關(guān)于集中式光伏電站運維管理工作的探討

趙國明 丁龍

（青島昌盛日電新能源電力有限公司，山東 青島 266000）

一、光伏電站的工作原理及集中式并網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點

（一）光伏電站的工作原理

光伏發(fā)電系統(tǒng)是在太陽直射的基礎(chǔ)上，以太陽能電池方陣吸收光能，并且將其存儲在蓄電池里，然后借助充放電控制器由逆變器把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姟Ｒ蕴柛櫩刂葡到y(tǒng)最大可能利用太陽能，最后經(jīng)過交流配電柜并入用戶側(cè)。光伏發(fā)電幾乎無需考慮資源枯竭的風(fēng)險，并且發(fā)電過程無噪音，較為安全，發(fā)電過程不產(chǎn)生污染物，屬于無公害、干凈的發(fā)電方式。

（二）集中式并網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點

集中式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)一般都是國家大型發(fā)電站利用荒漠等大面積限制空氣建設(shè)的大型光伏電站，通過對太陽能的集中利用，由發(fā)電系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)化為電能再并入公共電網(wǎng)中，供地方用戶使用。集中式并網(wǎng)系統(tǒng)存在如下優(yōu)勢，第一，其選址只需要確保人煙稀少、太陽能充足，不存在其他方面限制，所存在發(fā)電量大且穩(wěn)的特點；第二，集中式并網(wǎng)系統(tǒng)存在靈活多變的運行方式，其不受空間等多方面因素的限制，無需過多設(shè)備即可實現(xiàn)全系統(tǒng)的監(jiān)控管理；第三，集中式并網(wǎng)系統(tǒng)易于建設(shè)，建設(shè)周期相對較短，且發(fā)電過程不依賴水等資源，成本較低，易于操作。

同時集中式并網(wǎng)系統(tǒng)也存在諸多缺點，例如，其普遍地處荒漠，所以其需要先經(jīng)過上距離輸電才可以入網(wǎng)使用。此外，因為當(dāng)前光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展時間較短，技術(shù)相對不成熟，因此大容量光伏電站的多臺變換裝置組織使用時很容易受到協(xié)同限制。

二、對于集中式光伏電站運行維護管理的具體措施

（一）合理確定設(shè)備巡檢的時間

當(dāng)前大部分光伏電站的巡檢時間確定在上午的八九點或下午的三點之后，但此時間段內(nèi)設(shè)備的負(fù)載并未達(dá)到最高，所以很難準(zhǔn)確地從逆變器及變壓器中發(fā)現(xiàn)隱藏的問題。一般情況下，光伏電站的逆變器與變壓器的冷卻系統(tǒng)都是強制風(fēng)冷，但是其冷卻風(fēng)機卻并非持續(xù)運行，只有負(fù)載超過設(shè)定值后才會啟動。而一般的巡檢時間內(nèi)，很可能因為尚未達(dá)到設(shè)定值而不運行冷卻系統(tǒng)，但此時如果冷卻系統(tǒng)已經(jīng)損壞，巡檢人員也很難及時發(fā)現(xiàn)。但是如果把巡檢時間改在上午的十一點至十二點之間，此時系統(tǒng)已經(jīng)基本達(dá)到最大負(fù)載，各冷卻系統(tǒng)都會開始運行，此時如果檢測到逆變器、變壓器等設(shè)備的冷卻風(fēng)機沒有啟動，或者是風(fēng)機的運行聲音不正常，或者是變壓器的聲音不正常，運維人員就可以很容易確定問題，并及時采取應(yīng)對措施，將損失降至最低。由于集中式光伏電站普遍地處偏遠(yuǎn)，此時間段的運維可以在一定程度上降低相關(guān)人員的工作量，間接提高工作效率，但如果在夏季需要做好防暑措施，避免出現(xiàn)中暑情況。

