并网光伏电站运维管理与方法概述顺德中山大学太阳能研究院中山大学太阳能系统研究所孙韵琳2014年04月18日并网光伏电站运维管理与方法1.并网光伏电站构成2.光伏电站日常维护3.典型案例与分析4.信息化管理系统5.电站运维成本分析2014年4月18日-2--并网光伏电站运维管理与方法-并网光伏电站构成并网光伏电站构成分布式并网光伏发电系统结构示意图分布式电站特点：2014年4月18日-4-1.并网点在配电侧；2.采用“自发自用，余电上网”方式，用户侧既可以从电网取电，也可向电网送电；3.“上网电价，度电补贴”以广东为例，脱硫电价0.521元/kWh，工业电价格在0.8-0.9元/kWh左右。-并网光伏电站运维管理与方法-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。2014年4月18日-5--并网光伏电站运维管理与方法-光伏电站日常维护光伏电站日常维护1.光伏阵列2.直流防雷汇流箱3.并网逆变器4.高低压配电及变压器5.交直流电缆等2014年4月18日-7--并网光伏电站运维管理与方法-光伏电站日常维护•光伏阵列1.表面清洁120W/m2?柔软洁净布料擦拭辐照度低于200W/m2×腐蚀性溶剂和硬物擦拭×与组件温差较大的液体2.定期检查，发现问题应立即调整或更换组件×玻璃破碎、背板灼烧、明显颜色变化等×电路连接间形成连通通道的气泡×接线盒变形、扭曲开裂、烧毁等3.金属边框组件与支架结合良好，并牢固接地4.支架所有螺栓、焊接和连接牢固可靠，表面防腐涂层不存在开裂和脱落。2014年4月18日-8--并网光伏电站运维管理与方法-光伏电站日常维护•直流防雷汇流箱安装于光伏阵列内，主要用于对光伏组件串直流电缆进行汇流，再与并网逆变器或直流配电柜连接。1.不存在箱体变形、锈蚀、漏水等，外表面安全警示完整无破损，防水锁启闭灵活，防火堵泥封堵完备；2.器件规格符合设计规定，电气连接良好；3.直流输出母线正负对地绝缘电阻不大于2MΩ；4.直流短路器分断功能灵活可靠；5.确保防雷器有效。2014年4月18日-9--并网光伏电站运维管理与方法-光伏电站日常维护•并网逆变器1.微逆变器2.组串式逆变器3.集中式逆变器2014年4月18日-10--并网光伏电站运维管理与方法-光伏电站日常维护•并网逆变器1.结构和电气连接保持完整，不存在锈蚀积灰；2.警示标识完整无破损；3.散热环境应良好，模块、电抗器、变压器等散热器风扇应根据温度自动启闭功能正常，风扇运行时不应有较大振动及异常噪声，如有异常应断电检查；4.定期将交流输出侧（网侧）断路器断开一次，逆变器应立即停止向电网馈电；5.逆变器中直流母线电容温度过高或超过使用年限，联系厂家并及时更换（右图：红外热成像仪检查逆变器是否存在温度异常）2014年4月18日-11--并网光伏电站运维管理与方法-光伏电站日常维护•高低压配电装置及变压器1.外观符合要求，各电气连接稳定可靠。2.直流配电柜直流输出母线正负极对地绝缘电阻应大于2MΩ。3.交流配电柜中母线接头连接紧密，无放电变黑痕迹；开关主触点无烧溶痕迹，灭弧罩无烧黑和损坏；柜、屏、台、箱、盘间线路的线间和线对地绝缘电阻值，馈电线路必须大于0.5MΩ，二次回路必须大于1MΩ。4.变压器温度计完好，油温正常，运行中的变压器不能单纯以上层油温不超过允许值为依据，按实际情况和运行经验判断；套管油位正常，无放电痕迹；引线无断股，接头无热变色。2014年4月18日-12--并网光伏电站运维管理与方法-光伏电站日常维护交直流电缆1.电缆不在过负荷状态下运行，铅包不出现膨胀、龟裂、渗油等；2.及时清理室外电缆境内的堆积物、垃圾；如电缆外皮损坏，应及时处理；3.检查室内电缆明沟时防止损坏电缆，确保支架接地与沟内散热良好；4.确保电缆沟或电缆井的盖板完好无缺，沟道中不应有积水或杂物；5.检查线槽与桥架的等电位连接线是否完好、紧固。2014年4月18日-13--并网光伏电站运维管理与方法-安全标识地面安装标识屋顶倾斜安装标识斜屋顶安装标识阳台遮阳安装标识光伏幕墙安装标识平铺式屋顶安装标识2014年4月18日-14--并网光伏电站运维管理与方法-典型案例与分析典型案例与分析•阴影遮挡现象：同一组件内温差较大诊断：光伏阵列前后排之间遮挡，阵列安装太靠近女儿墙造成遮挡2014年4月18日-16--并网光伏电站运维管理与方法-典型案例与分析•阴影遮挡效应组件横放与竖放某大型屋顶电站—美国国内某大型地面电站—西北2014年4月18日-17--并网光伏电站运维管理与方法-典型案例与分析横竖放产生的遮挡•阴影遮挡效应组件横放与竖放2014年4月18日-18--并网光伏电站运维管理与方法-典型案例与分析•阴影遮挡效应组件横放与竖放时间2014年4月18日-19--并网光伏电站运维管理与方法-典型案例与分析•遮挡效应西北某大型地面电站现象：2014年4月18日-20-光伏系统输出下降严重诊断：光伏组件受沙尘覆盖，遮挡严重，影响输出电流-并网光伏电站运维管理与方法-典型案例与分析•遮挡效应沙尘覆盖1.