眾所周知，光伏電站占地面積大、設(shè)備類(lèi)型和數(shù)量眾多。由于這些設(shè)備來(lái)自不同廠商，導(dǎo)致不同技術(shù)發(fā)展水平的設(shè)備彼此無(wú)法兼容，出現(xiàn)了設(shè)備故障隱患率高、光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、太陽(yáng)能資源利用率較低等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了光伏電站的經(jīng)濟(jì)效益。

如何客觀、公正地評(píng)價(jià)光伏電站的系統(tǒng)運(yùn)行性能、設(shè)備運(yùn)行性能？如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患、有效提高電站發(fā)電量？針對(duì)以上問(wèn)題，本文詳細(xì)說(shuō)明了通過(guò)建立科學(xué)的、可量化的評(píng)價(jià)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)一段時(shí)間內(nèi)電站運(yùn)維中存在的問(wèn)題（系統(tǒng)層面問(wèn)題、設(shè)備層面問(wèn)題以及運(yùn)維作業(yè)問(wèn)題），及時(shí)排除設(shè)備故障和隱患，從而提升電站運(yùn)維管理水平，保障光伏電站安全、可靠運(yùn)行。

1.電站整體運(yùn)行水平分析

等效利用小時(shí)數(shù)分析

等效利用小時(shí)數(shù)是指在統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，電站發(fā)電量折算到該站全部裝機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行條件下的發(fā)電小時(shí)數(shù)，它是評(píng)估電站運(yùn)行水平的重要指標(biāo)。電站管理者可通過(guò)對(duì)比等效利用小時(shí)數(shù)宏觀了解電站的發(fā)電能力。

如果電站的等效利用小時(shí)數(shù)指標(biāo)低于同地區(qū)、同資源條件下的其他光伏電站，說(shuō)明電站的發(fā)電能力較弱或者日常運(yùn)維管理不到位，電站的發(fā)電量還有提升空間。

出現(xiàn)這種情況，需要進(jìn)一步分析電站的系統(tǒng)效率和設(shè)備可利用率，評(píng)估整個(gè)電站的系統(tǒng)性能，找出電站等效利用小時(shí)數(shù)偏低的主要原因。

系統(tǒng)效率分析

系統(tǒng)效率是指在統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，光伏電站上網(wǎng)等價(jià)發(fā)電時(shí)與峰值日照小時(shí)數(shù)的比值，它是評(píng)估電站整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行水平的核心指標(biāo)。對(duì)于地面集中式光伏電站，其系統(tǒng)效率合理范圍在75%~85%之間。

如果電站的系統(tǒng)效率指標(biāo)不在合理范圍內(nèi)，需要進(jìn)一步分析電站整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量損耗，找出能耗損失異常點(diǎn)。

電站能耗分析

太陽(yáng)輻射能量流經(jīng)光伏組件、匯流箱、逆變器、箱變和主變等設(shè)備后，均會(huì)有不同程度的能量損耗，其能量損耗可用光伏方陣吸收損耗、逆變器損耗、集電線路及箱變損耗和升壓站損耗四大損耗來(lái)衡量，結(jié)合木聯(lián)能10.16GW電站運(yùn)行數(shù)據(jù)分析結(jié)果得出，各段損耗的合理范圍如下：

1）集電線路及箱變損耗和升壓站損耗通常與設(shè)備自身性能關(guān)系密切，電量損耗也相對(duì)穩(wěn)定，一般集電線路及箱變損耗約為1.5%，升壓站損耗約為0.6%。需要注意的是，如果光伏電站的集電線路、箱變或者主變?cè)O(shè)備發(fā)生故障，將會(huì)引起重大的電量損失，因此日常運(yùn)維中一定要保證其正常、穩(wěn)定運(yùn)行。

2）逆變器損耗是指在逆變器在交、直流轉(zhuǎn)換過(guò)程中，其內(nèi)部的逆變電路以及相關(guān)器件的損耗，逆變器損耗一般在3%以內(nèi)，如果電站的逆變器損耗大于3%，則需要查看逆變器轉(zhuǎn)換效率是否達(dá)到設(shè)備性能要求。

3）光伏方陣是光伏電站中電量損耗的重災(zāi)區(qū)，光伏方陣吸收損耗主要包含了電池組件失配、組件衰減、溫升、MPPT跟蹤損失、灰塵污漬遮擋損失、直流電纜線損、故障導(dǎo)致的組串電流異常等，光伏方陣吸收損耗的合理范圍在10%~20%。

在四大損耗指標(biāo)中，如果某項(xiàng)或者某些項(xiàng)損耗指標(biāo)偏離合理范圍，則需要進(jìn)一步分析其對(duì)應(yīng)的設(shè)備可利用率，找出能量異常損耗的根本原因。

