關于光伏發電系統現場調試技術的研究

鐘聲 吳傳彬 江西新余礦業有限責任公司

一、光伏發電系統

光伏發電系統實質上是太陽能發電的一種表現形式，現階段常見的光伏發電系統有晶硅太陽能電池、聚光太陽能電池與薄膜太陽能電池。其中晶硅太陽能電池是我國現階段技術最為成熟、應用最為廣泛的光伏發電系技術種類，具備使用周期長達25 年，太陽能轉化率17%左右。但硅晶太陽能電池卻是弱光效應最差的技術類型，理論上薄膜太陽能電池與聚光太陽能電池是更加適用于光伏建筑物整合的技術手段，但由于能源傳遞過程中衰減量過大，且前期投資較高，現階段只在部分沙漠等高強度光照地區集中光伏發電站中有應用。光伏發電技術仍有較為廣闊的研究空間。

光伏發電系統屬于綠色環保的發電方式之一，具備的優點有：前期集中建設時長一般不超過半年；后期運營維護成本低，屬于靜態發電模式，無須原材料投入，無須人工監管，運營費用只體現在設備維護層面。現代常見的光伏發電系統布置方式主要有：第一，分布式建筑光伏，主要安放在建筑物頂部并直接接入電網；第二，并網電站，集中式光伏發電系統的代表，具備運營成本低，資源利用率高等優點。

但光伏發電系統也存在一定的缺陷，如高度依賴自然氣候，光照強度不足時電力供應中斷，發電系統整體不穩定性極高，現階段無法單獨應用在地區電力供應保障層面。

二、光伏發電系統現場調試

光伏發電系統結構整體較為簡單，由太陽能電池、逆變器、配電柜等組成，安裝流程較為簡單[1]。但其運行進程中影響因素較多，現場調試需要采取較高的重視程度。

（一）硬件檢驗

現場調試的基礎流程，目標為保證系統中各元件連接的可靠性。檢驗內容具體包含太陽能電池板與配電柜、配電柜與逆變器、逆變器與交流配電柜及斷路器的連接，保證系統設備安裝與連接的質量。

（二）接地電阻測試

接地電阻測試的主要目標為組件支架、配電柜、逆變器柜、匯流箱等，測試方法為接地電阻測試儀直接測量，結果標準為阻值小于1 歐姆。當測量結果出現問題時，需要對對應設備進行檢查與重新安裝連接。

（三）絕緣電阻測試

主要指對線路設計中被標定為絕緣的位置進行電阻測試，通過衡量其阻值是否大到被認定為絕緣實現系統安全性檢驗。

絕緣電阻測試的主要目標為包含直流配電柜、匯流箱、交流配電柜、逆變器柜等的系統設備隔離保護結構絕緣性測試與單相對地電阻、三相相間絕緣電阻、N 相對地電阻等線路間電阻測試。測量方法同樣為電阻測試儀直接測量，絕緣判定標準為10 兆歐。當測量結果小于標準阻值時，需要進行電路調整或者相關結構元件更換。

（四）避雷器調試

避雷器是光伏發電系統安全性的重要保障，是現場調試的核心內容之一。避雷器調試包含兩項內容：第一，對避雷器及其基座進行電阻測試，測試工具為2500V 兆歐表，測試結果要求兩者獨立電阻均不小于1000兆歐。第二，按照廠家提供的標準直流電電壓對金屬氧化物進行通電，檢測泄漏電流，若與標準值差距大于5%，說明避雷器存在質量問題啊，需要進行更換。

（五）通電試驗

通電試驗主要包含隔離開關調式、直流柜通電試驗、交流柜通電試驗、逆變器柜通電試驗[2]。需要注意的是，上述描述不只是通電試驗存在的方式，也是通電試驗開展的順序。

第一，隔離開關調試。隔離開關調試主要針對觸刀與觸頭的接觸狀態。觸刀與觸頭的接觸狀態對于隔離開關的使用壽命，及線路控制的穩定性都有重大價值。觸刀與觸頭之間的理想接觸狀態為觸刀與觸頭底部之間擁有不小于三毫米不高于5 毫米的間距，接觸深度不得小于4 毫米。若經測量發現誤差存在，可以通過調整連接長度的方式實現修正，保證隔離開關的穩定運行。

第二，直流柜通電試驗。直流柜通電試驗是對柜內設備進行單獨檢查，試驗進程中要保證交流柜側開關處于斷開狀態。試驗主要目標包含，直流柜內各項設備的直接觀察，確保全部設備都處于正常工作狀態；直流柜內組串電壓測量，確保不同組串之間電壓值接近甚至相同。若上述試驗完全達標，說明直流柜運行正常，可以開展下一步試驗。否則，需要進行故障分析及針對性解決，保證直流柜內各元件的正常。

第三，交流柜通電試驗。交流柜通電實驗同樣為柜內元件單獨檢測，試驗過程中保持直流柜側開關斷開，對交流柜單獨通電，通過肉眼觀測與參數測量的方式驗證交流柜內各元件與柜內整體結構運行是否正常，若存在異常需要進行故障原因分析與針對性解決。

第四，逆變器柜通電試驗。同時閉合交流柜側與直流柜側的開關，使逆變器柜處于通電狀態，對柜內設備進行肉眼觀測與運行參數采集，保證各元件處于正常運行狀態。

（六）并網調試

經過上述獨立試驗流程保證配電箱工作狀態穩定與逆變器擁有并網支撐能力之后，便可以開展并網調試。為盡可能排除干擾因素，并網調試要選取光照充足且穩定的時間段進行調試。調試過程中，優先啟用小功率逆變器，在逆變器的輸出端進行詳細數據采集，數據種類包含但不限于電壓、電流、諧波、功率、功率因數等參數，并對參數進行分析，確保所有數據均在正常范圍后，可開展全面并網試驗。全面并網調式與前期調試流程基本相似，均為數據的采集與分析。需要注意的是，由于首次全面并網逆變器需要一段時間進行電網適應性調整，參數分析工作需要等待五分鐘后進行。

在并網能力調試完成之后，還需要進行系統運行進程中可能使用的功能調試，包含多次開關機調試、緊急停止試驗等。即直接閉合或者斷開對應開關，查看系統給出的反應，確保反饋給出狀態及時間無誤后，光伏發電系統調試已經完成，可以投入正常生產使用。

三、結論

光伏發電是一種綠色環保發電技術，也是未來主要的放電方式。光伏發電系統在現代已經有局部應用，相關人員應當在發電系統投入使用之前做好調試工作，保證并網過程中各個元件運行的正常，確保光伏發電系統正確的參與電網電力輸送。