在西北地区，通过组件清洗，单块功率平均提升9.64%2.一般地区亦可平均提升3%-5%2014年4月18日-21--并网光伏电站运维管理与方法-典型案例与分析•汇流箱燃烧现象：2014年4月18日广东某地面电站，夏季早上6点左右发生汇流箱火灾事故。诊断：约200W/m2，光伏组件已开始工作；清晨较为清凉，组件温度也较低，太阳电池输出电压随温度下降而相对升高；在高压下，汇流箱中开关或导线在导通瞬间引发直流故障电弧，并导致火灾事故。解决方案：器件规格符合规定；确保电气连接稳固-22--并网光伏电站运维管理与方法-运维的管理方法建立完善的技术文件管理体系主要包括：•建立电站的设备技术档案和设计施工图纸档案•建立电站的信息化管理系统•建立电站的运行期档案2014年4月18日-24--并网光伏电站运维管理与方法-建立电站设备技术档案和设计施工图纸档案主要包括：•设计施工、竣工图纸；•各设备的基本工作原理、技术参数、设备安装规程、设备调试的步骤；•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；2014年4月18日-25--并网光伏电站运维管理与方法-建立电站的信息化管理系统利用计算机管理系统建立电站数据库，内容包括两方面：•电站的基本信息：气象地理资料、交通信息等•电站的动态信息：电站供电信息、电站运行中出现的故障和处理方法。发电信息气象资料日照量千瓦2014年4月18日时间轴-26--并网光伏电站运维管理与方法-利用PV发电监测系统3#组串发电功率约为50%应为组串并联故障，需检查并联线路（此回路为15串2并）PV主串发电状况监测（A3L033#组串发电异常）2014年4月18日-27--并网光伏电站运维管理与方法-建立电站运行期档案日常维护工作主要是每日测量并记录不同时间系统的工作参数，主要内容有：•日期、记录时间；日照强度计•天气状况；•环境温度；•逆变器直流输入电流、电压；•开关柜输出电流、电压及用电量等。温湿度计2014年4月18日-28--并网光伏电站运维管理与方法-电力监控系统2014年4月18日-29--并网光伏电站运维管理与方法-发电组串监测器本PV组串监测器(DCStringMeter)，能测量1~12组发电组串之总和发电功率和总累计发电量，亦能测量每具组串之个别发电功率。再经由内建之程序运算比较，能在液晶显示屏上直接指示每个组串之当下发电功率及发电量百分比，若低于所设定之下限发电效能百分比，则闪亮红灯表示，在现场即能明确指示出发电效率差或有问题之光电板。而总和及各组串之发电相关数据，可从内建之LCD上轮流显示，亦能无线Zigbee接口收集，搭配计算机管控或网络远距监控。2014年4月18日-30--并网光伏电站运维管理与方法-完善维护管理的项目内容1.光伏方阵的清洁定期清洗•清洁周期：一个月•清洁工具：清水、干净的软布，切勿用有腐蚀性的溶剂冲洗或用硬物擦拭。•工人数量：3-4人•清洁时间：没有阳光的时间或早晚，光伏组件被阳光晒热的情况下用冷水清洗会使玻璃盖板破裂。2014年4月18日-31--并网光伏电站运维管理与方法-完善维护管理的项目内容2.接线的牢固性光伏板串线•公、母头接头：要用特定的扳手拧紧，达到要求的防水等级；•DCBox压线：应用专门的压线钳将接头端子和电缆压紧；压线钳扳手接线端子压线2014年4月18日-32--并网光伏电站运维管理与方法-完善维护管理的项目内容3.检查方阵支架间的连接是否牢固•定期检查螺丝是否脱落•钢构件支架有没有锈蚀2014年4月18日-33--并网光伏电站运维管理与方法-完善维护管理的项目内容4.支架与接地系统的连接是否可靠光伏电站可采用是多股接地线接头端子压线要牢固；也可采用单股接地线，要烫锡才可以。光伏组件接地2014年4月18日水平接地垂直接地-34--并网光伏电站运维管理与方法-完善维护管理的项目内容5.箱式变电站维护主要有：•防水：受热水蒸气损坏设备；•隔离：小动物等进入。箱变基础2014年4月18日-35--并网光伏电站运维管理与方法-完善维护管理的项目内容6.高低压配电线路（1）架空线路日常巡检主要是检查危及线路安全运行的内容，及时发现缺陷，进行必要的维护。（2）线路老化及时解决，以免发生意外。