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摘 要：本文主要通过屋顶和地面两个光伏电站近一年的运维情况，浅析两电站在平时运维中需要注意的事项，并对电站中常见故障进行分类、分析和总结，根据既有的经验提出相应故障的解决方案、方法，为今后电站的运维管理、故障排查及后续扩建电站提供参考。
关键词：光伏电站；设备运维；逆变器故障
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0048-02
1 光伏电站概况
光伏电站主要包括：光伏组件、组串式逆变器、汇流箱、交流配电装置、开关站、后台运行监控系统等，其中屋顶光伏分布在距集控中心约12km以外的6家企业的屋顶上，地面光伏在厂区原预留扩建端约390亩的地面上。设备多、分布广，为便于集中运维，设计将各子站、集电线路的数据通过光纤远程至集中控制室。其中逆变器及组串接线故障发生相对频繁。
2 系统保护方案的局限性
虽然电站在设计及设备选型时充分考虑了系统保护方案，出现问题能自动切断故障部分，通过运维人员可以简单的排除故障。但随着电站运行时间的长久，发电系统可能会陆续发生故障，如果系统中的故障未能得到及时、有效的排除，很可能会造成故障扩大，严重时发生火灾等安全事故。
3 故障分类
3.1 光伏组件故障
3.1.1 组件的“隐裂”
电站委托西安热工研究院于2017年12月进行了屋顶光伏电站现场性能测试，按照抽检比例随机抽取了37块组件进行了EL图像测试，测试结果发现在样本中有4块组件EL图像有缺陷，其中严重缺陷4块，均为不同程度的隐裂。
通常造成组件隐裂的原因有外力、高温、原材料3方面，具体是：①电池片在焊接、层压、装框或搬运、安装、施工等过程中受外力造成；②电池片在低温下没有经过预热在短时间内突然受到高温后出现膨胀造成隐裂现象；③原材料的缺陷[1]。
经过与厂家、现场人员的深入沟通，分析隐裂主要原因为基建期现场交底不够深入，安装组件时施工人员经常直接落脚在组件表面上或单人头顶搬运。
解决措施：①严格进行EL检测，对疑似组件进行跟踪，严防“热斑”产生。③组件维护时避免踩踏中间。
3.1.2 组件连接的公母插头短路、打火
如果组件的公母头连接不牢固，下雨时雨水沿着组件连接线进入插头，导致线路短路，组件接头发生打火，一方面公母头打火可能导致火灾，另一方面由于线路短路，影响系统的发电量。
解决措施：①定期紧固组件连接的公母插头；②尽量将接头藏于组件背面，避免雨水淋到。
处理经验：避开正午或阳光照射强时拔插公母头，防止连接线公母头拉弧。
3.1.3 检查固定组件的螺丝是否有松动
组件固定螺栓松动，导致一块组件被大风吹飞，随时有掉落的风险。
解决措施：①举一反三检查并紧固所有组件固定螺栓；②检查支架有无锈蚀，如有锈蚀，除锈刷漆。
3.2 逆变器故障
3.2.1 绝缘阻抗低
地面光伏电站半年来共处理缺陷18起，其中逆变器绝缘阻抗低故障11起，占61%。均为组串对地短路，主要原因为低压电缆接头绝缘不良，雨天或潮湿时发生短路。
解决措施：①加强运行监视，发现故障及时处理，避免影响发电量。②举一反三，对电缆接头进行排查，不合格的重新做绝缘。
处理经验：发现逆变器绝缘阻抗低时首先测量各组串低压电缆对地电阻，确定故障点，再重新制作接头。
3.2.2 逆变器组串异常告警
故障情况：2018年2月16日，运维人员在监盘时发现光伏电站#7变0203逆变器来PV4异常告警，点击逆变器查看发现PV4组串电流明显低于其他组串，其余数据均未发现异常。
