大型光伏電站電氣設(shè)備的運行維護要點

龍源格爾木新能源開發(fā)有限公司 ■ 象征 曹有連 馬生亮 楊繼盛

0 引言

光伏發(fā)電作為投資收益穩(wěn)定、回報期長的綠色能源，是極具經(jīng)濟潛力的能源開發(fā)領(lǐng)域，我國的光伏發(fā)電近年發(fā)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(qū)，適合太陽能資源利用項目的開發(fā)。

國電龍源光伏電站于2010年4月開工建設(shè)，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(jù)龍源光伏電站3年來的運行及維護情況，總結(jié)了光伏電站電氣設(shè)備運維經(jīng)驗。

1 建立管理機構(gòu) 健全管理制度

要保證光伏電站電氣設(shè)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(chǎn)部、安全委員會，隨即完善了安全生產(chǎn)制度化建設(shè)，明確崗位職責(zé)，并組織技術(shù)人員編寫電站運行規(guī)程、檢修規(guī)程，繪制電站一二次電氣系統(tǒng)圖及通訊系統(tǒng)圖。

2 人員培訓(xùn)

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(xùn)顯得尤為重要。針對新入職工多數(shù)是應(yīng)屆大學(xué)畢業(yè)生，缺少實際運維經(jīng)驗的情況，電站除組織新員工對安全生產(chǎn)制度、安全規(guī)程、運行規(guī)程、檢修規(guī)程、技術(shù)原理、電工進網(wǎng)作業(yè)、特種作業(yè)、調(diào)度系統(tǒng)運行值班等專業(yè)知識的培訓(xùn)外，尤其應(yīng)重視建設(shè)期內(nèi)跟廠家學(xué)習(xí)、跟施工單位鍛煉這一環(huán)節(jié)。

電站運維人員最好在投產(chǎn)前1年到位，到廠家參觀學(xué)習(xí)，施工期間到各施工環(huán)節(jié)鍛煉，配合廠家和施工單位安裝調(diào)試。同時做好對新員工的監(jiān)督和檢查工作，不定期抽查新員工學(xué)習(xí)情況，這樣可增強新員工的動手能力，加深他們對設(shè)備的了解，避免投運后對廠家和施工單位過度依賴。

經(jīng)過培訓(xùn)后，生產(chǎn)人員應(yīng)熟悉本崗位的規(guī)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(shè)備和系統(tǒng)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(tǒng)、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(guī)模及以上容量后，可將運行與檢修分開，電站管理人員應(yīng)不斷優(yōu)化檢查項目和周期，開展設(shè)備點檢，提高運維人員的巡檢質(zhì)量。巡檢中，將走、看、聽、聞、摸、測相結(jié)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(fēng)沙嚴重、紫外線強的特點，電站應(yīng)保障運維人員的勞動防護措施，并配備四驅(qū)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(jù)之一。日常維護工作主要是每日測量并記錄不同時間系統(tǒng)的工作參數(shù)，主要測量記錄內(nèi)容有：日期、記錄時間、天氣狀況、環(huán)境溫度、逆變器交直流數(shù)據(jù)、高壓配電柜數(shù)據(jù)、各單元發(fā)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)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(shè)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?zé)o松動，無生銹腐蝕等；定期檢查組件支架的穩(wěn)定性，檢查支架腐蝕情況及基礎(chǔ)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(fā)電量，龍源光伏電站依托監(jiān)控技術(shù)，對運維人員要求每1個組串時刻正常發(fā)電。運行期間，通過監(jiān)控信息平臺密切監(jiān)視匯流箱的運行數(shù)據(jù)，如發(fā)現(xiàn)異常，第一時間到匯流箱前確認，及時進行相應(yīng)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(fā)熱燒毀，導(dǎo)致組串不通，故障情況取決于施工質(zhì)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(yīng)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(shè)電纜。龍源光伏電站目前發(fā)現(xiàn)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(shè)，可采取的防范措施是以逆變小室為單位安裝電子驅(qū)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(xiàn)有輕微發(fā)黃或發(fā)黑現(xiàn)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(fā)黃現(xiàn)象，新投產(chǎn)設(shè)備尤其要檢查發(fā)熱情況，否則可能導(dǎo)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(fù)雜性，被認為是系統(tǒng)中可靠性最低的一部分。運行中，應(yīng)密切關(guān)注逆變器室溫度，確保散熱排風(fēng)系統(tǒng)運行正常，如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)快速到逆變器前確認，及時進行相應(yīng)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(jiān)控中發(fā)現(xiàn)逆變器交流側(cè)無輸出，現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)逆變器報IGBT故障，A相IGBT模塊爆炸，分析原因為A相軸流風(fēng)機故障，導(dǎo)致逆變模塊高溫運行，絕緣擊穿后爆炸。此類早期生產(chǎn)的逆變器沒有IGBT模塊溫度監(jiān)測，風(fēng)機故障無閉鎖、模塊高溫?zé)o報警，應(yīng)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(xiàn)有輕微發(fā)黃或發(fā)黑現(xiàn)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(yīng)使用吸塵器，嚴禁使用吹風(fēng)機，至少半年清灰1次；設(shè)備內(nèi)部接線檢測，每年1次；定期清潔濾網(wǎng)，可根據(jù)本地風(fēng)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(yīng)定期查看直流配電柜風(fēng)機運轉(zhuǎn)是否正常，柜內(nèi)溫度過高會造成直流空開頻繁跳閘。

