关于光伏发电系统现场调试技术的研究

钟声 吴传彬 江西新余矿业有限责任公司

一、光伏发电系统

光伏发电系统实质上是太阳能发电的一种表现形式，现阶段常见的光伏发电系统有晶硅太阳能电池、聚光太阳能电池与薄膜太阳能电池。其中晶硅太阳能电池是我国现阶段技术最为成熟、应用最为广泛的光伏发电系技术种类，具备使用周期长达25 年，太阳能转化率17%左右。但硅晶太阳能电池却是弱光效应最差的技术类型，理论上薄膜太阳能电池与聚光太阳能电池是更加适用于光伏建筑物整合的技术手段，但由于能源传递过程中衰减量过大，且前期投资较高，现阶段只在部分沙漠等高强度光照地区集中光伏发电站中有应用。光伏发电技术仍有较为广阔的研究空间。

光伏发电系统属于绿色环保的发电方式之一，具备的优点有：前期集中建设时长一般不超过半年；后期运营维护成本低，属于静态发电模式，无须原材料投入，无须人工监管，运营费用只体现在设备维护层面。现代常见的光伏发电系统布置方式主要有：第一，分布式建筑光伏，主要安放在建筑物顶部并直接接入电网；第二，并网电站，集中式光伏发电系统的代表，具备运营成本低，资源利用率高等优点。

但光伏发电系统也存在一定的缺陷，如高度依赖自然气候，光照强度不足时电力供应中断，发电系统整体不稳定性极高，现阶段无法单独应用在地区电力供应保障层面。

二、光伏发电系统现场调试

光伏发电系统结构整体较为简单，由太阳能电池、逆变器、配电柜等组成，安装流程较为简单[1]。但其运行进程中影响因素较多，现场调试需要采取较高的重视程度。

（一）硬件检验

现场调试的基础流程，目标为保证系统中各元件连接的可靠性。检验内容具体包含太阳能电池板与配电柜、配电柜与逆变器、逆变器与交流配电柜及断路器的连接，保证系统设备安装与连接的质量。

（二）接地电阻测试

接地电阻测试的主要目标为组件支架、配电柜、逆变器柜、汇流箱等，测试方法为接地电阻测试仪直接测量，结果标准为阻值小于1 欧姆。当测量结果出现问题时，需要对对应设备进行检查与重新安装连接。

（三）绝缘电阻测试

主要指对线路设计中被标定为绝缘的位置进行电阻测试，通过衡量其阻值是否大到被认定为绝缘实现系统安全性检验。

绝缘电阻测试的主要目标为包含直流配电柜、汇流箱、交流配电柜、逆变器柜等的系统设备隔离保护结构绝缘性测试与单相对地电阻、三相相间绝缘电阻、N 相对地电阻等线路间电阻测试。测量方法同样为电阻测试仪直接测量，绝缘判定标准为10 兆欧。当测量结果小于标准阻值时，需要进行电路调整或者相关结构元件更换。

（四）避雷器调试

避雷器是光伏发电系统安全性的重要保障，是现场调试的核心内容之一。避雷器调试包含两项内容：第一，对避雷器及其基座进行电阻测试，测试工具为2500V 兆欧表，测试结果要求两者独立电阻均不小于1000兆欧。第二，按照厂家提供的标准直流电电压对金属氧化物进行通电，检测泄漏电流，若与标准值差距大于5%，说明避雷器存在质量问题啊，需要进行更换。

（五）通电试验

通电试验主要包含隔离开关调式、直流柜通电试验、交流柜通电试验、逆变器柜通电试验[2]。需要注意的是，上述描述不只是通电试验存在的方式，也是通电试验开展的顺序。

第一，隔离开关调试。隔离开关调试主要针对触刀与触头的接触状态。触刀与触头的接触状态对于隔离开关的使用寿命，及线路控制的稳定性都有重大价值。触刀与触头之间的理想接触状态为触刀与触头底部之间拥有不小于三毫米不高于5 毫米的间距，接触深度不得小于4 毫米。若经测量发现误差存在，可以通过调整连接长度的方式实现修正，保证隔离开关的稳定运行。

第二，直流柜通电试验。直流柜通电试验是对柜内设备进行单独检查，试验进程中要保证交流柜侧开关处于断开状态。试验主要目标包含，直流柜内各项设备的直接观察，确保全部设备都处于正常工作状态；直流柜内组串电压测量，确保不同组串之间电压值接近甚至相同。若上述试验完全达标，说明直流柜运行正常，可以开展下一步试验。否则，需要进行故障分析及针对性解决，保证直流柜内各元件的正常。

第三，交流柜通电试验。交流柜通电实验同样为柜内元件单独检测，试验过程中保持直流柜侧开关断开，对交流柜单独通电，通过肉眼观测与参数测量的方式验证交流柜内各元件与柜内整体结构运行是否正常，若存在异常需要进行故障原因分析与针对性解决。

第四，逆变器柜通电试验。同时闭合交流柜侧与直流柜侧的开关，使逆变器柜处于通电状态，对柜内设备进行肉眼观测与运行参数采集，保证各元件处于正常运行状态。

（六）并网调试

经过上述独立试验流程保证配电箱工作状态稳定与逆变器拥有并网支撑能力之后，便可以开展并网调试。为尽可能排除干扰因素，并网调试要选取光照充足且稳定的时间段进行调试。调试过程中，优先启用小功率逆变器，在逆变器的输出端进行详细数据采集，数据种类包含但不限于电压、电流、谐波、功率、功率因数等参数，并对参数进行分析，确保所有数据均在正常范围后，可开展全面并网试验。全面并网调式与前期调试流程基本相似，均为数据的采集与分析。需要注意的是，由于首次全面并网逆变器需要一段时间进行电网适应性调整，参数分析工作需要等待五分钟后进行。

在并网能力调试完成之后，还需要进行系统运行进程中可能使用的功能调试，包含多次开关机调试、紧急停止试验等。即直接闭合或者断开对应开关，查看系统给出的反应，确保反馈给出状态及时间无误后，光伏发电系统调试已经完成，可以投入正常生产使用。

三、结论

光伏发电是一种绿色环保发电技术，也是未来主要的放电方式。光伏发电系统在现代已经有局部应用，相关人员应当在发电系统投入使用之前做好调试工作，保证并网过程中各个元件运行的正常，确保光伏发电系统正确的参与电网电力输送。