“弃光”居高不下的同时,国内一些光伏电站的电器设备在经过数年运行后故障不断发生,当初光伏电站匆匆上马而带来的电站设计缺陷、设备质量参差不齐等先天不足开始困扰光伏企业,使光伏企业“雪上加霜”。
设备故障不断
2012年8月和2013年4月,金昌君威新能源公司和意大利邦飞利传动设备(上海)有限公司分别签订了两份逆变器采购合同,第一份合同中的48台逆变器已有21台(10.5兆瓦)完全故障不能运行,其中两台自燃,另有27台时好时坏。第二份合同中采购的24台逆变器中已有9台完全故障不能运行,其中4台自燃,另有15台时好时坏。
金昌君威新能源公司光伏电站电器设备故障,仅仅是河西走廊众多光伏电站的缩影。记者了解到,在河西走廊金昌、张掖、武威、嘉峪关和酒泉等地的百余家光伏电站中,电器短路、停机、燃烧等故障不断发生。此间的光伏电站人士认为,经过五六年的运行后,我国光伏电站设备故障进入多发期,而尤以逆变器故障居多。
2013年8月,某央企新疆博湖50MW光伏电站出现批量蜗牛纹现象,组件出现率75%;
2014年某央企对青海龙羊峡电站进行巡检时,发现组件在尚未并网的情况下即出现蜗牛纹问题,出现比率70%;
2014年5月青海地方某国企旗下电站,2013年11月安装,2014年5月出现批量闪电纹和蠕虫纹现象,总数量20MW;某央企内蒙古50MW电站2013年并网,2014年即开始出现大批蜗牛蚊现象,蜗牛蚊及删线腐蚀出现比率95%;
2014年浙江杭州东站10MW光伏电站1500块组件出现蜗牛纹现象;2014年山东地区250MW光伏电站组件30%出现蜗牛纹现象,涉事厂家达20余家,事后部分组件得到更换,部分组件供应商同意修复;2014年河北阳原某100MW光伏电站,其中70MW全部出现严重闪电纹现象。
这些问题不仅威胁到电站25年的平稳运行,甚至会诱发产业投资信用危机及各种连带效应,导致光伏融资难上加难。
问题不少,何解?
光伏电站中常见问题可以分为设计、施工、关键设备(电池组件、汇流箱、逆变器等)故障、监控维护、系统运维等问题。对于设计、施工等问题,如倾角不合理、遮挡问题,虽然会在一定程度上导致实际发电量偏离设计发电量,但是这类问题往往处理成本较高,并非关注重点。而关键设备故障问题对电站发电量有明显影响(对于一台额定输出功率为500kw的逆变器,如果停运一天,按照等效利用小时数为6小时,则造成损失电量约3000度;对于一条容量为5kw的支路,如果开路,一天造成的电量损失约为30度,如果一个月未处理,损失电量约为900度),且人为可干预性较强,及时发现及时处理便能减少发电量损失。因此,关键设备故障、缺陷处理才是电站值得投入人力物力成本的环节。
对于一个50MW的光伏电站,通常会配备逆变器约100台、汇流箱约800台、组件约19万块,占地面积约2平方公里。数量庞大、频繁发生的设备故障给运维带来很大困难。如借助智能化信息手段,很多常见的故障会很容易被及时发现、定位、解决。
业内专家为了便于电站人员运维、指导提前准备备品备件,现将常见设备监测数据异常现象及引发原因总结如下,仅供参考(注:并未按照设备进行故障分类,主要是从运维角度考虑):
(1)支路电流偏低。导致支路电流偏低的最常见的原因为:电池组件破损、相邻支路组件被风吹落掉在本支路上引起遮挡、杂草遮挡、组件旁路二极管损坏、测控模块通讯异常。
(2)支路电流为零。支路电流为零是电站智能化信息监测中最常见的现象,导致支路电流为零的最常见的原因主要为:支路正、负极保险烧毁、测控模块通讯中断、组件间接线太紧在风力作用下支路开路、组件被风掀翻导致支路开路、接线盒内部二极管短路造成烧毁、组件接线头烧毁等。
(3)支路电流持续一段时间不发生变化或者跳变。出现支路电流持续长时间不发生变化或者跳变通常是由于通讯故障引起的。测控模块的地址、波特率等参数设置错误也会造成这种现象发生。
(4)汇流箱所有支路电流为零。以下问题常会导致汇流箱所有支路均为零:断路器机械磨损导致跳闸、汇流箱烧毁、通讯故障、测控模块供电电源故障、防雷模块损坏。其中,通讯故障发生频率相对最高,这一点因汇流箱型号而异。
(5)逆变器数据为零。逆变器监测数据均为零通常可能是由以下问题引起:直流过压保护、熔断器熔丝失效故障、由于组件连接线接地造成断路器跳闸、通讯故障等。
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