光伏电站专业运维与管理教材

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1、北京木联能软件技术有限公司 中国 镇江 2014-05-12 光伏电站光伏电站光伏电站光伏电站 基于光伏发电智能基于光伏发电智能基于光伏发电智能基于光伏发电智能信息化信息化信息化信息化系统的系统的系统的系统的 专业运维与管理专业运维与管理专业运维与管理专业运维与管理 3光伏电站的指标化管理 4系统总体架构 2光伏电站的专业运维 1概述 主 题 1概述 主 题 大型并网光伏电站占地面积大，巡检工作量大 电站同类设备多，监视所有设备运行情况困难 并网逆变器根据电池组件接收太阳辐射产生的 电流大小自动并网或断开，实现了电站并网和 解列的自动进行 运值维护人员少 光伏电站生产运维的特点 现有监控系统的

2、现状精细化管理困难 无专业运维的发电量差异 提高 6.71% 投资仅需增加 0.10.2% 由于缺少质量保证，可导致6.71%的发电量损失 只有专业的运维理念才能确保高发电量 专业监控与分析系统非常 必要 先进的控制中心非常必须 及时的报警提醒 规范的定期工作是需要的 定期的数据分析 内部损耗少； （必须知道损耗在哪里？） 维持高的发电效率； （必须知道哪些设备影响了发电效率？） 确保长期安全、稳定运行； 设备服务期限更长。 如何建设一个安全高效的光伏电站 解决思路 采用智能化信息管理手段 固化经验、指标分析、规范管理 是解决问题根本之道 智能化信息系统应用价值 1、电站故障智能分析诊断的有效

3、工具 2、自动化工具、大数据分析、全面提高电站综合效 率，提高发电量 3、推动规范化管理、标准化管理的有效手段 4、新建电站的设备选型、设计优化依据，推动行业 技术进步 2光伏电站的专业运维管理 主 题 光伏电站运行的主要工作 监视电站设备的主要运行参数、统计电站发电 量、接受电网调度指令。 巡视检查电站设备的状态，检查电池组件、支架 的完好和污染程度、检查电气设备的运行情况。 根据电网调度指令和检修工作要求进行电气设备 停送电倒闸操作。 光伏电站的主要日常维护 汇流箱的维护 组件与支架的维护 直流配电柜的维护 逆变器的维护 交流配电柜的维护 变压器维护 电缆的维护 如果发生故障，则 电量损失

4、较大；损 耗比较稳定；因此 ，这部分设备要确 保正常稳定运行。 设备数量多，故障 发生概率较高，而 且故障不易发现。 损失电量的主要发 生区，同时也是提 高发电量的地方。 光伏电站的损耗分析 光伏电站的损耗分析 50MW的光伏电站 100台逆变器 755台汇流箱 20WM的光伏电站 40台逆变器 280汇流箱 30WM的光伏电站 60台逆变器 420台汇流箱 光伏电站的损耗分析 光伏电站 光伏方阵 吸收损耗 逆变器 损耗 集电线路及 箱变损耗 升压站 损耗 系统效率 30WM的 光伏电站29.2%3.4%1.6%0.6%65.2% 50MW的 光伏电站20.3%3.3%1.5%0.6%74.3

5、% 20WM的 光伏电站19.1%1.9%1.1%0.7%77.2% 逆变器 转换效率、最大功率点跟踪（MPPT） 汇流箱 支路电流、电缆损耗 组件 接线盒、遮挡、虚焊、衰减等 光伏电站主要影响发电量的设备 影响发电量的最终因素：汇流箱的支路电流 （1）及时发现发电单元故障 （2）分析逆变器的能量分布 找到发电量低的逆变器 （3）分析汇流箱支路的电流分布 找到电流偏低的支路 光伏电站提高发电量的具体手段 (1) 及时发现发电单元故障及分析 低电流报警 (2)分析逆变器的能量分布-找到发电差的逆变器 离散率刻划逆变器输出功率之间的差异程度（离散程度 ） 如果离散率越小说明逆变器运行的一致性越好

