分布式光伏电站运维管理的建议

邱海锋, 叶 剑, 韩荣杰, 洪 达

(国网杭州市萧山区供电公司, 浙江 杭州 311200)

0 引 言

近年来,分布式光伏电站成为光伏行业的发展重点,得到国家和地方政府的大力支持,而且屋顶分布式光伏电站成为发展的新热点。分布式光伏电站一般规模较小、分布广、数量多,而且光伏电站之间又相对独立,不利于相关部门对光伏电站的监管。越来越多的光伏电站面临运维难题,如设计缺陷、设备质量缺陷、施工不规范等问题都给光伏电站的运维带来严峻的挑战。因此,要做好光伏电站运行管理,特别要重视维护管理,以推进光伏发电站更好发展。

1 规范管理,建立档案

对个人利用自有住宅及在住宅区域内建设的分布式光伏发电项目,必须向当地的电网企业进行登记,并集中向当地主管部门进行备案。项目单位分析安装分布式光伏发电系统的载体建筑时要做好合理、安全的空间规划,必须安排专门的空间区域放置光伏组件和配电箱、逆变器等发电设备。项目所依托的建筑物及设施应具有合法性。项目单位与项目所依托的建筑物、场地及设施所有人非同一主体时,项目单位应与所有人签订建筑物、场地及设施的使用或租用协议,视经营方式与电力用户签订合同能源服务协议。光伏电池组件、逆变器等设备应通过符合国家规定的认证认可机构的检测认证,符合相关接入电网的技术要求[1]。

项目的设计和安装应符合有关管理规定、设备标准、建筑工程规范和安全规范等要求,并建立电站设备技术档案和设计、施工图纸档案,这是电站的基本技术档案资料,主要包括:设计施工、竣工图纸;验收文件;各设备的基本工作原理、技术参数、设备安装规程、设备调试步骤;所有操作开关、旋钮、手柄以及状态和信号指示的说明;设备运行的操作步骤;电站维护的项目及内容;维护日程和所有维护项目的操作规程;电站故障排除指南,包括详细的检查和修理步骤等。另外,承担项目设计、咨询、安装和监理的单位应具有国家规定的相应资质。各级管理部门和项目单位不得自行变更项目备案文件的主要事项,如确需变更时应向所在地的能源管理部门报备。

2 分布式远程管理

分布式远程管理主要应用于安装地点分散、运行维护复杂的太阳能屋顶电站,可以实现对分散电站进行检测,并快速地分析、检修。随着并网倒送电装置和数字化信息技术运用相对成熟,分布式光伏电站在并网开关前端增设光伏并网防倒送电装置,可远程监控各光伏并网防倒送电装置的分合闸状态和线路是否带电,确保检修人员安全。检修完毕,只要远程发送解锁命令,光伏并网防倒送电装置能够自动重新合闸,不必在各个光伏并网点进行手动合闸。主站软件内置GIS位置信息,当远程监控发现个别光伏电站出现不正常时可快速定位,有效缩短检修时间,提高工作效率。防倒送电装置应用如图1所示。

图1 防倒送电装置应用

利用数字化信息化技术来统一标定和处理光伏电站的信息采集、传输、处理、通信,整合光伏电站设备监控管理系统、状态监测管理系统、综合自动保护系统,实现光伏电站数据共享和远程监控。每个监控子站通过RS-485采集光伏并网逆变器、电表和气象站数据,通过Ethernet/WiFi/GPRS等多种通信手段将数据发送到相关本地服务器或者远程服务器,再通过网络客户端进行数据显示。用户也可以登陆远程服务器进行数据的实时远程访问,并通过网络客户端、智能手机和平板电脑等进行数据展示[2]。

光伏电站监测管理系统如图2所示。

光伏电站监测管理系统还具有以下分析统计功能:

(1) 综合统计分析。直观展现整体发电量情况,多维对比各电站核心指标,实时掌握整体运行水平,为管理层决策分析提供理论依据。

(2) 单电站分析。直观展现各电站全年和每月计划完成情况、上网电量、综合效率等统计指标,辅助电站决策分析。

图2 光伏电站监测管理系统

(3) 多电站对比。对计划完成率、上网电量、综合效率和资源分布等关键指标进行多角度、多维度的数据对比分析,为电站考核和科学评估提供数据支撑。

(4) 报表功能。统计某时段内各个电站的运行情况,对各评价指标进行同比、环比深度分析,提供详实的运营数据。

(5) 移动终端应用。通过手机集中监控系统,远程实时监测光伏电站的生产运行情况,及时了解发电量情况,及时掌握电站运行日报,对电站生产运行指标进行综合排名和统计分析,便于管理人员对电站掌控。

3 技术人员合理分配管理

专业技术人员是光伏发电能否长期稳定运行的保障,首先需要根据自身电站和人员配备情况,制定合理的运维分工和科学的管理制度,如生产运行制度、安全管理制度、应急消防制度、设备运行规程等,其中生产运行制度所规定的日常巡检工作、定期巡检和特殊情况下巡检必不可少,及时掌握电站的运行状态,发现已经存在的或潜在的问题,确保光伏电站正常发电。安全管理贯穿运维的全过程,包括合理使用安全器具和熟悉安全操作规范等,以保障人身安全和设备安全。

随着市场规模的迅速扩大,电站配备的技术人员现场操作技能和故障判断分析经验有限,需要有经验的技术人员进行培训,使其了解和掌握光伏发电系统的基本工作原理和各设备的功能,提高技术人员的专业技能,并能够按要求进行电站的日常维护,具有判断一般故障的产生原因并解决的能力。

4 光伏电站故障分析和定期安全性检查

光伏电站运行中,组件、汇流箱和逆变器是出现故障的高发区,而电缆、箱变、土建和升压站等方面出现故障的情况较少。组件问题,如组件松动、热斑失效、玻璃破裂、接线盒二极管失效等问题除了施工未紧固压块带来组件松动外,其余主要与自身质量有关。逆变器故障主要集中在模块过温,一般由排风系统不良、机柜温度过高、模块自身散热不及时造成的。直流电缆的故障一般指接地问题、绝缘皮破损、电缆头击穿、短路等。其他问题有电站基础下陷或者土地因雨水冲刷塌陷而造成支架倾斜,电站现场火灾报警系统、自动灭火系统等自动防火装置的丢失、损坏、失灵,警示标识破损丢失等。这些都是需要在巡检时及时发现并处理。

上述常见故障可能在光伏电站运行期间重复发生或又暴露出新问题,需要通过以上类似的方法定期对故障进行分析和分类整理,发生故障后及时处理,对故障频发区域加强巡检,尽量将故障损失降至最小。另外,故障的发现、分析、解决过程对于运维人员来说也是提高自身能力的途径之一。

5 结 语

针对现有光伏电站运行管理存在的问题,结合数字化变电站的模式,提出数字化光伏的概念,并对数字化光伏电站的架构进行分析,以便指导工程项目实践。从技术人员的配备管理、光伏电站故障分析、定期安全性检查方面提出一些建议,通过这种管理手段可提高光伏电站的管理水平和安全运行水平,降低运营维护成本。