關(guān)于光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試技術(shù)的研究

鐘聲 吳傳彬 江西新余礦業(yè)有限責任公司

一、光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)實質(zhì)上是太陽能發(fā)電的一種表現(xiàn)形式，現(xiàn)階段常見的光伏發(fā)電系統(tǒng)有晶硅太陽能電池、聚光太陽能電池與薄膜太陽能電池。其中晶硅太陽能電池是我國現(xiàn)階段技術(shù)最為成熟、應用最為廣泛的光伏發(fā)電系技術(shù)種類，具備使用周期長達25 年，太陽能轉(zhuǎn)化率17%左右。但硅晶太陽能電池卻是弱光效應最差的技術(shù)類型，理論上薄膜太陽能電池與聚光太陽能電池是更加適用于光伏建筑物整合的技術(shù)手段，但由于能源傳遞過程中衰減量過大，且前期投資較高，現(xiàn)階段只在部分沙漠等高強度光照地區(qū)集中光伏發(fā)電站中有應用。光伏發(fā)電技術(shù)仍有較為廣闊的研究空間。

光伏發(fā)電系統(tǒng)屬于綠色環(huán)保的發(fā)電方式之一，具備的優(yōu)點有：前期集中建設時長一般不超過半年；后期運營維護成本低，屬于靜態(tài)發(fā)電模式，無須原材料投入，無須人工監(jiān)管，運營費用只體現(xiàn)在設備維護層面?，F(xiàn)代常見的光伏發(fā)電系統(tǒng)布置方式主要有：第一，分布式建筑光伏，主要安放在建筑物頂部并直接接入電網(wǎng)；第二，并網(wǎng)電站，集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)的代表，具備運營成本低，資源利用率高等優(yōu)點。

但光伏發(fā)電系統(tǒng)也存在一定的缺陷，如高度依賴自然氣候，光照強度不足時電力供應中斷，發(fā)電系統(tǒng)整體不穩(wěn)定性極高，現(xiàn)階段無法單獨應用在地區(qū)電力供應保障層面。

二、光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試

光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整體較為簡單，由太陽能電池、逆變器、配電柜等組成，安裝流程較為簡單[1]。但其運行進程中影響因素較多，現(xiàn)場調(diào)試需要采取較高的重視程度。

（一）硬件檢驗

現(xiàn)場調(diào)試的基礎流程，目標為保證系統(tǒng)中各元件連接的可靠性。檢驗內(nèi)容具體包含太陽能電池板與配電柜、配電柜與逆變器、逆變器與交流配電柜及斷路器的連接，保證系統(tǒng)設備安裝與連接的質(zhì)量。

（二）接地電阻測試

接地電阻測試的主要目標為組件支架、配電柜、逆變器柜、匯流箱等，測試方法為接地電阻測試儀直接測量，結(jié)果標準為阻值小于1 歐姆。當測量結(jié)果出現(xiàn)問題時，需要對對應設備進行檢查與重新安裝連接。

（三）絕緣電阻測試

主要指對線路設計中被標定為絕緣的位置進行電阻測試，通過衡量其阻值是否大到被認定為絕緣實現(xiàn)系統(tǒng)安全性檢驗。

絕緣電阻測試的主要目標為包含直流配電柜、匯流箱、交流配電柜、逆變器柜等的系統(tǒng)設備隔離保護結(jié)構(gòu)絕緣性測試與單相對地電阻、三相相間絕緣電阻、N 相對地電阻等線路間電阻測試。測量方法同樣為電阻測試儀直接測量，絕緣判定標準為10 兆歐。當測量結(jié)果小于標準阻值時，需要進行電路調(diào)整或者相關(guān)結(jié)構(gòu)元件更換。

（四）避雷器調(diào)試

避雷器是光伏發(fā)電系統(tǒng)安全性的重要保障，是現(xiàn)場調(diào)試的核心內(nèi)容之一。避雷器調(diào)試包含兩項內(nèi)容：第一，對避雷器及其基座進行電阻測試，測試工具為2500V 兆歐表，測試結(jié)果要求兩者獨立電阻均不小于1000兆歐。第二，按照廠家提供的標準直流電電壓對金屬氧化物進行通電，檢測泄漏電流，若與標準值差距大于5%，說明避雷器存在質(zhì)量問題啊，需要進行更換。

