光伏发电站机电设备安装管理研究

曾小波

（中建凯德电子工程设计有限公司，四川 成都 610066）

0 引言

随着我国改革开放事业的不断推进，国人生活水平得到极大改善，在此背景下，社会各界不断提高了对生态环保行业的关注度，与此同时我国也提出了“可持续发展理念”，以及颁布了一系列倡导生态保护的法规办法，以期加大对生态环境的保护力度。太阳能作为一种绿色的资源，因为对于其的应用，不会对生态环境带来任何伤害，所以对于太阳能的开发利用，对推动生态环保具有十分积极的意义。近年来，电力企业不断加强对太阳能资源的开发利用，光伏发电站陆续开展建设并投入实际使用。光伏发电站作为科学技术发展的产物，其不仅可提升可再生资源的利用率，还可达到环境保护的效果，以及可促进清洁能源发展，这同时是未来电力行业发展的大势所趋。但就目前实际情况而言，由于光伏发电站在设备安装管理方面不论是其技术水平还是安装管理水平都相对偏低，使机电设备安装管理中仍存在着一系列问题。因此，本文将对光伏发电站机电设备安装管理进行研究。

1 光伏发电站及其机电设备系统概述

1.1 光伏发电站

光伏发电站主要指的是通过太阳光能，依托一系列特殊材料构建的发电体系，在与电网连接后可直接为电网提供电能的发电系统[1]。相较于传统化石燃料发电系统，光伏发电站是我国落实可持续发展理念的一项重要举措。随着近年来我国对光伏发电站的不断大力推广，及光伏发电站相关技术的不断发展完善，如今关于光伏发电站的建设项目也在不断增多。正是由于光伏发电站数量不断增多，让光伏发电站在进行机电设备安装时面临恶劣地理位置环境的情况变得越来越普遍，进而让如何有效提升光伏发电站的机电设备安装质量，成为如今光伏发电站建设中所需解决的一项重要课题。

1.2 光伏发电站机电设备系统

光伏发电站机电设备主要可分为两大系统，即为带有蓄电池的独立发电系统和不带有蓄电池的并网发电系统，前者有蓄电池协助，所以可进行独立运行并开展发电作业；后者则是与建立完备的电网相连接，与电网协同进行电力传输。该两大系统的融合应用，可实现光伏发电站机电系统的可调节性，即为在实际应用中可依据相关指令来进行并入、运行或退出电网的一系列工作[2]。即使出现突发情况导致电网停止工作，光伏发电站的机电设备也有概率处于正常工作的状态，并保证正常供电。为让两大系统相互间保持联系并各自独立，通常带有蓄电池的独立发电系统会装置于居民建筑中，而不带有蓄电池的并网发电系统则装置于电网系统中。对于光伏发电站所包含的机电设备，主要分为下述几部分：①光伏电池。在光照充足的外部环境下，光伏电池可不断积累异号电荷，继而形成光生电压，即为光生伏特效应。要具备光照条件，且非必要是自然光源。光伏电池可利用能量转换设备的效用，对光能进行转化，将其转变为电能。当前主流的光伏电池类型有单晶硅、非晶硅等。②蓄电池。光伏发电站的机电设备中，蓄电池能够实现实时向负载，以此确保正常供电，在面临相关光照时可对电能予以有效存储，这便对蓄电池提出了相应的使用周期频率要求，并且系统运行期间要关注蓄电池周边所面临的温度影响，另外还要关注蓄电池应用期间所要保证的充电效率及相关的深放电能力。③逆变器。在光伏发电站机电设备中，逆变器主要作用于将直流电转化成交流电，光伏电池、蓄电池中存储的直流电源，倘若要开展交流负载即要借助逆变器予以转化，就如今光伏发电站机电设备两大运行系统来说，即应当在独立发电系统和并网发电系统上分别装置逆变器，两大系统各自独立，就不同的电站系统开展电流转化，以此确保系统在相对独立的前提下，尽可能提升发电效率。通常而言，大型光伏发电站所应用的设备均包括有正弦波逆变器，此类逆变器需要投入较高的使用成本，但在实际使用中可就各种负载开展有效的电流调解工作。

