汪世川
中电投新疆能源化工集团阿克苏有限公司 新疆阿克苏 843000
摘要：目前我国光伏并网发电装机容量逐年增加，新增装机容量已经连续五年全球第一，在推动中国能源转型发展中光伏并网发电起到了重要作用。由于光伏并网电站运行环境不同，光伏并网电站如何更稳定、更可靠及安全运行，关系到系统发电效率，也关系到发电企业与电力企业的经济收益。文章通过对光伏并网电站运行管理工作的实地考察和研究，并对运维管理过程中存在的问题、技术文件管理体系及电气设备运维要点进行论述。
关键词：光伏电站；运维；管理措施
中图分类号：TM76 文献标识码：A
1 引言
经多年研究，光伏发电已成为较成熟的新能源发电技术，且光伏电站的大型化和并网化已成为今后发展方向及研究重点。随着国家环境和能源结构的调整，光伏领域技术的快速发展，我国光伏产业发展迅猛，装机容量不断增大，其中，自动化监控系统作为光伏电站的一部分，在整个安全生产中十分重要。自动化监控系统需将集控指令及信号进行传输，而光纤由于具有损耗低、传输速率高、抗干扰性强等优点，被广泛运用于自动化领域。
2 分布式光伏电站运维的重要性
（1）对电能质量的影响。受光照因素的影响，分布式光伏电站运行过程中通过逆变器后的电压容易产生波动，尤其是在光照强度变化较为显著的区域，发电过程中的有功功率和无功功率差异较大。而低压配电网电压一般较为稳定，一旦分布式光伏电站接入，就很容易出现由接入电压波动、负荷不匹配等造成的电压失衡。（2）对线路损耗的影响。分布式光伏电站接入过程中，如果不能就地平衡消纳，而需要通过低压配电网主干母线传输至变压器高压侧，就较容易影响原台区低压配电网母线电压分布情况，致使配电网线路电流发生改变，尤其是在接入点区域，流通电流明显加大，线路有功损耗和无功损耗也会呈增加趋势，难免造成一定的电能损失。（3）对线路检修的影响。分布式光伏电站并网接入后，当配电网发生故障或检修时，分布式光伏电站发电可能与附近的负载形成一个孤岛供电系统，如果这个孤岛不正常的话，会给运维人员的安全造成风险，不利于保障配电网的可靠性。
3 光伏并网电站运行管理存在问题分析
3.1 运行管理监控不到位
光伏并网电站能够稳定运行的基础是建立运行监控管理制度，光伏并网电站能够安全运行的保障是参与运行维护管理人员能够认真落实监控管理制度。监控管理制度就是对日常一些运行数据通过电站信息系统进行监控，往往在实际操作中，由于运维人员在管理过程中懈怠，造成监控管理制度执行不到位，所以不能保证光伏并网电站安全稳定运行，主要原因是无法对光伏并网电站运行数据进行实时监控。
3.2 关键器件质量问题
前期在光伏并网电站设计、设备选型及采购安装过程中，由于设计缺陷、设备选型失误、采购中追求原材料的低廉价格及安装中偷工减料，降低材料成本，忽视产品质量，这些都会给光伏并网电站后期运行维护管理造成诸多困难，例如光伏组件制造工艺不过关造成隐裂热斑；汇流箱内部开关拉弧着火；逆变器故障频发，逆变器待机时间较长；电线电缆不具有阻燃特性遇明火造成火灾；电站主体工程偷工减料等等，上述问题都会对电站运行管理造成诸多危害，留下很多安全隐患，问题的关键还在于产品质量。只为追求建设成本降低，而不考虑电站后期运行维护，那么电站运营就失去本身的意义。
4 光伏并网电站电气设备运维要点
4.1 提升电能质量
为进一步提升分布式光伏电站与低压配电网同规划效果，在并网接入过程中应选用分布式光伏电源与静止型无功补偿装置（SVC）来实现电能负荷调节。SVC能够有效消除分布式光伏电站接入后的无功功率，若无功功率波动，该装置可通过负反馈调节实现无功功率补偿，从而降低分布式光伏电站接入后各节点的电压偏差，从根本上提升低压配电网并网运行中的电能质量。除此之外，在规划设计的过程中还需要做好潮流计算，利用半步变量潮流推算法确定分布式光伏电站接入后系统的潮流波动情况，并对可能出现的潮流变向引起的各项问题进行针对性防护和处理，减少由潮流引起的低压配电网故障。
4.2 交直流配电柜运维要点
（1）直流配电柜柜体表面无变形、锈蚀等现象，柜门开关锁或者联锁装置能灵活开启。（2）直流配电柜内部各个回路接线端子无松动，接触牢固可靠；直流输入接口与直流输出接口连接处都应稳定可靠，且直流输出电缆正极和负极对地绝缘电阻均应大于2MΩ；内部各个回路断路器应动作灵活，稳定可靠。（3）直流配电柜柜门面板上仪表、指示灯显示应准确。（4）交流配电柜内部母线无放电发黑痕迹，各连接点紧固螺栓无松动无生锈；KYN28型手车柜、GCS型抽出式成套交流柜推拉应灵活、无阻碍现象；动触头与静触头中心线应一致，且触头应接触紧密。（5）交流配电柜门面板电流表、电压表、指示灯及功率表显示应正确无误，在停电检修时，应检测柜内各回路线路和线间绝缘电阻值，一次回路对地绝缘电阻必须大于0.5MΩ；二次回路对地绝缘电阻必须大于1MΩ。
4.3 故障的智能诊断技术
光伏电站发生故障，常常是多种影响因素综合作用的结果。而且光伏发电系统内通常存在众多非线性元器件，因此其故障数据往往也表现出非线性特征。人工智能算法在处理多输入、非线性问题上比传统方法更具优势。目前，用于故障诊断的人工智能算法主要有BP神经网络算法、聚类算法、关联规则、贝叶斯算法，等等。针对光伏电站中故障的定位问题，贾嵘等人构建了一种多传感器与BP神经网络算法相结合的故障定位系统。具体地，先利用多传感器定位方式，将故障定位在较小单元内，然后，再根据故障数据与故障位置的映射关系，利用改进的BP神经网络算法实现对故障的准确定位。实验验证结果显示出，采用多传感器与BP神经网络算法相结合的技术手段，的确可比单纯采用BP神经网络算法提高故障定位准确性；再者，采用这种多机制融合的故障定位策略，还可减少对计算资源的消耗，且有助于提高故障监测效率。如前所述，光伏逆变器是光伏电站的核心设备，也是最容易出现问题的功能单元。采用小波分解法提取光伏电站输出的三相电流波形中包含的故障特征，然后利用BP神经网络实现了光伏逆变器中故障功率器件的识别和定位，准确性可达98.15%。此外，光伏电站运行环境复杂多变，为保证人工智能算法模型的精度，还需要根据实际运行条件不断更新模型。而且，除对智能算法进行优化外，还可从多机制融合角度入手，以提高光伏电站故障在线监测效率。
5 结束语
光伏电站运营的主要工作是光伏并网电站运行维护，电站运行效率和实际效果关系到光伏并网电站运行稳定性、安全性、可靠性；直接影响到电站发电量，只有建立完善的管理制度，完善的人员培训方案，完善的运行维护制度，才能切实提高运行维护质量，有效提高运行效率。
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