3.6 變電設(shè)備的運維

巡檢箱式變壓器時，打開箱變的低壓側(cè)門觀察內(nèi)部低壓電氣設(shè)備有無異常發(fā)熱、異味等異常現(xiàn)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(cè)絕緣子、高壓電纜終端灰塵的清理。平時應(yīng)注意防潮，防小動物。自建110 kV升壓站，應(yīng)充分重視升壓站的巡檢和維護，結(jié)合電網(wǎng)停電時機，靈活安排設(shè)備維護工作。

3.7 跟蹤系統(tǒng)的運維

采用跟蹤系統(tǒng)能最大程度地接收太陽總輻射量，從而增加發(fā)電量，但同時也增加了投資，降低了系統(tǒng)可靠性，帶來運營維護的問題。目前來看，發(fā)電效率越高的跟蹤系統(tǒng)故障率越高，運行中應(yīng)檢查跟蹤系統(tǒng)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(jù)跟蹤系統(tǒng)故障情況備足主控板、齒輪箱、馬達等備件。

3.8 設(shè)備臺賬管理

日常發(fā)現(xiàn)缺陷時，及時正確地記入缺陷記錄中，認真填寫設(shè)備名稱和編號、缺陷主要情況、分類歸屬、發(fā)現(xiàn)者姓名和日期、處理方案、處理結(jié)果等。安全生產(chǎn)例會上，對設(shè)備缺陷產(chǎn)生的原因、發(fā)展規(guī)律、最佳處理方法及預(yù)防措施等進行分析和研究，最終形成以故障報警和故障現(xiàn)象為檢索條件的設(shè)備缺陷故障檢修指導(dǎo)案例集，豐富運維人員檢修經(jīng)驗；加強備品備件管理工作，定期匯總統(tǒng)計各類備件消耗情況，減少由于備件造成的設(shè)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(chǎn)例會，對上周運行及設(shè)備情況進行總結(jié)，對存在問題進行分析；每月召開月度例會，分析區(qū)域內(nèi)電站之間對標(biāo)情況，全面細致的掌握本電站設(shè)備運行狀況。

隨著光伏電站規(guī)模日益擴大，電網(wǎng)公司對光伏接入、并網(wǎng)提出了更為嚴格的要求。光伏電站應(yīng)扎實開展月度安全大檢查、春秋查、安全性評價、電力安全標(biāo)準(zhǔn)化、入網(wǎng)檢測試驗等系統(tǒng)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(fā)生。

4 結(jié)論及建議

大型光伏電站電氣設(shè)備的運行與維護具有其復(fù)雜性，技術(shù)力量不足的電站可以找有實力的檢修隊伍承擔(dān)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(yīng)從職工利益著眼，完善培訓(xùn)機制、強調(diào)崗位責(zé)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(fā)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(huán)境有利于人才培養(yǎng)，促進職工的自我成長，激發(fā)員工的積極性和創(chuàng)造性。