大型光伏电站电气设备的运行维护要点

龙源格尔木新能源开发有限公司 ■ 象征 曹有连 马生亮 杨继盛

0 引言

光伏发电作为投资收益稳定、回报期长的绿色能源，是极具经济潜力的能源开发领域，我国的光伏发电近年发展很快。青海格尔木太阳能资源十分丰富，年水平面上总辐射量达到6 910 MJ/(m2·a)，属于我国太阳能资源最丰富地区，适合太阳能资源利用项目的开发。

国电龙源光伏电站于2010年4月开工建设，目前装机容量70 MW，采用非晶硅、多晶硅两种电池组件，固定、平单轴跟踪、双轴跟踪、斜单轴跟踪4种安装方式。本文根据龙源光伏电站3年来的运行及维护情况，总结了光伏电站电气设备运维经验。

1 建立管理机构 健全管理制度

要保证光伏电站电气设备的可靠运行，必须建立有效的管理机制。龙源光伏电站于2010年成立安全生产部、安全委员会，随即完善了安全生产制度化建设，明确岗位职责，并组织技术人员编写电站运行规程、检修规程，绘制电站一二次电气系统图及通讯系统图。

2 人员培训

光伏电站的运维人员需兼顾运行及日常维护、检修等多项工作，因此对职工的技能培训显得尤为重要。针对新入职工多数是应届大学毕业生，缺少实际运维经验的情况，电站除组织新员工对安全生产制度、安全规程、运行规程、检修规程、技术原理、电工进网作业、特种作业、调度系统运行值班等专业知识的培训外，尤其应重视建设期内跟厂家学习、跟施工单位锻炼这一环节。

电站运维人员最好在投产前1年到位，到厂家参观学习，施工期间到各施工环节锻炼，配合厂家和施工单位安装调试。同时做好对新员工的监督和检查工作，不定期抽查新员工学习情况，这样可增强新员工的动手能力，加深他们对设备的了解，避免投运后对厂家和施工单位过度依赖。

经过培训后，生产人员应熟悉本岗位的规章制度，熟练掌握各种运行操作方法，并能分析仪表的各种指示和判断异常情况，能看懂设备和系统的图纸，能进行一般的日常消缺，处理常见的组串接地、跟踪系统、汇流箱、高压电缆头击穿等故障。

3 运行与维护

3.1 巡检要求

光伏电站在达到规模及以上容量后，可将运行与检修分开，电站管理人员应不断优化检查项目和周期，开展设备点检，提高运维人员的巡检质量。巡检中，将走、看、听、闻、摸、测相结合，严禁走马观花敷衍了事。针对光伏电站地处荒漠、占地面积大、风沙严重、紫外线强的特点，电站应保障运维人员的劳动防护措施，并配备四驱巡检车。

3.2 记录要求

记录工作是分析电站运行状况和制定维护方案的重要依据之一。日常维护工作主要是每日测量并记录不同时间系统的工作参数，主要测量记录内容有：日期、记录时间、天气状况、环境温度、逆变器交直流数据、高压配电柜数据、各单元发电量以及记录人等。

3.3 组件的运维

要定期查看电池板组件表面是否有破损现象；电池板组件之间的接线是否牢固；电池板正负接线是否有老化磨破接地现象；确保组件固定部件(安装钳或紧固螺栓)无松动、异常等情况。

要定期清洗电池板组件表面的灰尘，以免影响发电量(限电情况除外)，一般1个月清洗1次为宜；同时光伏组件被阳光晒热情况下避免用冷水清洗组件。

定期检查组件是否破损、电气连接是否松动或腐蚀，每6个月定期检查所有组件、电线、电气设备及接地。确保组件绝缘性能良好，部件完整无松动，外观无破损或老化；确保所有电缆连接紧固可靠、外观无破坏、无腐蚀、无异物渗透且固定良好；确保接地线无损伤，接地无松动，无生锈腐蚀等；定期检查组件支架的稳定性，检查支架腐蚀情况及基础是否有开裂。

3.4 汇流箱的运维

光伏电站的利润最终来自发电量，龙源光伏电站依托监控技术，对运维人员要求每1个组串时刻正常发电。运行期间，通过监控信息平台密切监视汇流箱的运行数据，如发现异常，第一时间到汇流箱前确认，及时进行相应处理，避免故障范围扩大。

光伏组串电流为零的原因，一是组串MC4插头虚接发热烧毁，导致组串不通，故障情况取决于施工质量。二是汇流箱烧保险及汇流箱断路器跳闸，大都是由于组串接地，用万用表测量正负极间电压正常，其中一极对地电压为零，这种情况应对接地的一极进行捋线，找到接地点修补绝缘层或直接重新铺设电缆。龙源光伏电站目前发现的组串接地主要原因是小动物咬噬直流电缆，由于光伏电站占地面积大，直流电缆大都为直埋铺设，可采取的防范措施是以逆变小室为单位安装电子驱鼠器。对组串电流相对较小的回路，检查是否有组件未接入组串。

