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分布式光伏电站常见故障原因及解决方案

发布者:yuwei 发布时间:2015-06-01 阅读:

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第一章影响光伏电站发电量的因素

光伏电站发电量计算方法,理论年发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转换效率。但由于各种因素的影响,光伏电站发电量实际上并没有那么多,实际年发电量=理论年发电量*实际发电效率。那么影响光伏电站发电量有哪些因素?以下是我结合日常的设计以及施工经验,给大家讲一讲分布式电站发电量的一些基础常识。

1.1、太阳辐射量

太阳能电池组件是将太阳能转化为电能的装置,光照辐射强度直接影响着发电量。各地区的太阳能辐射量数据可以通过NASA气象资料查询网站获取,也可以借助光伏设计软件例如PV-SYS、RETScreen得到。

1.2、太阳能电池组件的倾斜角度

从气象站得到的资料,一般为水平面上的太阳辐射量,换算成光伏阵列倾斜面的辐射量,才能进行光伏系统发电量的计算。最佳倾角与项目所在地的纬度有关。大致经验值如下:

A、纬度0°~25°,倾斜角等于纬度

B、纬度26°~40°,倾角等于纬度加5°~10°

C、纬度41°~55°,倾角等于纬度加10°~15°

1.3、太阳能电池组件转化效率

1.4、系统损失和所有产品一样,光伏电站在长达25年的寿命周期中,组件效率、电气元件性能会逐步降低,发电量随之逐年递减。除去这些自然老化的因素之外,还有组件、逆变器的质量问题,线路布局、灰尘、串并联损失、线缆损失等多种因素。

一般光伏电站的财务模型中,系统发电量三年递减约5%,20年后发电量递减到80%。

1.4.1组合损失

凡是串联就会由于组件的电流差异造成电流损失;并联就会由于组件的电压差异造成电压损失;而组合损失可达到8%以上,中国工程建设标准化协会标准规定小于10%。

因此为了减低组合损失,应注意:

1)应该在电站安装前严格挑选电流一致的组件串联。

2)组件的衰减特性尽可能一致。

1.4.2灰尘遮挡

在所有影响光伏电站整体发电能力的各种因素中,灰尘是第一大杀手。灰尘光伏电站的影响主要有:通过遮蔽达到组件的光线,从而影响发电量;影响散热,从而影响转换效率;具备酸碱性的灰尘长时间沉积在组件表面,侵蚀板面造成板面粗糙不平,有利于灰尘的进一步积聚,同时增加了阳光的漫反射。所以组件需要不定期擦拭清洁。

现阶段光伏电站的清洁主要有,洒水车,人工清洁,机器人三种方式。

1.4.3温度特性

温度上升1℃,晶体硅太阳电池:最大输出功率下降0.04%,开路电压下降0.04%(-2mv/℃),短路电流上升0.04%。为了减少温度对发电量的影响,应该保持组件良好的通风条件。

1.4.4线路、变压器损失

系统的直流、交流回路的线损要控制在5%以内。为此,设计上要采用导电性能好的导线,导线需要有足够的直径。系统维护中要特别注意接插件以及接线端子是否牢固。

1.4.5逆变器效率

逆变器由于有电感、变压器和IGBT、MOSFET等功率器件,在运行时,会产生损耗。一般组串式逆变器效率为97-98%,集中式逆变器效率为98%,变压器效率为99%。

1.4.6阴影、积雪遮挡

在分布式电站中,周围如果有高大建筑物,会对组件造成阴影,设计时应尽量避开。根据电路原理,组件串联时,电流是由最少的一块决定的,因此如果有一块有阴影,就会影响这一路组件的发电功率。

当组件上有积雪时,也会影响发电,必须尽快扫除。

第2章分布式光伏电站常见故障

2.1、故障现象:逆变器屏幕没有显示

故障分析:没有直流输入,逆变器LCD是由直流供电的。

可能原因:

(1)组件电压不够。逆变器工作电压是100V到500V,低于100V时,逆变器不工作。组件电压和太阳能辐照度有关,

(2)PV输入端子接反,PV端子有正负两极,要互相对应,不能和别的组串接反。

(3)直流开关没有合上。

(4)组件串联时,某一个接头没有接好。

(5)有一组件短路,造成其它组串也不能工作

解决办法:用万用表电压档测量逆变器直流输入电压。电压正常时,总电压是各组件电压之和。如果没有电压,依次检测直流开关,接线端子,电缆接头,组件等是否正常。如果有多路组件,要分开单独接入测试。

