眾所周知，光伏電站占地面積大、設(shè)備類型和數(shù)量眾多。由于這些設(shè)備來自不同廠商，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、太陽能資源利用率較低等問題，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)以上問題，本文詳細(xì)說明了通過建立科學(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)維中存在的問題（系統(tǒng)層面問題、設(shè)備層面問題以及運(yùn)維作業(yè)問題），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)備故障問題，則可以通過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、連接器插頭斷開或損壞、匯流箱保險(xiǎn)燒壞等。

通過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

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：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：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：設(shè)備在生產(chǎn)過程中發(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：設(shè)備在生產(chǎn)過程中發(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)于不同的故障類型，消缺的響應(yīng)速度要求也不同，根據(jù)上面的分類，一般A類和C類缺陷響應(yīng)速度要求最高，然后是C類，而B類缺陷不做限時(shí)要求，但是出現(xiàn)問題后要盡快響應(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)來臨前通過緊固組件壓塊，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，通過科學(xué)的故障等級(jí)分類、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。