2 光伏发电站机电设备安装管理的影响因素

2.1 光伏阵列相互遮挡

因为设计规划不合理，光伏发电站机电设备系统在装置时，往往会受到来自建筑物、树木等造成的阳光遮挡，进一步对光伏发电站机电设备整体运行造成不利影响。遮阴情况下，光伏发电站机电设备系统会表现出显著的热斑效应、最大功率点跟踪失效等问题。其中，热斑效应即为光伏发电站机电设备系统在遮阴情况下，让系统中的阵列发生失配现象，由此引发热斑效应。受热斑效应影响，会让发电站机电设备系统无法正常运行，且主要表现为让太阳能输出功率及机电设备系统发电能力不断减弱，同时还会让相关组件出现质量问题，进一步难以发挥正常效能，缩短其使用寿命。除此之外，在光伏阵列相互遮挡影响下，光伏发电站机光伏阵列P-V 特性还会受到一定影响，致使引发最大功率跟踪失效问题。

2.2 光伏组件功率衰减

在光伏发电站机电设备安装管理实践中，电力企业通常要对电站发电量进行计算，在此期间，需要对过去制定的预期相关标准进行调用参考。而由于光伏组件功率衰减因素的存在，致使实际测得数据与基准数据相互间会出现相应偏差，这一问题在光伏发电站机电设备安装管理中十分常见，但往往会受到忽视，进而会一定程度上加大电力工作的安全隐患，电力企业在光伏发电站机电设备安装管理中应提高对光伏组件功率衰减问题的重视度。

2.3 逆变器与组件不相匹配

受逆变器与组件不相匹配影响，会让光伏发电站机电设备系统中的逆变器在低功率环境下发生超负荷运行问题。所以，为确保逆变器及相关系统元件的有序运行，电力企业通常会采取对光伏阵列予以增加的方法以保证其安全性。然而该种方法的引入会造成严重的电能损耗，同时会造成并联的组件路数超过逆变器的最大限额，过载的并联数路会让发电单元的占地面积扩大，进而引发木桶效应。

2.4 光伏组件支撑系统模型较为单一

支撑系统作为光伏发电站机电设备系统的重要组成部分，其主要指的是光伏支架及支架的配套设备，其重要影响着光伏发电站的安全有序运行。支撑系统不管是其质量性能，还是安装合理与否，都重要影响着整体光伏发电站的运行质量及使用年限。在安装管理实践中，倘若支撑系统的钢支架部分、桩基基础设计及施工存在不当之处，则会很大程度上降低光伏发电站的安全性、稳定性。另外，倘若光伏发电站支撑系统应用有不合格的施工材料，也会致使光支架、桩基基础等出现质量问题，进而使光伏发电站的应用面临安全隐患。

2.5 线路及场地设计规划合理性不足

线路及场地设计规划合理性不足，也是影响光伏发电站机电设备安装管理有序进行的一项重要因素。一些电力企业在对光伏发电站机电设备开展安装管理时，往往会疏忽线路及场地的重要性。在光伏发电站机电设备安装管理实践中，由于没有对周围环境进行深度的调查研究，使得线路及场地设计规划与实际需求存在不相符的情况。同时，对于一些机电设备的安装管理人采用过去的方式方法，如在地形起伏变化较大的区域开展规划建设时，会应用填平的方式，让地面满足规划建设要求。该种处理手段不仅要投入极大的人力物力成本，还会对生态环境构成一定破坏，并且还会对后续光伏发电站机电设备管理维护造成不利影响。