原因分析：现场用钳形表测量该组串电流确实偏低，说明该组串发电效率较低，影响发电效率的因素有太阳辐射量、组件安装方式、组件功率衰减、组件串并联匹配、遮挡等。同一阵列前两个因素可以不用考虑，现场检查发现该阵列中组件均为295W组件，也排除了不匹配问题，现场观察PV4组串大部分组件表面很黑，组件表面覆盖了一层较厚的煤粉，因颜色较深不便区分，每日例行巡查时未能及时发现[2]。
处理结果：找到原因后，利用傍晚太阳辐照度低时将受污染组件冲洗干净，第二天后台检测该组串电流与其他组串电流基本相同，故障排除。
处理经验：发现组串电流偏低主要考虑是否有长期固定遮挡或组件是否老化，如有遮挡，及时移除遮挡物，若为组件损坏，及時更换新的组件。
3.3 汇流箱故障
故障情况：2018年5月8日，运维人员监盘发现光伏电站#14箱变0301、0302、0303、0304逆变器均停止发电，报电网电压异常告警，现场发现变压器低压侧总开关在脱扣状态，4台逆变器直流侧开关、#3汇流箱内空开均在闭合状态。
处理经过：因简单排查未发现异常，拉开箱变低压侧总开关03后一段段排查故障，当打开#3汇流箱盖板后发现AC采集器电源线被击穿，内部有明显的糊臭味。
处理结果：联系厂家后更换新的AC采集器，测量绝缘等良好，送电后所有逆变器发电正常。
3.4 日电量异常故障
故障情况：通过对光伏电站运行数据分析发现，天气变化时光伏日发电量与上网电量数据异常，造成当天的电站用电率忽高忽低。具体为天气由晴变阴或雨（前日为晴天，当日为阴或雨天）时段，出现光伏电站日统计发电量仅大于上网电量一点点或小于上网电量，站用电率过小或为负数；天气由阴或雨转晴（前日为阴或雨天，当日为晴天）时段，出现光伏电站日统计发电量大于上网电量过多，站用电率过高；连续晴天或连续阴、雨天时电量数据又正常。以4月13日～16日运行数据为例，详见表1。
处理经过：通过表1可知，4月14日站用电率明显过高，其余3d数据正常。4月14日～16日组织人员对发电量与上网电量数据进行核对，4月14日～16日晚19时（逆变器日发电结束，进入待机模式）左右监控显示当日发电量，次日登陆数据采集器查看前日发电量一致，发现逆变器侧发电量与数据采集器中数据同步，未出现数据丢失，发电量与上网电量数据未出现异常。4月19日又组织对#1集电线路电能关口终端表进行了连续跟踪查看。
处理结果：通过#1集电线路电能关口终端表数据可明显看出，电能关口终端表数据不是实时值，存在不定时刷新现象，即刷新频率不固定。反观监控数据，数采中显示发电量呈现连续性增加，为实时数据。由于电表倍率为8000，即变动0.01个单位就表示80kW·h电量，以4月19日14：17为例，刷新前与刷新后有0.15个单位的差别，乘以相应倍率即为1200kW·h电量，3条线路就有3600kW·h电量差异。虽然每日定点16h左右现场抄录电能关口终端表，但由于并非实时值，如遇上网电量数据未刷新则可能出现发电量大于上网电量很多，如遇上网电量数据刚好刷新，则可能出现发电量小于上网电量或正常。
4 结束语
综上所述，文章对光伏电站常见故障进行分类总结、分析原因并给出相应的故障解决方案。在今后的运维管理工作中，将会持续加大跟踪，继续对更多的故障案例进行收集、整理、分析和总结，为即将扩建的屋顶光伏电站和后期的日常运行维护提供更全面的参考。
参考文献
[1]李瑞生，周逢权.地面光伏发电系统及应用[M].北京：中国电力出版社，2011.
[2]袁冠军，李 兵.浅析某企业厂区内光伏电站的运维[J].中国科技纵横，2016（09）：149～150.
