完善培訓機制、強調崗位責任、加強日常考核，讓職工生活有保障、工作有壓力，可將電站發電量與獎金掛鉤，工資福利上實行多勞多得，這種公平的競爭環境有利于人才培養，促進職工的自我成長，激發員工的積極性和創造性。