光伏電站設(shè)備維護與檢修管理

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(shè)備老化等因素影響，偶爾出現(xiàn)各類設(shè)備故障問題，設(shè)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(shè)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(guān)鍵詞：光伏電站;設(shè)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(shè)數(shù)量和建設(shè)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(guān)工作人員在實際工作的過程中要明確自身的工作職責，結(jié)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(zhuǎn)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(jié)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(shè)備損壞定位困難，增加運維周期與人力成本;⑦缺乏關(guān)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(shè)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(shù)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(shè)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(shè)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(guān)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(shè)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(guān)通流能力下降，開關(guān)脫扣;② 開關(guān)上下側(cè)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(guān)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(shè)計匯流箱內(nèi)部設(shè)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(guān)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(shè)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(guān)通流能力下降，開關(guān)脫扣;② 開關(guān)上下側(cè)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(guān)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(shè)計直流配電柜內(nèi)部設(shè)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(shù)監(jiān)督及質(zhì)量管理等內(nèi)容。通過設(shè)備運行分析和狀態(tài)評估，建立檢修計劃，實施設(shè)備技術(shù)監(jiān)督，消除設(shè)備存在的隱患與缺陷，并利用評估結(jié)果指導后期檢修工作，確保設(shè)備穩(wěn)定運行。

4.1完善設(shè)備臺帳管理

明確技術(shù)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(shè)備應按機組、系統(tǒng)等分類建立技術(shù)臺賬，明確設(shè)備技術(shù)臺賬管理職責，在崗期間全程維護、完善、保存相關(guān)記錄。

4.2加強人員培訓

制訂技術(shù)培訓制度，明確培訓內(nèi)容和要求，建立培訓臺賬及相關(guān)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(shè)期質(zhì)量監(jiān)督

結(jié)合電站運行情況，提出更加科學、合理的電站設(shè)計、設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備進行一次全面排查。利用技術(shù)監(jiān)督或全站停電，對設(shè)備連接部位進行全面檢查。開展高負荷、高溫期間設(shè)備連接部位測溫工作，及時處理設(shè)備異常發(fā)熱。加強設(shè)備巡視和信息監(jiān)視，收集設(shè)備運行異常信息，及時進行消缺處理。

4.5加強技術(shù)監(jiān)督工作

加強設(shè)備運行、檢修、維護、試驗、技術(shù)改造等全過程技術(shù)監(jiān)督。規(guī)范設(shè)備定置管理，加強各電站、設(shè)備定值的核對和校驗工作。規(guī)范技術(shù)監(jiān)督項目管理，無特殊原因不得擅自變更技術(shù)監(jiān)督項目，降低試驗標準。加強技術(shù)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(jié)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(shè)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(guān)。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(shè)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(shè)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）