設(shè)備可利用率分析

設(shè)備可利用率指標(biāo)是用來(lái)衡量設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)。例如在發(fā)電時(shí)間段內(nèi)，某臺(tái)逆變器故障停機(jī)，那么該逆變器的可利用率一定不會(huì)高。結(jié)合木聯(lián)能10.16GW電站運(yùn)行數(shù)據(jù)分析結(jié)果得出，統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)光伏電站的逆變器可利用率不能低于98%，若逆變器可利用率低于98%，說(shuō)明有部分逆變器故障停機(jī)（排查檢修停機(jī)和限電停機(jī)時(shí)長(zhǎng)）時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而會(huì)導(dǎo)致光伏方陣吸收損耗增大。因此，可以通過(guò)設(shè)備可利用率指標(biāo)快速定位出異常運(yùn)行的設(shè)備，找到電站電量損失的主要源頭。

有時(shí)，設(shè)備雖然沒(méi)有故障停機(jī)，但其運(yùn)行性能卻不是最佳狀態(tài)（如匯流箱支路電流偏低），也會(huì)造成一定的電量損失。這時(shí)，可以通過(guò)分析逆變器輸出功率離散率和匯流箱組串電流離散率這兩個(gè)指標(biāo)，衡量設(shè)備運(yùn)行的一致性，找到運(yùn)行不佳的設(shè)備。

逆變器輸出功率離散率和匯流箱組串電流離散率分析

若排除逆變器本身的設(shè)備故障問(wèn)題，則可以通過(guò)分析逆變器輸出功率離散率和匯流箱組串電流離散率兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)一步分析逆變器所帶電池組串是否正常運(yùn)行。

如果電站同一型號(hào)逆變器輸出功率離散率偏大，則說(shuō)明電站存在輸出功率較低的逆變器。針對(duì)輸出功率較低的逆變器查看匯流箱組串電流離散率指標(biāo)，如果匯流箱組串電流離散率偏高，其原因可能有兩種：一種是匯流箱通訊異常，而電池組串、匯流箱和逆變器實(shí)際都正常運(yùn)行；另一種是故障導(dǎo)致的組串電流異常，如電池板損壞、雜草遮擋、連接器插頭斷開(kāi)或損壞、匯流箱保險(xiǎn)燒壞等。

通過(guò)逆變器輸出功率離散率和匯流箱組串電流離散率這兩個(gè)指標(biāo)可以快速定位出運(yùn)行不佳的設(shè)備，是電站發(fā)電量提升的關(guān)鍵點(diǎn)。

因此，當(dāng)電站的等效利用小時(shí)數(shù)和系統(tǒng)效率偏低時(shí)，首先需要分析電站的四大損耗，找出能量損耗的異常點(diǎn)，其次再通過(guò)深入分析設(shè)備可利用率，并結(jié)合逆變器輸出功率離散率和匯流箱組串電流離散率這兩個(gè)指標(biāo)定位出故障設(shè)備和運(yùn)行不佳設(shè)備，找到電站等效利用小時(shí)數(shù)和系統(tǒng)效率偏低的真正原因。

2.如何提升電站的運(yùn)維水平

科學(xué)的故障等級(jí)分類(lèi)

在光伏電站的日常運(yùn)維中，根據(jù)設(shè)備故障的影響程度可將設(shè)備故障分為四個(gè)等級(jí)：

A類(lèi)：危及電站主要設(shè)備安全運(yùn)行、電網(wǎng)安全或人身安全的缺陷。

B類(lèi)：危及安全生產(chǎn)或設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，影響發(fā)電單元正常出力，消除故障技術(shù)難度較大，不能在短時(shí)間內(nèi)消除的缺陷。

C類(lèi)：設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生影響發(fā)電單元出力或?qū)е乱粋€(gè)發(fā)電單元停電的缺陷。

D類(lèi)：設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的一般性質(zhì)的缺陷。

及時(shí)的故障響應(yīng)和高效的故障消缺率

在日常運(yùn)維工作中，對(duì)于不同的故障類(lèi)型，消缺的響應(yīng)速度要求也不同，根據(jù)上面的分類(lèi)，一般A類(lèi)和C類(lèi)缺陷響應(yīng)速度要求最高，然后是C類(lèi)，而B(niǎo)類(lèi)缺陷不做限時(shí)要求，但是出現(xiàn)問(wèn)題后要盡快響應(yīng)。

只有及時(shí)的故障響應(yīng)、準(zhǔn)確的故障定位和快速的故障消缺，才能有效減少設(shè)備故障時(shí)長(zhǎng)，從而減少設(shè)備故障損失電量。在電站日常運(yùn)維中，要求故障響應(yīng)及時(shí)率為100%，故障消缺率不低于98%。

定期的預(yù)防性維護(hù)

通過(guò)定期的預(yù)防性維護(hù)工作，能夠有效降低設(shè)備故障頻次，將故障隱患消滅于萌芽之中。如大風(fēng)來(lái)臨前通過(guò)緊固組件壓塊，能夠有效減少組件被大風(fēng)吹掉；定期的組件清洗，能夠降低灰塵遮擋造成的發(fā)電量損失等。

總之，通過(guò)科學(xué)的故障等級(jí)分類(lèi)、及時(shí)的故障響應(yīng)和高效的故障消缺率，能夠有效減少設(shè)備故障時(shí)長(zhǎng)，從而減少故障損失電量。通過(guò)定期的預(yù)防性維護(hù)工作，能夠有效降低設(shè)備故障頻次，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，從而保證整個(gè)電站安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。