10KV电缆2014年4月18日-36--并网光伏电站运维管理与方法-加强人员培训主要是针对两方面的人员进行：一是对专业技术人员进行培训，针对运行维护管理存在的重点和难点问题，组织专业技术人员进行各种专题的内部培训工作，并将技术人员送出去进行系统的相关知识培训，提高专业技术人员的专业技能；二是对电站操作人员的培训，经过培训后，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，并要达到能够按要求进行电站的日常维护工作，具有能判断一般故障的产生原因并能解决的能力。2014年4月18日-37--并网光伏电站运维管理与方法-建立通畅的信息通道设立专人负责与电站操作人员和设备厂家的联系工作。当电站出现故障时，操作人员能及时将问题提交给相关部门，同时也能在最短的时间内通知设备厂家和维修人员及时到现场进行修理。对每个电站都要建立全面完整的技术文件资料档案，并设立专人负责电站技术文件的管理，为电站的安全可靠运行提供强有力的技术基础数据支持。2014年4月18日-38--并网光伏电站运维管理与方法-信息化管理系统信息化管理系统1.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、通讯，整合光伏电站设备监控管理、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。2.光伏电站监控系统一般分为两大类：•一种是无线网络的分布式监控系统。一般应用于安装区域比较分散，采用分块发电、低压分散并网的中小型屋顶光伏电站。由于其采用GPRS无线公网传输，数据稳定性和安全性得不到保证，因此，一般不应用于10KV及以上电压等级并网的光伏电站；•另一种是光纤网络的集中式监控系统。一般应用于大型地面光伏电站，或并网电压等级为10KV及以上的屋顶光伏电站。2014年4月18日-40--并网光伏电站运维管理与方法-信息化管理系统•无线网络的分布式监控系统•每个监控子站分别通过RS485通讯采集光伏并网逆变器、电表和气象站的数据，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。2014年4月18日-41--并网光伏电站运维管理与方法-信息化管理系统•相关管理制度及标准—信息化系统基础1.明确并网光伏电站相关管理制度及运维手册；2.建立光伏电站运维相关国家、地方及行业标准（顺德中山大学太阳能研究院正在编制广东地方标准《并网光伏电站运行维护技术规范》）2014年4月18日-42--并网光伏电站运维管理与方法-电站运维成本分析电站运维成本分析•PR值(PerformanceRatio)评价方法定义：系统实际交流发电量与理论直流发电量之比。考虑了光伏阵列效率、逆变器效率以及交流配电设备效率等因素，在一定程度上表现了光伏电站的综合性能和质量。PR=𝐸𝐴𝐶,𝑟𝑒𝑎𝑙𝐸𝐷𝐶,𝑡ℎ𝑒𝑜𝑟𝑒𝑡𝑖𝑐𝐸𝐷𝐶,𝑡ℎ𝑒𝑜𝑟𝑒𝑡𝑖𝑐=𝐻𝑖𝐼×𝑆𝑇𝑃𝐶𝑆𝑇𝐶（𝐻𝑖是测试时间内入射到光伏阵列表面的太阳辐照量（kWh/m2）；𝑃𝑆𝑇𝐶为系统的标称功率（W）；𝐼𝑆𝑇𝐶为标准测试状态的太阳辐照度，即1kW/m2。）2014年4月18日-44--并网光伏电站运维管理与方法-电站运维成本分析•PR值(PerformanceRatio)评价方法例以10MWp电站为例常规每年发电1.01元/kWh每年发电量增加1000万kWh30-50万kWh10MWp电站单价8元/Wp电站收益增加PR值提高3%-5%30-50万元/年PR值定义电站造价电站运维费用发电功率提高8000万元12万元系统造价用于组件清3%-5%2014年4月18日1.5‰-45-洗等环节-并网光伏电站运维管理与方法-光伏电站未来发展1、地面电站：大型化；西北地区。2、小型化：东部及经济发达地区；土地资源价格高、用电负荷大。3、未来电站可以成为产品进行交易，金融、证券都会介入。4、电站的交易需要有一个价值的“尺子”，即如何评估电站价值。2014年4月18日-46--并网光伏电站运维管理与方法-光伏电站综合评价体系1、对光伏电站进行全面检测；2、建立评价光伏电站的模型；3、未来电站交易的参考依据。顺德中山大学太阳能研究院正联合北京鉴衡认证中心、广东省质检院等共同打造适合中国国情的光伏电站评价体系。2014年4月18日-47--并网光伏电站运维管理与方法-交流与讨论欢迎提问！sunyunlin@163.com+86-18929971598+86-75722915229—孙韵琳—2014年4月18日-48--并网光伏电站运维管理与方法-