关于集中式光伏电站运维管理工作的探讨

赵国明 丁龙

（青岛昌盛日电新能源电力有限公司，山东 青岛 266000）

一、光伏电站的工作原理及集中式并网系统的优缺点

（一）光伏电站的工作原理

光伏发电系统是在太阳直射的基础上，以太阳能电池方阵吸收光能，并且将其存储在蓄电池里，然后借助充放电控制器由逆变器把直流电转变为交流电。以太阳跟踪控制系统最大可能利用太阳能，最后经过交流配电柜并入用户侧。光伏发电几乎无需考虑资源枯竭的风险，并且发电过程无噪音，较为安全，发电过程不产生污染物，属于无公害、干净的发电方式。

（二）集中式并网系统的优缺点

集中式并网光伏系统一般都是国家大型发电站利用荒漠等大面积限制空气建设的大型光伏电站，通过对太阳能的集中利用，由发电系统将其转化为电能再并入公共电网中，供地方用户使用。集中式并网系统存在如下优势，第一，其选址只需要确保人烟稀少、太阳能充足，不存在其他方面限制，所存在发电量大且稳的特点；第二，集中式并网系统存在灵活多变的运行方式，其不受空间等多方面因素的限制，无需过多设备即可实现全系统的监控管理；第三，集中式并网系统易于建设，建设周期相对较短，且发电过程不依赖水等资源，成本较低，易于操作。

同时集中式并网系统也存在诸多缺点，例如，其普遍地处荒漠，所以其需要先经过上距离输电才可以入网使用。此外，因为当前光伏发电技术发展时间较短，技术相对不成熟，因此大容量光伏电站的多台变换装置组织使用时很容易受到协同限制。

二、对于集中式光伏电站运行维护管理的具体措施

（一）合理确定设备巡检的时间

当前大部分光伏电站的巡检时间确定在上午的八九点或下午的三点之后，但此时间段内设备的负载并未达到最高，所以很难准确地从逆变器及变压器中发现隐藏的问题。一般情况下，光伏电站的逆变器与变压器的冷却系统都是强制风冷，但是其冷却风机却并非持续运行，只有负载超过设定值后才会启动。而一般的巡检时间内，很可能因为尚未达到设定值而不运行冷却系统，但此时如果冷却系统已经损坏，巡检人员也很难及时发现。但是如果把巡检时间改在上午的十一点至十二点之间，此时系统已经基本达到最大负载，各冷却系统都会开始运行，此时如果检测到逆变器、变压器等设备的冷却风机没有启动，或者是风机的运行声音不正常，或者是变压器的声音不正常，运维人员就可以很容易确定问题，并及时采取应对措施，将损失降至最低。由于集中式光伏电站普遍地处偏远，此时间段的运维可以在一定程度上降低相关人员的工作量，间接提高工作效率，但如果在夏季需要做好防暑措施，避免出现中暑情况。

（二）创新对于光伏组件的热斑检测措施

光伏电站中，其核心部件是光伏组件，如果出现热斑效应，则会导致电池局部烧毁，并形成暗斑，还会使得焊点融化、加速封装材料的老化，会对光伏组件的实际使用寿命与输出功率产生严重影响，进而导致安全隐患。所以需要合理创新光伏组件热斑的检测措施。由于近年来无人机以及红外线热成像设备成本逐渐下降，所以在光伏组件热斑检测过程中，可以引入此类设备，不仅大大降低人力投入，还能够显著提高工作效率。通过无人机携带红外线热成像仪在光伏组件上空对设备进行扫描拍摄，然后由运维人员在后台处理和判断图片，从而能够极为直观的看到每一块光伏组件的热成像图，进而能够立刻判断其是否存在热斑，也可以将图存储以供日后的复查。

（三）切实落实电气设备的预防性试验

电力设备的运营与维护过程中，预防性试验是其中极为重要的操作环节，有效的预防性试验可以切实保障电力设备的安全运行。当前由于多重因素的共同影响，我国大型集中式光伏电站中很多都存在施工赶工期的情况，相对较短的施工期势必导致施工质量难以得到保证，很可能存在尚未被发现的隐患与缺陷。但是很多大型集中式光伏电站的业主在并网后，为了可以有效节约成本，调过预防性试验，仅进行事后的设备检修与更换，从而导致设备运行过程中出现各种故障，影响了电网的供电质量。例如存在问题的电缆在晴天时候，其绝缘电阻能够符合相关要求，但是如果是在雨天，绝缘电阻则会低于相关要求值，进而出现设备短路的情况，导致集中馈线 35KV 断路器跳闸，甚至造成 110KV 出线断路器越级跳闸，在此情况下处理问题则需要投入更多的时间与成本，所需要付出的代价远高于预防性试验所需要的成本。

而且通过测试光伏区接地网的电阻，可以确定接地网的完整性，从而能够第一时间发现并修复被损坏的接地网，避免被感应雷所干扰，尽可能降低光伏组件因为雷击而损坏的可能性，使得运维费用大大下降。

（四）做好跟踪系统的运行维护工作

在对大型集中式光伏电站的电气设备进行检修和维护的时候，通过应用跟踪系统可以使得光伏电站对于太阳辐射能的吸收效率显著提升，从能够提高发电量，但是此会提高相关投入，同时会对电气设备的稳定性产生影响，相关的巡检工作量也会随之而提升。由此可见，跟踪系统的应用会提高发电率，但是其也会提高故障发生的概率，所以在运行跟踪器的时候，必须要先做好相关的前期准备工作，确保相关的设备能够稳定运行，并且要做好各个环节的校正与润滑工作，并确保各个连接部位的螺栓固定到位，确保跟踪系统能够稳定运转。

三、总结

当前我国集中式光伏电站的规模越来越大，在此背景下，其所能够对我国国家电网产生的影响程度也越来越大，由此可见必须要做好相关的运行维护工作，通过合理确定设备巡检的时间、创新对于光伏组件的热斑检测措施、切实落实电气设备的预防性试验以及做好跟踪系统的运行维护工作，切实提高集中式光伏电站的运行质量，提高发电效率，有效促进我国社会经济的稳定、健康发展。