分布式光伏電站常見故障原因及解決方案

 世紀(jì)新能源網(wǎng)專欄作家：劉繼茂專欄地址：http://www.ne21.com/special/show-59.html作者簡(jiǎn)介：，深圳晶福源市場(chǎng)部業(yè)務(wù)員，哈爾濱工業(yè)大學(xué)電力電子研究生。1994年開始從事設(shè)備維修和設(shè)計(jì)工作，2008年開始從事逆變器研發(fā)和光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。研究過國(guó)內(nèi)外100多個(gè)光伏電站運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)過1000多個(gè)并網(wǎng)和離網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備的選型，可靠性設(shè)計(jì)，運(yùn)行維護(hù)有獨(dú)到的理解。 更多內(nèi)容請(qǐng)參考作者的小店：http://shop58660964.taobao.com/。第一章 影響光伏電站發(fā)電量的因素光伏電站發(fā)電量計(jì)算方法，理論年發(fā)電量 = 年平均太陽輻射總量*電池總面積*光電轉(zhuǎn)換效率。但由于各種因素的影響，光伏電站發(fā)電量實(shí)際上并沒有那么多，實(shí)際年發(fā)電量 = 理論年發(fā)電量*實(shí)際發(fā)電效率。那么影響光伏電站發(fā)電量有哪些因素？以下是我結(jié)合日常的設(shè)計(jì)以及施工經(jīng)驗(yàn)，給大家講一講分布式電站發(fā)電量的一些基礎(chǔ)常識(shí)。1.1、 太陽輻射量太陽能電池組件是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，光照輻射強(qiáng)度直接影響著發(fā)電量。各地區(qū)的太陽能輻射量數(shù)據(jù)可以通過NASA氣象資料查詢網(wǎng)站獲取，也可以借助光伏設(shè)計(jì)軟件例如PV-SYS、RETScreen得到。1.2、 太陽能電池組件的傾斜角度從氣象站得到的資料，一般為水平面上的太陽輻射量，換算成光伏陣列傾斜面的輻射量，才能進(jìn)行光伏系統(tǒng)發(fā)電量的計(jì)算。最佳傾角與項(xiàng)目所在地的緯度有關(guān)。大致經(jīng)驗(yàn)值如下：A、緯度0°～25°，傾斜角等于緯度B、緯度26°～40°，傾角等于緯度加5°～10°C、緯度41°～55°，傾角等于緯度加10°～15°1.3、 太陽能電池組件轉(zhuǎn)化效率1.4、 系統(tǒng)損失和所有產(chǎn)品一樣，光伏電站在長(zhǎng)達(dá)25年的壽命周期中，組件效率、電氣元件性能會(huì)逐步降低，發(fā)電量隨之逐年遞減。除去這些自然老化的因素之外，還有組件、逆變器的質(zhì)量問題，線路布局、灰塵、串并聯(lián)損失、線纜損失等多種因素。一般光伏電站的財(cái)務(wù)模型中，系統(tǒng)發(fā)電量三年遞減約5%，20年后發(fā)電量遞減到80%。1.4.1組合損失凡是串聯(lián)就會(huì)由于組件的電流差異造成電流損失；并聯(lián)就會(huì)由于組件的電壓差異造成電壓損失；而組合損失可達(dá)到8%以上，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定小于10%。因此為了減低組合損失，應(yīng)注意：1）應(yīng)該在電站安裝前嚴(yán)格挑選電流一致的組件串聯(lián)。2）組件的衰減特性盡可能一致。1.4.2灰塵遮擋在所有影響光伏電站整體發(fā)電能力的各種因素中，灰塵是第一大殺手?