如果逆变器是使用一段时间,没有发现原因,则是逆变器硬件电路发生故障,请联系我公司售后。

2、故障现象:逆变器不并网。

故障分析:逆变器和电网没有连接。

可能原因:

(1)交流开关没有合上。

(2)逆变器交流输出端子没有接上

(3)接线时,把逆变器输出接线端子上排松动了。

解决办法:用万用表电压档测量逆变器交流输出电压,在正常情况下,输出端子应该有220V或者380V电压,如果没有,依次检测接线端子是否有松动,交流开关是否闭合,漏电保护开关是否断开。

3、PV过压:

故障分析:直流电压过高报警

可能原因:组件串联数量过多,造成电压超过逆变器的电压。

解决办法:因为组件的温度特性,温度越低,电压越高。单相组串式逆变器输入电压范围是100-500V,建议组串后电压在350-400V之间,三相组串式逆变器输入电压范围是250-800V,建议组串后电压在600-650V之间。在这个电压区间,逆变器效率较高,早晚辐照度低时也可发电,但又不至于电压超出逆变器电压上限,引起报警而停机。

4、隔离故障:

故障分析:光伏系统对地绝缘电阻小于2兆欧。

可能原因:太阳能组件,接线盒,直流电缆,逆变器,交流电缆,接线端子等地方有电线对地短路或者绝缘层破坏。PV接线端子和交流接线外壳松动,导致进水。

解决办法:断开电网,逆变器,依次检查各部件电线对地的电阻,找出问题点,并更换。

5、漏电流故障:

故障分析:漏电流太大。

解决办法:取下PV阵列输入端,然后检查外围的AC电网。

直流端和交流端全部断开,让逆变器停电30分钟以上,如果自己能恢复就继续使用,如果不能恢复,联系售后技术工程师。

6、电网错误:

故障分析:电网电压和频率过低或者过高。

解决办法:用万用表测量电网电压和频率,如果超出了,等待电网恢复正常。如果电网正常,则是逆变器检测电路板发电故障,请把直流端和交流端全部断开,让逆变器停电30分钟以上,如果自己能恢复就继续使用,如果不能恢复,就联系售后技术工程师。

7、逆变器硬件故障:分为可恢复故障和不可恢复故障

故障分析:逆变器电路板,检测电路,功率回路,通讯回路等电路有故障。

解决办法:逆变器出现上述硬件故障,请把直流端和交流端全部断开,让逆变器停电30分钟以上,如果自己能恢复就继续使用,如果不能恢复,就联系售后技术工程师。

8、系统输出功率偏小:达不到理想的输出功率

可能原因:影响光伏系统输出功率因素很多,包括太阳辐射量,太阳电池组件的倾斜角度,灰尘和阴影阻挡,组件的温度特性,详见第一章。

因系统配置安装不当造成系统功率偏小。常见解决办法有:

(1)在安装前,检测每一块组件的功率是否足够。

(2)根据第一章,调整组件的安装角度和朝向;

(3)检查组件是否有阴影和灰尘。

(4)检测组件串联后电压是否在电压范围内,电压过低系统效率会降低。

(5)多路组串安装前,先检查各路组串的开路电压,相差不超过5V,如果发现电压不对,要检查线路和接头。

(6)安装时,可以分批接入,每一组接入时,记录每一组的功率,组串之间功率相差不超过2%。

(7)安装地方通风不畅通,逆变器热量没有及时散播出去,或者直接在阳光下曝露,造成逆变器温度过高。

(8)逆变器有双路MPPT接入,每一路输入功率只有总功率的50%。原则上每一路设计安装功率应该相等,如果只接在一路MPPT端子上,输出功率会减半。

(9)电缆接头接触不良,电缆过长,线径过细,有电压损耗,最后造成功率损耗。

(10)并网交流开关容量过小,达不到逆变器输出要求。

9、交流侧过压

电网阻抗过大,光伏发电用户侧消化不了,输送出去时又因阻抗过大,造成逆变器输出侧电压过高,引起逆变器保护关机,或者降额运行。

常见解决办法有:

(1)加大输出电缆,因为电缆越粗,阻抗越低。

(2)逆变器靠近并网点,电缆越短,阻抗越低

交流电缆长度大于50米,往上选择大一型号。如JSI-5000TL,交流长度短于50米,可以使用2.5平方的电缆,在50-100米之间,要用4平方,长度大于100米,要用6平方。

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