3 光伏发电站机电设备安装管理对策

3.1 科学防范遮阴现象

针对遮阴现象对光伏发电站机电设备安装管理所带来的影响，电力企业应采取科学有效的预防措施。针对由于遮阴现象引发的最大功率点跟踪失效问题，可依托研究新的最大功率算法以进行解决，特别要确保新型最大功率算法可实现可靠的全局搜索功能。同时，电力企业应针对光伏发电站机电设备系统的阵列结构开展全面研究，制定有效对策以推进对光伏发电站太阳能阵列结构的优化整合。近年来，我国已研发出一种新型并网发电结构，这一结构下的光伏组件相互独立，并配备有相互独立的最大功率点跟踪控制器，这一组件可对各模块开展独立的最大功率控制，以此可有效解决光伏组件由于不匹配引发的消耗，以及有效应对遮阴现象对光伏发电站机电设备系统带来的影响[3]。除此之外，电力企业还应对机电设备装置部位进行科学规划，装置前应综合分析一年四季的光照影响，应依据各节气点实际环境的气候条件及光照变化来针对调节光伏阵列的距离，以此尽可能降低遮阴现象对光伏发电站机电设备造成的影响。

3.2 遵循相关标准安装光伏组件

光伏组件的质量性能，以及匹配与否，重要影响着光伏发电站机电设备系统的运行效率。所以，电力企业在开展光伏组件购置过程中，应切实遵循相关技术标准，必须要保证所购置的光伏组件要质量性能过关[4]。与此同时，电力企业还应当结合安装实践中实际需求开展采购，必须要确保不同组件之间的有效匹配。光伏发电站各组件相互间出现不匹配问题，必然会对发电站机电设备系统运行造成不利影响，因而，应通过质量检测部分，对购置光伏组件开展严格的质量及匹配检测，对与相关技术标准不相符的组件予以剔除更换。

3.3 确保逆变器与组件匹配统一

在光伏发电站机电设备安全管理中，电力企业必须要提高对逆变器与组件不匹配问题的重视度，在安装管理实践中，工作人员可借助增加光伏阵列的手段以解决逆变器与组件不相匹配的问题[5]。依托这一方法，可切实将组件的并联路数控制在逆变器最大限额范围内，确保其安全性、稳定性。并且还可一定程度上降低电能损耗，缩减发电单元面积，避免发电系统自弃光现象的引发。鉴于此，在光伏发电站机电设备安全管理中，电力企业应采取有效对策以保证逆变器与组件的匹配统一。

3.4 选取科学完备的支撑系统模型

科学完备的支撑系统重要性着光伏发电站机电设备系统的稳定性。鉴于此，在光伏发电站机电设备安装管理中，应开展好支撑系统设计工作。对于支撑系统的设计，首先要开展好支撑系统模型设计，在设计支撑系统模型过程中，需要针对光伏发电站机电设备的当下工作状态来对其各机电设备开展科学排序，以全面完整的结合体对支撑系统予以整合，保证支撑系统支架相互间的连接紧密。其次，还要开展好对支撑系统材料的控制工作，所应用材料一定要符合支撑系统所需求的机械强度。另外，还应全面考虑支撑系统支架相互间的安全性，保证支撑系统的安全性、可靠性可满足光伏发电站实际需求。

3.5 对场地及线路合理规划设计

光伏发电站建设场地选择及线路的规划设计重要影响着光伏发电站机电设备的安装管理。鉴于此，电力企业在选择建设场地时，应尽可能选择平整性的场地，有效避免填平工作，确保建设工作的有序进行。如果因实际情况难以避免地要选择起伏较大的建设场地，则在对场地开展填平处理过程中，应开展好对填土交通路线的规划工作，并开展好运输路线的扬尘处理工作。另外，在建设前期，还应开展深度实地勘测，对各类情况机械能综合分析情况，保证线路规划设计方案可满足实际要求，尽可能减少非必要工作量的增加，提升工作效率，促进光伏发电站机电设备安装管理工作的顺利进行。

4 结语

总而言之，光伏发电站作为科学技术发展的产物，其不仅可提升可再生资源的利用率，还可达到环境保护的效果，以及可促进清洁能源发展，这同时是未来电力行业发展的大势所趋。为此，电力企业应提高对光伏发电站机电设备安装管理的有效重视，结合机电设备安装管理面临的一系列影响因素，从科学防范遮阴现象、遵循相关标准安装光伏组件、确保逆变器与组件匹配统一等多个不同方面着手，保障光伏发电站机电设备安装管理工作的有序进行，使机电设备的作用价值可得到充分发挥，进一步推动电力企业的有序健康发展。