光伏电站装上就能运行25年?别做梦了...

索比光伏网2019-03-08 16:53:51

光伏电站在运维过程中由于各种主观或客观的因素,如不可抗力的恶劣天气、设备性能衰退、材料老化、设计选型问题、野蛮施工遗留问题等等导致设备在运行过程中出现故障,从而给电站的发电量带来损失,给电站的安全性带来潜在影响。下文从光伏组件、汇流箱和逆变器3大设备简要介绍常见的故障问题。


1.光伏组件掉落


某电站处于西部,一年内常伴有异常恶劣天气,极端大风并伴有沙尘,由于异常恶劣天气的影响,严重危及光伏电站的安全,特别是大风引起电池组件的脱落,将造成组件背板破损、组件钢化玻璃破损及接线盒导线断裂。组件掉落主要有如下因素:


1)、电站安全生产中存在管理比较粗放、系统性管理不够、人员素质不高、现场管理不到位,设备日常监视、巡视检查不到位、不彻底,设备隐患处理不及时的问题。比如电站组织人员对光伏区进行除草工作时发现组件压块松动现象,除草过程中已对光伏区组件松动压块进行了禁固处理。由于电站组件数量较多 ,人员紧缺未能及时组织人员对电站组件压块松动情况进行专项检查。


2)、电站组件安装、固定方式及施工质量。西部光伏电站组件安装方式一般采用36°-37°倾角,组件铺设方式采用纵向布置的方式将组件铺设在支架上。电站组件固定方式主要是根据组件铺设倾角、铺设方式、及电站所在地气象条件确定。目前电站组件固定方式采用压块固定,每个组件至少需要用四个压块来固定,电站组件为纵向布置,每个组件长边框方向各安装两个压块,根据压块布置位置的不同,可以将压块分为侧压块和中压块两种,侧压块适用于只有一块组件边需要固定的情况,中压块适用于左右均有组件需要固定的情况。


压块一般采用M6的内六角螺栓(螺栓进行热浸锌处理),和配套的螺母,再配弹簧垫圈和平垫圈将光伏电池组件固定在支架檩条(支架为C型钢)上。但是由于施工阶段,由于导轨长度未达到设计要求、支架倾斜不平、组件相邻间距过大,造成螺栓未紧固到位等问题,带来了潜在的安全隐患,如图1和图2所示。



3)、电站所处环境。西部电站位于荒漠地带,地势平坦,光照充足,气候干燥,全年多西北风,春冬季多大风,电站光伏区四周无防风措施,大风来袭时组件无任何保护措施。


综上所述,组件安装时由于处在一个倾斜的角度,组件边框受到应力和扭曲力的作用,边框在力的作用下发生变形,支架在风力的作用发生整体晃动使组件压块发生变形;由于所配套的组件压块螺母(未达到设计标准要求)不够标准,在支架檩条(支架为C型钢)卡槽中出现歪斜,导致组件在风力的作用下使压块螺母位置发生变动从支架檩条上脱出,导致组件脱离支架,致使组件掉落受损。


若出现一块压块紧固不到位,一旦出现异常大风,会导致整个单元支架上安装的组件整体脱落,组件以固定的倾角纵向平铺固定在支架上,组件分上下两列整齐固定在支架上,排列在支架上方组件若发生脱落事故,在风力和重力的作用下对排列在下方的组件造成损伤,对光伏电站的影响较大。


关于组件掉落的防范措施如下:


1)组件固定方式,采用压块与抱箍组合的固定方式,对光伏区处于迎风面(西北风)组件阵列,组件边压块加装U型螺栓或者用双股2平方毫米铁丝进行绑扎固定,使组件固定更可靠;同时紧固支架防风拉杆,以防支架随风扭动。


2)加强电力生产安全管理。电力安全生产要始终坚持“安全第一、预防为主”的方针,坚持以人为本,牢固树立“责任重于泰山”的观念,把安全生产放在各项工作的首位。就是要做到“防微杜渐”、“居安思危,防患于未然”要求把安全管理由过去的问题发生和事故处理转变为发现问题和事故预防,把工作的重点放到预测、预控和预防上,特别是要把查设备隐患、建立健全规章制度等工作落到实处,从人员、设备、规章制度、技术标准等各方面加强全面的安全管理,落实各级人员安全责任,建立健全安全生产问责机制,严格进行安全考核和责任追究,健全和完善安全生产的工作体系。切实做到责任到位、措施到位,人员到位,规范现场作业要求,提升电站事故防范工作水平。