（五）通電試驗

通電試驗主要包含隔離開關(guān)調(diào)式、直流柜通電試驗、交流柜通電試驗、逆變器柜通電試驗[2]。需要注意的是，上述描述不只是通電試驗存在的方式，也是通電試驗開展的順序。

第一，隔離開關(guān)調(diào)試。隔離開關(guān)調(diào)試主要針對觸刀與觸頭的接觸狀態(tài)。觸刀與觸頭的接觸狀態(tài)對于隔離開關(guān)的使用壽命，及線路控制的穩(wěn)定性都有重大價值。觸刀與觸頭之間的理想接觸狀態(tài)為觸刀與觸頭底部之間擁有不小于三毫米不高于5 毫米的間距，接觸深度不得小于4 毫米。若經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)誤差存在，可以通過調(diào)整連接長度的方式實現(xiàn)修正，保證隔離開關(guān)的穩(wěn)定運行。

第二，直流柜通電試驗。直流柜通電試驗是對柜內(nèi)設備進行單獨檢查，試驗進程中要保證交流柜側(cè)開關(guān)處于斷開狀態(tài)。試驗主要目標包含，直流柜內(nèi)各項設備的直接觀察，確保全部設備都處于正常工作狀態(tài)；直流柜內(nèi)組串電壓測量，確保不同組串之間電壓值接近甚至相同。若上述試驗完全達標，說明直流柜運行正常，可以開展下一步試驗。否則，需要進行故障分析及針對性解決，保證直流柜內(nèi)各元件的正常。

第三，交流柜通電試驗。交流柜通電實驗同樣為柜內(nèi)元件單獨檢測，試驗過程中保持直流柜側(cè)開關(guān)斷開，對交流柜單獨通電，通過肉眼觀測與參數(shù)測量的方式驗證交流柜內(nèi)各元件與柜內(nèi)整體結(jié)構(gòu)運行是否正常，若存在異常需要進行故障原因分析與針對性解決。

第四，逆變器柜通電試驗。同時閉合交流柜側(cè)與直流柜側(cè)的開關(guān)，使逆變器柜處于通電狀態(tài)，對柜內(nèi)設備進行肉眼觀測與運行參數(shù)采集，保證各元件處于正常運行狀態(tài)。

（六）并網(wǎng)調(diào)試

經(jīng)過上述獨立試驗流程保證配電箱工作狀態(tài)穩(wěn)定與逆變器擁有并網(wǎng)支撐能力之后，便可以開展并網(wǎng)調(diào)試。為盡可能排除干擾因素，并網(wǎng)調(diào)試要選取光照充足且穩(wěn)定的時間段進行調(diào)試。調(diào)試過程中，優(yōu)先啟用小功率逆變器，在逆變器的輸出端進行詳細數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)種類包含但不限于電壓、電流、諧波、功率、功率因數(shù)等參數(shù)，并對參數(shù)進行分析，確保所有數(shù)據(jù)均在正常范圍后，可開展全面并網(wǎng)試驗。全面并網(wǎng)調(diào)式與前期調(diào)試流程基本相似，均為數(shù)據(jù)的采集與分析。需要注意的是，由于首次全面并網(wǎng)逆變器需要一段時間進行電網(wǎng)適應性調(diào)整，參數(shù)分析工作需要等待五分鐘后進行。

在并網(wǎng)能力調(diào)試完成之后，還需要進行系統(tǒng)運行進程中可能使用的功能調(diào)試，包含多次開關(guān)機調(diào)試、緊急停止試驗等。即直接閉合或者斷開對應開關(guān)，查看系統(tǒng)給出的反應，確保反饋給出狀態(tài)及時間無誤后，光伏發(fā)電系統(tǒng)調(diào)試已經(jīng)完成，可以投入正常生產(chǎn)使用。

三、結(jié)論

光伏發(fā)電是一種綠色環(huán)保發(fā)電技術(shù)，也是未來主要的放電方式。光伏發(fā)電系統(tǒng)在現(xiàn)代已經(jīng)有局部應用，相關(guān)人員應當在發(fā)電系統(tǒng)投入使用之前做好調(diào)試工作，保證并網(wǎng)過程中各個元件運行的正常，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)正確的參與電網(wǎng)電力輸送。