；覊m光伏電站的影響主要有：通過遮蔽達(dá)到組件的光線，從而影響發(fā)電量；影響散熱，從而影響轉(zhuǎn)換效率；具備酸堿性的灰塵長(zhǎng)時(shí)間沉積在組件表面，侵蝕板面造成板面粗糙不平，有利于灰塵的進(jìn)一步積聚，同時(shí)增加了陽光的漫反射。所以組件需要不定期擦拭清潔。現(xiàn)階段光伏電站的清潔主要有，灑水車，人工清潔，機(jī)器人三種方式。1.4.3 溫度特性溫度上升1℃，晶體硅太陽電池：最大輸出功率下降0.04%，開路電壓下降0.04%（-2mv/℃），短路電流上升0.04%。為了減少溫度對(duì)發(fā)電量的影響，應(yīng)該保持組件良好的通風(fēng)條件。1.4.4 線路、變壓器損失系統(tǒng)的直流、交流回路的線損要控制在5%以內(nèi)。為此，設(shè)計(jì)上要采用導(dǎo)電性能好的導(dǎo)線，導(dǎo)線需要有足夠的直徑。系統(tǒng)維護(hù)中要特別注意接插件以及接線端子是否牢固。1.4.5 逆變器效率逆變器由于有電感、變壓器和IGBT、MOSFET等功率器件，在運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生損耗。一般組串式逆變器效率為97-98%，集中式逆變器效率為98%，變壓器效率為99%。4.6 陰影、積雪遮擋在分布式電站中，周圍如果有高大建筑物，會(huì)對(duì)組件造成陰影，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避開。根據(jù)電路原理，組件串聯(lián)時(shí)，電流是由最少的一塊決定的，因此如果有一塊有陰影，就會(huì)影響這一路組件的發(fā)電功率。當(dāng)組件上有積雪時(shí)，也會(huì)影響發(fā)電，必須盡快掃除。更多內(nèi)容請(qǐng)參考我的小店：http://shop58660964.taobao.com/。第2章 分布式光伏電站常見故障2.1、故障現(xiàn)象：逆變器屏幕沒有顯示故障分析：沒有直流輸入，逆變器LCD是由直流供電的?？赡茉颍海?）組件電壓不夠。逆變器工作電壓是100V到500V，低于100V時(shí)，逆變器不工作。組件電壓和太陽能輻照度有關(guān)，（2）PV輸入端子接反，PV端子有正負(fù)兩極，要互相對(duì)應(yīng)，不能和別的組串接反。（3）直流開關(guān)沒有合上。（4）組件串聯(lián)時(shí)，某一個(gè)接頭沒有接好。（5）有一組件短路，造成其它組串也不能工作解決辦法：用萬用表電壓檔測(cè)量逆變器直流輸入電壓。電壓正常時(shí)，總電壓是各組件電壓之和。如果沒有電壓，依次檢測(cè)直流開關(guān)，接線端子，電纜接頭，組件等是否正常。如果有多路組件，要分開單獨(dú)接入測(cè)試。如果逆變器是使用一段時(shí)間，沒有發(fā)現(xiàn)原因，則是逆變器硬件電路發(fā)生故障，請(qǐng)聯(lián)系我公司售后。2、故障現(xiàn)象：逆變器不并網(wǎng)。故障分析：逆變器和電網(wǎng)沒有連接。可能原因：（1）交流開關(guān)沒有合上。（2）逆變器交流輸出端子沒有接上（3）接線時(shí)，把逆變器輸出接線端子上排松動(dòng)了。解決辦法：用萬用表電壓檔測(cè)量逆變器交流輸出電壓，在正常情況下，輸出端子應(yīng)該有220V或者380V電壓，如果沒有，依次檢測(cè)接線端子是否有松動(dòng)，交流開關(guān)是否閉合，漏電保護(hù)開關(guān)是否斷開。3、PV過壓：故障分析：直流電壓過高報(bào)警可能原因：組件串聯(lián)數(shù)量過多，造成電壓超過逆變器的電壓。解決辦法：因?yàn)榻M件的溫度特性，溫度越低，電壓越高。單相組串式逆變器輸入電壓范圍是100-500V，建議組串后電壓在350-400V之間，三相組串式逆變器輸入電壓范圍是250-800V，建議組串后電壓在600-650V之間。在這個(gè)電壓區(qū)間，逆變器效率較高，早晚輻照度低時(shí)也可發(fā)電，但又不至于電壓超出逆變器電壓上限，引起報(bào)警而停機(jī)。