（二）創(chuàng)新對于光伏組件的熱斑檢測措施

光伏電站中，其核心部件是光伏組件，如果出現(xiàn)熱斑效應(yīng)，則會導(dǎo)致電池局部燒毀，并形成暗斑，還會使得焊點融化、加速封裝材料的老化，會對光伏組件的實際使用壽命與輸出功率產(chǎn)生嚴(yán)重影響，進(jìn)而導(dǎo)致安全隱患。所以需要合理創(chuàng)新光伏組件熱斑的檢測措施。由于近年來無人機以及紅外線熱成像設(shè)備成本逐漸下降，所以在光伏組件熱斑檢測過程中，可以引入此類設(shè)備，不僅大大降低人力投入，還能夠顯著提高工作效率。通過無人機攜帶紅外線熱成像儀在光伏組件上空對設(shè)備進(jìn)行掃描拍攝，然后由運維人員在后臺處理和判斷圖片，從而能夠極為直觀的看到每一塊光伏組件的熱成像圖，進(jìn)而能夠立刻判斷其是否存在熱斑，也可以將圖存儲以供日后的復(fù)查。

（三）切實落實電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗

電力設(shè)備的運營與維護過程中，預(yù)防性試驗是其中極為重要的操作環(huán)節(jié)，有效的預(yù)防性試驗可以切實保障電力設(shè)備的安全運行。當(dāng)前由于多重因素的共同影響，我國大型集中式光伏電站中很多都存在施工趕工期的情況，相對較短的施工期勢必導(dǎo)致施工質(zhì)量難以得到保證，很可能存在尚未被發(fā)現(xiàn)的隱患與缺陷。但是很多大型集中式光伏電站的業(yè)主在并網(wǎng)后，為了可以有效節(jié)約成本，調(diào)過預(yù)防性試驗，僅進(jìn)行事后的設(shè)備檢修與更換，從而導(dǎo)致設(shè)備運行過程中出現(xiàn)各種故障，影響了電網(wǎng)的供電質(zhì)量。例如存在問題的電纜在晴天時候，其絕緣電阻能夠符合相關(guān)要求，但是如果是在雨天，絕緣電阻則會低于相關(guān)要求值，進(jìn)而出現(xiàn)設(shè)備短路的情況，導(dǎo)致集中饋線 35KV 斷路器跳閘，甚至造成 110KV 出線斷路器越級跳閘，在此情況下處理問題則需要投入更多的時間與成本，所需要付出的代價遠(yuǎn)高于預(yù)防性試驗所需要的成本。

而且通過測試光伏區(qū)接地網(wǎng)的電阻，可以確定接地網(wǎng)的完整性，從而能夠第一時間發(fā)現(xiàn)并修復(fù)被損壞的接地網(wǎng)，避免被感應(yīng)雷所干擾，盡可能降低光伏組件因為雷擊而損壞的可能性，使得運維費用大大下降。

（四）做好跟蹤系統(tǒng)的運行維護工作

在對大型集中式光伏電站的電氣設(shè)備進(jìn)行檢修和維護的時候，通過應(yīng)用跟蹤系統(tǒng)可以使得光伏電站對于太陽輻射能的吸收效率顯著提升，從能夠提高發(fā)電量，但是此會提高相關(guān)投入，同時會對電氣設(shè)備的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，相關(guān)的巡檢工作量也會隨之而提升。由此可見，跟蹤系統(tǒng)的應(yīng)用會提高發(fā)電率，但是其也會提高故障發(fā)生的概率，所以在運行跟蹤器的時候，必須要先做好相關(guān)的前期準(zhǔn)備工作，確保相關(guān)的設(shè)備能夠穩(wěn)定運行，并且要做好各個環(huán)節(jié)的校正與潤滑工作，并確保各個連接部位的螺栓固定到位，確保跟蹤系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

三、總結(jié)

當(dāng)前我國集中式光伏電站的規(guī)模越來越大，在此背景下，其所能夠?qū)ξ覈鴩译娋W(wǎng)產(chǎn)生的影響程度也越來越大，由此可見必須要做好相關(guān)的運行維護工作，通過合理確定設(shè)備巡檢的時間、創(chuàng)新對于光伏組件的熱斑檢測措施、切實落實電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗以及做好跟蹤系統(tǒng)的運行維護工作，切實提高集中式光伏電站的運行質(zhì)量，提高發(fā)電效率，有效促進(jìn)我國社會經(jīng)濟的穩(wěn)定、健康發(fā)展。