定期查看汇流箱输入和输出接线端子是否出现有轻微发黄或发黑现象，如果有，可能是线与端子接触不良，需要重新紧固接线端子，严重的需要更换新的端子和接线头。定期查看汇流箱高压保险丝于底座接触面是否有轻微发黄现象，新投产设备尤其要检查发热情况，否则可能导致整个汇流箱烧毁。

3.5 逆变器的运维

与太阳电池板相比，逆变器由于本身固有的复杂性，被认为是系统中可靠性最低的一部分。运行中，应密切关注逆变器室温度，确保散热排风系统运行正常，如发现异常，应快速到逆变器前确认，及时进行相应处理，避免故障范围扩大。例如我电站某知名品牌逆变器投运不久，在监控中发现逆变器交流侧无输出，现场查看发现逆变器报IGBT故障，A相IGBT模块爆炸，分析原因为A相轴流风机故障，导致逆变模块高温运行，绝缘击穿后爆炸。此类早期生产的逆变器没有IGBT模块温度监测，风机故障无闭锁、模块高温无报警，应督促厂家及时整改，增加温度告警和闭锁。

定期停电查看输入输出接线端子、铜排是否出现有轻微发黄或发黑现象；观察运行是否有异常噪音，逆变器是否有异常震动；由于直流母线含容量较大的电解电容，清扫逆变器前，给逆变器15 min放电时间，并用万用表确认无电后再开始清灰，清灰时应使用吸尘器，严禁使用吹风机，至少半年清灰1次；设备内部接线检测，每年1次；定期清洁滤网，可根据本地风沙情况及逆变器室的密封情况，制定清洁周期；逆变器配套有直流柜，应定期查看直流配电柜风机运转是否正常，柜内温度过高会造成直流空开频繁跳闸。

3.6 变电设备的运维

巡检箱式变压器时，打开箱变的低压侧门观察内部低压电气设备有无异常发热、异味等异常现象，瓦斯继电器有没有报警，灰尘是否太多。定期进行箱变高压侧绝缘子、高压电缆终端灰尘的清理。平时应注意防潮，防小动物。自建110 kV升压站，应充分重视升压站的巡检和维护，结合电网停电时机，灵活安排设备维护工作。

3.7 跟踪系统的运维

采用跟踪系统能最大程度地接收太阳总辐射量，从而增加发电量，但同时也增加了投资，降低了系统可靠性，带来运营维护的问题。目前来看，发电效率越高的跟踪系统故障率越高，运行中应检查跟踪系统是否正常跟踪，定期加注润滑油，检查各部位螺栓是否有松动，根据跟踪系统故障情况备足主控板、齿轮箱、马达等备件。

3.8 设备台账管理

日常发现缺陷时，及时正确地记入缺陷记录中，认真填写设备名称和编号、缺陷主要情况、分类归属、发现者姓名和日期、处理方案、处理结果等。安全生产例会上，对设备缺陷产生的原因、发展规律、最佳处理方法及预防措施等进行分析和研究，最终形成以故障报警和故障现象为检索条件的设备缺陷故障检修指导案例集，丰富运维人员检修经验；加强备品备件管理工作，定期汇总统计各类备件消耗情况，减少由于备件造成的设备停机时间。

3.9 强化分析制度

龙源光伏电站坚持每周组织召开安全生产例会，对上周运行及设备情况进行总结，对存在问题进行分析；每月召开月度例会，分析区域内电站之间对标情况，全面细致的掌握本电站设备运行状况。

随着光伏电站规模日益扩大，电网公司对光伏接入、并网提出了更为严格的要求。光伏电站应扎实开展月度安全大检查、春秋查、安全性评价、电力安全标准化、入网检测试验等系统化安全工作，对电站安全状况进行全面梳理，逐项排查安全隐患，杜绝恶性事故的发生。

4 结论及建议

大型光伏电站电气设备的运行与维护具有其复杂性，技术力量不足的电站可以找有实力的检修队伍承担抢修、大修工作。光伏电站大都地处荒漠、远离繁华，电站管理者应从职工利益着眼，完善培训机制、强调岗位责任、加强日常考核，让职工生活有保障、工作有压力，可将电站发电量与奖金挂钩，工资福利上实行多劳多得，这种公平的竞争环境有利于人才培养，促进职工的自我成长，激发员工的积极性和创造性。