4、隔離故障： 故障分析：光伏系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻小于2兆歐?？赡茉颍禾柲芙M件，接線盒，直流電纜，逆變器，交流電纜，接線端子等地方有電線對(duì)地短路或者絕緣層破壞。PV接線端子和交流接線外殼松動(dòng)，導(dǎo)致進(jìn)水。解決辦法：斷開電網(wǎng)，逆變器，依次檢查各部件電線對(duì)地的電阻，找出問題點(diǎn)，并更換。5、漏電流故障： 故障分析：漏電流太大。解決辦法：取下PV陣列輸入端，然后檢查外圍的AC電網(wǎng)。直流端和交流端全部斷開，讓逆變器停電30分鐘以上，如果自己能恢復(fù)就繼續(xù)使用，如果不能恢復(fù)，聯(lián)系售后技術(shù)工程師。6、電網(wǎng)錯(cuò)誤：故障分析：電網(wǎng)電壓和頻率過低或者過高。解決辦法：用萬用表測(cè)量電網(wǎng)電壓和頻率，如果超出了，等待電網(wǎng)恢復(fù)正常。如果電網(wǎng)正常，則是逆變器檢測(cè)電路板發(fā)電故障，請(qǐng)把直流端和交流端全部斷開，讓逆變器停電30分鐘以上，如果自己能恢復(fù)就繼續(xù)使用，如果不能恢復(fù)，就聯(lián)系售后技術(shù)工程師。7、逆變器硬件故障：分為可恢復(fù)故障和不可恢復(fù)故障故障分析：逆變器電路板，檢測(cè)電路，功率回路，通訊回路等電路有故障。解決辦法：逆變器出現(xiàn)上述硬件故障，請(qǐng)把直流端和交流端全部斷開，讓逆變器停電30分鐘以上，如果自己能恢復(fù)就繼續(xù)使用，如果不能恢復(fù)，就聯(lián)系售后技術(shù)工程師。8、系統(tǒng)輸出功率偏小：達(dá)不到理想的輸出功率可能原因：影響光伏系統(tǒng)輸出功率因素很多，包括太陽輻射量，太陽電池組件的傾斜角度，灰塵和陰影阻擋，組件的溫度特性，詳見第一章。因系統(tǒng)配置安裝不當(dāng)造成系統(tǒng)功率偏小。常見解決辦法有：（1）在安裝前，檢測(cè)每一塊組件的功率是否足夠。（2）根據(jù)第一章，調(diào)整組件的安裝角度和朝向；（3）檢查組件是否有陰影和灰塵。（4）檢測(cè)組件串聯(lián)后電壓是否在電壓范圍內(nèi)，電壓過低系統(tǒng)效率會(huì)降低。（5）多路組串安裝前，先檢查各路組串的開路電壓，相差不超過5V，如果發(fā)現(xiàn)電壓不對(duì)，要檢查線路和接頭。（6）安裝時(shí)，可以分批接入，每一組接入時(shí)，記錄每一組的功率，組串之間功率相差不超過2%。（7）安裝地方通風(fēng)不暢通，逆變器熱量沒有及時(shí)散播出去，或者直接在陽光下曝露，造成逆變器溫度過高。（8）逆變器有雙路MPPT接入，每一路輸入功率只有總功率的50%。原則上每一路設(shè)計(jì)安裝功率應(yīng)該相等，如果只接在一路MPPT端子上，輸出功率會(huì)減半。（9）電纜接頭接觸不良，電纜過長(zhǎng)，線徑過細(xì)，有電壓損耗，最后造成功率損耗。（10）并網(wǎng)交流開關(guān)容量過小，達(dá)不到逆變器輸出要求。9、交流側(cè)過壓電網(wǎng)阻抗過大，光伏發(fā)電用戶側(cè)消化不了，輸送出去時(shí)又因阻抗過大，造成逆變器輸出側(cè)電壓過高，引起逆變器保護(hù)關(guān)機(jī)，或者降額運(yùn)行。常見解決辦法有：（1）加大輸出電纜，因?yàn)殡娎|越粗，阻抗越低。（2）逆變器靠近并網(wǎng)點(diǎn)，電纜越短，阻抗越低附錄：并網(wǎng)逆變器交流輸出電纜和交流輸出斷路器的選型表以深圳晶福源公司逆變器為例交流電纜長(zhǎng)度大于50米，往上選擇大一型號(hào)。如JSI-5000TL，交流長(zhǎng)度短于50米，可以使用2.5平方的電纜，在50-100米之間，要用4平方，長(zhǎng)度大于100米，要用6平方。