收稿日期：2018-8-1
作者简介：邹 鹏（1984-），男，湖南岳阳人，大专，从事光伏运维工作。
张 磊（1987-），男，江苏南京人，大专，从事光伏运维工作。
关键词：光伏电站；设备运维；逆变器故障
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0048-02
1 光伏电站概况
光伏电站主要包括：光伏组件、组串式逆变器、汇流箱、交流配电装置、开关站、后台运行监控系统等，其中屋顶光伏分布在距集控中心约12km以外的6家企业的屋顶上，地面光伏在厂区原预留扩建端约390亩的地面上。设备多、分布广，为便于集中运维，设计将各子站、集电线路的数据通过光纤远程至集中控制室。其中逆变器及组串接线故障发生相对频繁。
2 系统保护方案的局限性
虽然电站在设计及设备选型时充分考虑了系统保护方案，出现问题能自动切断故障部分，通过运维人员可以简单的排除故障。但随着电站运行时间的长久，发电系统可能会陆续发生故障，如果系统中的故障未能得到及时、有效的排除，很可能会造成故障扩大，严重时发生火灾等安全事故。
3 故障分类
3.1 光伏组件故障
3.1.1 组件的“隐裂”
电站委托西安热工研究院于2017年12月进行了屋顶光伏电站现场性能测试，按照抽检比例随机抽取了37块组件进行了EL图像测试，测试结果发现在样本中有4块组件EL图像有缺陷，其中严重缺陷4块，均为不同程度的隐裂。
通常造成组件隐裂的原因有外力、高温、原材料3方面，具体是：①电池片在焊接、层压、装框或搬运、安装、施工等过程中受外力造成；②电池片在低温下没有经过预热在短时间内突然受到高温后出现膨胀造成隐裂现象；③原材料的缺陷[1]。
经过与厂家、现场人员的深入沟通，分析隐裂主要原因为基建期现场交底不够深入，安装组件时施工人员经常直接落脚在组件表面上或单人头顶搬运。
解决措施：①严格进行EL检测，对疑似组件进行跟踪，严防“热斑”产生。③组件维护时避免踩踏中间。
3.1.2 组件连接的公母插头短路、打火
如果组件的公母头连接不牢固，下雨时雨水沿着组件连接线进入插头，导致线路短路，组件接头发生打火，一方面公母头打火可能导致火灾，另一方面由于线路短路，影响系统的发电量。
解决措施：①定期紧固组件连接的公母插头；②尽量将接头藏于组件背面，避免雨水淋到。
处理经验：避开正午或阳光照射强时拔插公母头，防止连接线公母头拉弧。
3.1.3 检查固定组件的螺丝是否有松动
组件固定螺栓松动，导致一块组件被大风吹飞，随时有掉落的风险。
解决措施：①举一反三检查并紧固所有组件固定螺栓；②检查支架有无锈蚀，如有锈蚀，除锈刷漆。
3.2 逆变器故障
3.2.1 绝缘阻抗低
地面光伏电站半年来共处理缺陷18起，其中逆变器绝缘阻抗低故障11起，占61%。均为组串对地短路，主要原因为低压电缆接头绝缘不良，雨天或潮湿时发生短路。
解决措施：①加强运行监视，发现故障及时处理，避免影响发电量。②举一反三，对电缆接头进行排查，不合格的重新做绝缘。
处理经验：发现逆变器绝缘阻抗低时首先测量各组串低压电缆对地电阻，确定故障点，再重新制作接头。
3.2.2 逆变器组串异常告警
故障情况：2018年2月16日，运维人员在监盘时发现光伏电站#7变0203逆变器来PV4异常告警，点击逆变器查看发现PV4组串电流明显低于其他组串，其余数据均未发现异常。