6、输输出功率波动动 (2)分析逆变器的能量分布-找到发电差的逆变器 (2)分析逆变器的能量分布-找到发电差的逆变器 400台逆变器 （阳光SG500MX250台； 日风SSL0500B，100台； 科诺KNGI900-500HEC，50台 ） (3) 分析汇流箱组串的电流分布-发现异常支路 日发电量：1941.3kWh；日最大发电量：3528.87；相差：1587kWh 74#阳光逆变器 (3) 分析汇流箱组串的电流分布-发现异常支路 日发电量：2023.1kWh；日最大发电量：3528.87；相差：1505kWh 56#许继逆变器 日发电量最大的逆变器组串电流分布(1) A站63#逆变器3月1

7、5日的发电量： 3528kWh 13:30最大电流: 10.613A (3.24A) 10.31A (2.94A) 9.53A (2.16A) 日发电量最大的发电单元 未必处于最佳运维状态 日发电量最大的逆变器组串电流分布(2) B站4#逆变器3月15日的发电量： 3640kWh 异常支路电流举例原因分析 （1）杂草遮挡 （2）接线盒烧毁 消除原因（1）后的电流分布 光伏电站组件常见问题 组件安装时导致的组件玻璃表面划伤、背板划伤问题，影响组件的使用 寿命； 部分电站组件功率的整体衰减偏大，不符合标准要求； 部分电站存在组件混装现象，对该组串发电性能影响较大； 部分电站存在杂草遮挡，导致长期存

8、在组串工作电流偏低； 部分电站存在电池板前后间的阴影遮挡影，严重影响竖向安装的方阵； 部分电站电池板组件安装高低不平，且左右间距较小，早晚存在左右遮 挡现象，横向安装时严重影响发电量； 部分电站组件表面存在泥土沉淀，严重影响发电量； 电池板中存在接线盒烧毁现象，导致组串电流偏低。 光伏电站汇流箱常见问题 直流断路器容量较小，不满足运行要求； 部分汇流箱采用的交直流两用断路器，不满足要求； 汇流箱无现地电压、电流数值显示功能； 直流电缆负极标示混乱，不利用检修维护； 进线母排中各支路电缆排布过密，不利用检修维护； 直流电缆压降偏差影响MPPT跟踪效率； 部分电站的汇流箱电源模块烧毁较多； 汇流箱

9、通讯电缆和直流电缆同沟敷设，导致通讯干拢较大； 汇流箱故障监测功能比较弱，组件遮挡时，监控后台未能报警。 逆变器存在的问题 部分电站逆变器室没有专用散热风道，逆变器室温度过高，造成过温故 障、直流开关跳闸，影响发电量； 部分厂家逆变器供电电源只有一路电源，缺乏备用电源，当供电电源出 故障时会导致系统全部解列； 部分厂家有两路供电电源，但不能自动切换； 部分厂家采用UPS电源供电，但UPS电源及其内部电池寿命远达不到光 伏系统25年的要求； 逆变器与电池组件的配比不是最优，造成资源浪费。 汇流箱常见问题支路排布线缆过于密集，检测不便 AB 福禄克的钳形 电流表建议选 购B，检测方 便。 组件支架

10、与接线问题 组件支架与接线问题 (1)组件混装 (2)基础沉陷造成的拉裂破坏 (4)左右遮挡 (3)泥土沉积及发热 现场组件检测 HT的I-V400太阳能 电池IV特性测试仪 光伏电站的常见故障现象（1） 多晶组件-闪电纹单晶组件-闪电纹 光伏电站的常见故障现象（2） 接线盒熔化接线盒损坏 光伏电站的常见故障现象（3） 组件表面烧坏 组件背面烧穿 光伏电站的常见故障现象（4） 电气短路造成燃烧 电气短路 光伏电站的常见故障现象（5） 直流断路器触点烧毁 汇流箱着火；时间：夏天的某日早上6 点左右，持续时间：燃烧了近1个小时 光伏电站的常见故障现象（6） 连接头燃烧断裂，导致 整个组串不工作 组

11、件间连线未留伸缩长度， 有拉断和因风摩擦损毁绝缘 组件损坏 并网光伏发电系统工程验收标准 GB50794-2012光伏发电站施工规范 6.2光伏组件串测试 6.2.1光伏组件串测试前应具备下列条件： 1 所有光伏组件应按照设计文件数量和型号组串并接引完毕。 2 汇流箱内各回路电缆应接引完毕，且标示应清晰、准确。 3 汇流箱内的熔断器或开关应在断开位置。 4 汇流箱及内部防雷模块接地应牢固、可靠，且导通良好。 5 辐照度宜在高于或等于700W/m2的条件下测试。 6.2.2光伏组件串的检测应符合下列要求： 1 汇流箱内测试光伏组件串的极性应正确。 2 相同测试条件下的相同光伏组件串之间的开路电压

