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光伏电站的精细化运维:低效单元的分析和治理
发表于:2018-08-10 09:17:55
来源:索比光伏网作者:陈建国

由于光伏电站组件和组串数量庞大,电站在实际运行过程中,由于组件本身质量问题、恶劣环境影响、前期设计施工缺陷等因素,各个组串逆变器或汇流箱发电单元不可避免会存在低效发电的现象,低效发电单元的查找、分析和解决对于电站的发电量提升具有非常重要的意义,为了推动行业内光伏电站运维人员对低效单元的关注,本文主要思想是基于O2O运维理念,引导运维人员有效利用集中监控系统进行线上分析和线下诊断,能够开展低效单元的查找和分析处理工作。

低效发电单元特征和排查思路

■低效发电单元:由某组串的组件固定属性决定的,即某组串存在低效组件或存在低功率混装组件后,该组串对应的逆变器连续若干天的发电量或发电小时数同正常组串相比较会一直偏低,一般不会存在忽高忽低的现象。

■组串低效运行:环境因素、施工因素、设计因素、朝向问题、电网限电、其他等。

在查找低效组串之前,运维人员需对电站基本情况非常熟悉,如电站装机容量、逆变器型号、逆变器的接入组串数量、每一串的组件数量、组件规格等。对于使用组串式逆变器的电站,需先对该所有逆变器进行分析,查找低效逆变器发电单元。为快速定位低效单元,这里以组串式逆变器或直流汇流箱作为一个初步排查单元,再通过现场核实或其他诊断方法,锁定到某个组串支路或组件。当然,该思路也适用于使用汇流箱的集中式电站,以下的思路和方法不一定要照搬,在现场巡检也可以根据自己的经验来判断,虽然查找的过程因人而异,采取不同的方法而得到相同的结果也是认可的。

通过数据分析和现场勘查来分析逆变器低效发电的简单思路:

1)第一步:利用后台分析各个逆变器的容量是否和实际容量一致,对于不一致的情况需要重新进行配置,导出各个逆变器近一个月左右的的日有效发电小时数数据(需要根据实际的逆变器方阵容量进行计算,以防错误的结果带来误判,这一点非常重要,每个电站都应编制组串容量信息表,即组串逆变器编号、接入组串数量,组件串联数、组件功率等级等,一定要和现场一一核实),判断存在低效的逆变器,原始数据需保存。

2)第二:锁定低效组串或组件:①通过在监控系统、离散率分析、电流对标分析等线上诊断。②如果不通过后台系统,也可以按照自己的思路,跳过线上离散率分析等,直接通过现场排查来分析引起逆变器低效发电的原因。

3)第三:根据第二步现场诊断周边环境,必要时进行电压电流测试,分析原因(从内因和外因入手),进行相关记录(拍照)。

4)第四:提出解决措施及评估可操作性,根据可行的措施,对低效组串进行整改,做好相应的记录。

对于集中式逆变器的电站,可通过以下方法:

1)以集中式逆变器为分析单元,通过连续一个月的逆变器发电小时数分析存在低效的逆变器单元。

2)对于低效逆变器单元,导出历史5分钟支路电流数据,使用组串电流离散率分析。重点关注离散率较大的组串。倘若离散率正常,但是该汇流箱的支路整体电流偏低的(通过下文的电流对标法),这种情况需要现场核实具体原因,支路组件低效的可能性较大。

对于存在限电的西部电站,当光伏出力超过了省调下发的计划出力时段,不建议进行数据分析。此时限电造成的因素很难排除。因此需要等到辐照度较好时段,光伏出力小于AGC计划出力值时,进行分析或通过查询历史发电数据,选择全天限电比例非常小的时段进行分析。

低效组串或组件位置锁定方法

1

线上诊断方法

线上诊断目的是对电站的低效发电单元(组件或组串)进行初步分析并筛选,特别是发电小时数比较方法,而组串电流离散率分析、电流对标等方法需要运维人员具备一定的大数据分析能力。运维人员可通过线下诊断来判断,可能需要辅以一定的测试手段(如万用表、钳形表等测试工具),或通过查看组串周边环境,是否存在阴影遮挡等进行确认,分析低效的原因。

1.1 监控系统瞬时分析

如图1所示为某子阵逆变器,从图可知,第5支路、第6支路存在工作电压偏低,电压值仅290V作用,正常支路的电压为587V作用,但是电流基本和其余支路一致。这种情况下,运维人员需要携带万用表、钳形表等工具到现场检查此两路支路存在的问题。


图1 后台某电站组串逆变器各路电流电压显示值

1.2离散率分析

利用后台管理系统将低效逆变器的各路支路电流、电压等数据同正常的逆变器进行比较,查找电流或电压较低的组串。以某电站为例,如某方阵逆变器发电小时数最低,需要分析组串电流离散率。电流离散率的分析最好选择晴天,即辐照度较好的天气。因为阴雨天,组串电流较小,组串之间的差异很难反映出来。如通过观察该逆变器每一路的电流数据,发现15:00-18:00时段,第2路电流偏低,因此可将问题锁定到第2支路,需要记下该逆变器的组串编号,待到现场核查,心里面需要有一个预判。按照经验,如果组串的电流在中午辐照较好时段是正常值,而在下午时段较低,有可能是由于遮挡引起。(如果我们能通过监控系统的实时数据发现问题,这样最好,现场就仅仅核查下就可以了,工作开展就有针对性了。如果后台实时监控数据无法判断,就可到现场去排查)。

索比光伏网 陈建国 

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