原因分析：现场用钳形表测量该组串电流确实偏低，说明该组串发电效率较低，影响发电效率的因素有太阳辐射量、组件安装方式、组件功率衰减、组件串并联匹配、遮挡等。同一阵列前两个因素可以不用考虑，现场检查发现该阵列中组件均为295W组件，也排除了不匹配问题，现场观察PV4组串大部分组件表面很黑，组件表面覆盖了一层较厚的煤粉，因颜色较深不便区分，每日例行巡查时未能及时发现[2]。
处理结果：找到原因后，利用傍晚太阳辐照度低时将受污染组件冲洗干净，第二天后台检测该组串电流与其他组串电流基本相同，故障排除。
处理经验：发现组串电流偏低主要考虑是否有长期固定遮挡或组件是否老化，如有遮挡，及时移除遮挡物，若为组件损坏，及時更换新的组件。
3.3 汇流箱故障
故障情况：2018年5月8日，运维人员监盘发现光伏电站#14箱变0301、0302、0303、0304逆变器均停止发电，报电网电压异常告警，现场发现变压器低压侧总开关在脱扣状态，4台逆变器直流侧开关、#3汇流箱内空开均在闭合状态。
处理经过：因简单排查未发现异常，拉开箱变低压侧总开关03后一段段排查故障，当打开#3汇流箱盖板后发现AC采集器电源线被击穿，内部有明显的糊臭味。
处理结果：联系厂家后更换新的AC采集器，测量绝缘等良好，送电后所有逆变器发电正常。
3.4 日电量异常故障
故障情况：通过对光伏电站运行数据分析发现，天气变化时光伏日发电量与上网电量数据异常，造成当天的电站用电率忽高忽低。具体为天气由晴变阴或雨（前日为晴天，当日为阴或雨天）时段，出现光伏电站日统计发电量仅大于上网电量一点点或小于上网电量，站用电率过小或为负数；天气由阴或雨转晴（前日为阴或雨天，当日为晴天）时段，出现光伏电站日统计发电量大于上网电量过多，站用电率过高；连续晴天或连续阴、雨天时电量数据又正常。以4月13日～16日运行数据为例，详见表1。
处理经过：通过表1可知，4月14日站用电率明显过高，其余3d数据正常。4月14日～16日组织人员对发电量与上网电量数据进行核对，4月14日～16日晚19时（逆变器日发电结束，进入待机模式）左右监控显示当日发电量，次日登陆数据采集器查看前日发电量一致，发现逆变器侧发电量与数据采集器中数据同步，未出现数据丢失，发电量与上网电量数据未出现异常。4月19日又组织对#1集电线路电能关口终端表进行了连续跟踪查看。
处理结果：通过#1集电线路电能关口终端表数据可明显看出，电能关口终端表数据不是实时值，存在不定时刷新现象，即刷新频率不固定。反观监控数据，数采中显示发电量呈现连续性增加，为实时数据。由于电表倍率为8000，即变动0.01个单位就表示80kW·h电量，以4月19日14：17为例，刷新前与刷新后有0.15个单位的差别，乘以相应倍率即为1200kW·h电量，3条线路就有3600kW·h电量差异。虽然每日定点16h左右现场抄录电能关口终端表，但由于并非实时值，如遇上网电量数据未刷新则可能出现发电量大于上网电量很多，如遇上网电量数据刚好刷新，则可能出现发电量小于上网电量或正常。
4 结束语
综上所述，文章对光伏电站常见故障进行分类总结、分析原因并给出相应的故障解决方案。在今后的运维管理工作中，将会持续加大跟踪，继续对更多的故障案例进行收集、整理、分析和总结，为即将扩建的屋顶光伏电站和后期的日常运行维护提供更全面的参考。
参考文献
[1]李瑞生，周逢权.地面光伏发电系统及应用[M].北京：中国电力出版社，2011.
[2]袁冠军，李 兵.浅析某企业厂区内光伏电站的运维[J].中国科技纵横，2016（09）：149～150.
收稿日期：2018-8-1
作者简介：邹 鹏（1984-），男，湖南岳阳人，大专，从事光伏运维工作。
张 磊（1987-），男，江苏南京人，大专，从事光伏运维工作。