12、偏差不应大于 2%，但最大偏差不应超过5V。 3 在发电情况下应使用钳形万用表对汇流箱内光伏组件串的电流进 行检测。相同测试条件下且辐照度不应低于700W/m2时，相同光伏 组件串之间的电流偏差不应大于5%。 电站验收指标或运维评价组串电流离散率 最佳运维 较差运维 根据逆变器组串电流的离散率，把逆变器分为四个等级 ： 运行稳定的离散率=5% 运行良好的5%离散率=10% 运行待提高的10%离散率20% 光伏发电系统测试理念 电站建设期 电站运行期 电站验收测试 电站运行维护检测 电站建设期电站运行期 电站运行维护检测 电站验收测试 现状将来 设 计 月 度 检 测 试运行电气安装 组件抽检

13、基础建设 支架安装组件安装 接地电阻率测 试,气象测试 接地电阻测试现场组件IV 测试 组串IV,绝缘 测试 绝缘测试,接 地导通测试 绝缘,接地,效率,电 能质量,热分析 接地导通测试 季 度 检 测 年 度 检 测 绝缘,导通,效率,热分 析 绝缘,导通,效率,RCD,热 分析,IV测试 绝缘,接地,导通,I-V测试,效率, 电能质量,RCD,热分析 规范化的光伏电站运行管理 智能报表引擎-提供快捷准确的统计报表 3光伏电站的指标化管理 主 题 光伏电站生产运行指标体系 1 2 3 4 5 太阳能资源指标 电量指标 能耗指标 设备运行水平指标 电站经营指标 3.1 太阳能资源指标 太阳能资

14、源指标用以反映光伏电站在统计周期 内的实际太阳能资源状况。（6个指标） 平均风速 平均气温 相对湿度 水平面总辐射量 倾斜面总辐射量 日照时数 3.1 太阳能资源指标 平均风速 平均风速是指在统计周期内瞬时风速的平均值，通过光伏电站内的环境监测仪测 量得到。 平均气温 平均气温是指在统计周期内通过环境监测仪测量的光伏电站内的环境温度的平均 值。 相对湿度 相对湿度是指空气中的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度的比值。 水平面总辐射量 水平面总辐射量是指在统计周期内照射到水平面的单位面积上的太阳辐射能量。 单位：kWh/m2（或MJ/m2）。1kWh=3.6MJ 倾斜面总辐射量 倾斜面总辐射量是指

15、在统计周期内照射到某个倾斜表面的单位面积上的太阳辐射 能量。 日照时数 日照时数也称实照时数，指在统计周期内太阳辐射强度达到或超过 120W/m2的 时间总和。 参照太阳能资源指标制定合理的绩效方案 光伏电站发电量的高低，是考核运维人员最有 效的指标，但是如何定义合理的考核指标呢？ 月度奖金计算公式： 发电奖金额=（月发电量/月理论发电量）X奖金基数X奖金系数 其中： 1）奖金系数：经理1.4、值长1.2、员工1.0、实习0.8 2）月发电量：电站汇集母线各支路电能表计量的电量之和 3）月理论发电量: ? 3.1 太阳能资源指标 中国水平 面太阳辐 射分布图 等级资源带号年总辐射量 （MJ/

16、m2） 年总辐射量 （kWh/ m2） 平均日辐射量（ kWh/m2） 最丰富带I 6300 1750 4.8 很丰富带II5040 6300 1400 1750 3.8 4.8 较丰富带III3780 5040 1050 1400 2.9 3.8 一般IV 3780 1050 2.9 测光传感器的对比 环境监测仪对于辐 射量的采集精度不 高，甚至缺少，影 响电站综合效率评 估。 3.2 电量指标 电量指标用以反映光伏电站在统计周期内的出力和购 网电量情况。 （共10个指标） 能量指标 理论发电量 发电量 上网电量 购网电量 逆变器输入电量 逆变器输出电量 规范化指标 等效利用小时数 标准等价发电时（峰值日照时数） 逆变器输入等价发电时（光伏方阵等价发电时） 逆变器输出等价发电时(最终光伏系统等