3)规范事故汇报流程。完善和健全事故应急处理机制,事故发生后应立即将事故情况报告公司相关本门及领导,同时成立事故处理小组并组织召开故障分析会议,查找故障原因并制定故障处理方案,将故障处理方案报送公司相关本门及领导。各岗位人员明确岗位职责,应验收岗位,发生事故时迅速查找故障点,将故障设备进行隔离,解除对人身设备的威胁,查找事故的原因,消除故障,同时注意非事故设备的正常运行。


4)加强设备日常管理。加强设备日常监视、巡视检查力度,并做好记录。发现问题及时处理,同时做好事故预想,结合站内设备运行状况,加强设备排查力度,根据不同设备完善设备巡查内容,杜绝避免因巡查不到位致使设备故障异常的发生。


2.汇流箱烧毁问题


直流拉弧是电站运行中常见问题。主要原因如下:


1)组串汇流接线错误

发生该低级错误主要为施工期间,存在短路或正负极性接反。施工时接完线后需要检查每一串的极性和电压,判断组串开路电压是否正常。


2)故障电弧燃烧端子

组串正负极性之间的高压之间会产生电弧,组串不发电时,电压表现为开路电压,一般最高可700V以上。光伏组件系统是一种直流电的发电装置,其造成的故障电弧称之为直流故障电弧,此与一般交流故障电弧最大不同处在于其没有相位改变所造成的闲歇性周期现象。换句话说,一旦发生了直流故障电弧,高热现象将会维持直至电源来源消失。由于故障电弧产生的高热可达摄氏1,000度以上,因此不仅会造成周遭的绝缘物质分解或碳化而失去绝缘的功效,同时也容易导致邻近的物质达到燃点而被点燃起火故障电弧可能集中在断路器上的输入和输出端、或每一路的接线端子上,若接触不良很容易造成拉弧,当电站某汇流箱长期不工作时,内部断路器和熔断器应全部断开。


防范措施和建议:

汇流箱设备采购时,必须带有电弧检测及切断功能。定期对汇流箱进行巡检,对接线端子松动现象应及时处理。发电现场加强管理,发电区域非电站管理人员应避免随意进入现场,禁止随意打开汇流箱盖板。业主应对现场安装安保监控设备,若发生故障等可以以最快时间进行及时处理。


3.逆变器问题


逆变器运行过程中容易出现的故障报警有通讯中断、模块过温、风速模块故障、绝缘阻抗过低、电网电压异常、主板故障等,因故障经常会导致逆变器自动保护突然停机,如某逆变器设备报警为模块过温,设备保护停机。后经发现为逆变器室设计不合理,散热不良,及气候干燥。


逆变器散热系统需良好有效,长期高温运行会对设备硬件造成影响,并导致设备损坏。IGBT模块轴流风机长时间运转,风机轴承老化,出现轴承卡死,轴承润滑不良,导致风机异响或停止工作, IGBT模块过温会造成火灾隐患,而且严重影响发电量,此时应对异常的风机进行更换及维修;进行风机保养,轴承填充润滑油,更换损坏的轴承,更换风机轴承时间早上或者下午进行,待发电峰值低时,进行更换,尽量减少更换停机过程中的电量损失。 


对于电站运维人员,日常应加强巡检力度,利用监控管理系统进行管控光伏区设备运行状况,做到设备无告警运行,发现故障及时处理,减少设备故障损失电量。加强运维员业务知识培训,能做到设备出现故障,迅速判断出故障点及时处理。通过对设备历史故障进行筛查,确定易损故障件名称,采购易发生故障元器件作为备品备件,以防出现故障无备件可更换。加强设备的维护保养工作,确保设备在最佳工作状态运行。


小结


光伏电站运行周期长达25年以上,电站的主要设备如光伏组件、支架、汇流箱、逆变器、电缆、高压设备等等都可能因自身或外在的因素发生故障,运维期间应对设备资产档案加强管理,做到设备的铭牌参数、型号、供应商、设备的位置、历史运行状态和故障记录、维修和更换记录都可追溯,电站应做好设备运行记录,因为对于后期新电站设备的选型将提供有益的参考。对于故障发生后,应及时进行维修或替换,对于故障的类型和故障的损失电量应做好计算存档。对于经常发生故障的设备,经判断为设备选型失误或设备质量问题的,应及时进行更换,以免影响发电量。


责任编辑:晓光伏 (GF-Solarbe)

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