光伏电站建设及运维技术指南.doc

1 / 51 光伏电站建设及运维技术 指 南 2 / 51 目 录 户用光伏电站使用手册 .4 一、 注意事项 .5 二、 日常维护 .6 三、 常见问题 .6 四、 紧急情况 .8 光伏电站专业运维手册 .10 前 言 .11 一、 概况 .12 二、 运维人员要求 .12 三、 光伏发电系统构成 .13 四、 一般要求 .13 五、 组件的维护 .14 六、 配电箱的维护 .15 七、 逆变器的维护 .16 八、 支架的维护 .18 九、 电缆及接头的维护 .19 十、 接地与防雷系统 .20 十一、 数据监控系统 .21 十二、 光伏系统与建筑物结合部分 .26 十三、 光伏系统定期确认检验 .26 光伏电站技术指南 .29 一、 说明 .30 二、 规划选址 .30 三、 设计要求 .30 四、 设备选型 .33 五、 系统接入 .35 六、 支架系统安装 .35 3 / 51 6.1 屋顶安装 35 6.2 地面安装 36 七、 系统施工 .36 7.1 场平 (60kW) 36 7.2 测量放线 36 7.3 基础施工 37 7.4 支架安装 38 7.5 组件安装 39 7.6 布线接线 39 7.7 防雷和接地 40 7.8 逆变器安装 40 7.9 并网调试 41 八、 产品检测 .41 8.1 产品认证要求 41 8.2 文件要求 41 8.3 组件质量要求 42 8.4 逆变器质量要求 44 8.5 支架质量要求 46 附件：主要技术指标说明 48 4 / 51 户用光伏电站使用手册 5 本手册主要针对 5kWp 以下分布式电站用户日常维护之用，请用户严格遵守。 1、 注意事项 1、配电装置上如有此种标识位置，请勿触摸，以免发生触电危险。 2、用户切勿拆卸设备及配电装置，以免发生危险。 3、当紧急情况发生或者家用电网检修改造时，应先断开空气开关，再断开断路 器；当紧急情况解决或者检修改造完成后，先闭合断路器，再闭合空气开关。 图示如下： 4、切勿在光伏组件上或阵列南面（前面）晾晒衣服和其他物品，以免造成触电 危险或火宅，且阴影遮挡会影响发电量，降低自身发电收益。 5、及时清理光伏组件表面脏污，如遇下雪天，雪后要及时清理光伏组件覆盖的 大雪，以便提高发电量，增加发电收益。 6、看管好家中的小朋友，切勿在光伏阵列附近玩耍，以免造成危险。 7、切勿敲打钢架、光伏组件、设备等发电设施，禁止在组件的玻璃和边框上打 孔，以免造成发电系统损坏，影响发电量，降低自身发电收益。 6 8、请勿在组件及支架周围倾倒、泼洒有毒、有害及腐蚀性物品。 2、 日常维护 1、建议定期（至少一周）对电站进行例行巡视检查，如发现下面问题，请及时 联系电站管理人员： 1) 光伏组件有破损、灼烧痕迹、明显的颜色变化、气泡、电池片碎裂、玻璃 碎裂，边框破损等情况； 2) 支架有歪斜、松动，防腐涂层出现开裂、脱落等现象； 3) 逆变器红色（故障）指示灯常亮，则设备出现故障； 4) 逆变器运行时有较大震动和异常噪声等； 5) 电缆有膨胀、龟裂、破损等现象。 2、上午 6：00（夏）、7：00（冬）前，用干净潮湿柔软棉布或海绵清理光伏 组件上的灰尘及污垢，严禁使用含碱，酸的清洁剂清洗组件。中午温度高时严 禁使用冷水泼洒光伏组件，以免造成光伏组件热胀冷缩而导致损坏，清洗的频 率取决于污垢积累的速度。在正常情况下，雨水会对组件的表面进行清洁，这 样能减少清洗的频率。 3、勿将抽油烟机、排风扇装置安装在发电系统附近，以免造成系统损坏或影响 发电量。 3、 常见问题 1、分布式光伏发电系统的常见故障有哪些？系统各部件可能出现哪些典型问题？ 系统问题主要是由于电压未达到启动电压，造成逆变器无法工作、无法启 动，由于组件或逆变器原因造成发电量低等，系统部件可能出现的典型问题有 接线盒烧毁、组件局部烧毁。 2、如何处理分布式光伏发电系统的常见故障？ 系统在质保期内出现问题时可先电话联系最近的专业维护人员，将系统发 生问题进行说明，由专业维护人员进行解答，必要时，前往现场进行解决。如 还是无法排除故障，请及时联系安装商或运营商解决。 7 3、系统后期维护怎么处理，多久维护一次？怎样维护？ 根据产品投标人的使用说明书对需要定期检查的部件进行维护，系统主要 的维护工作是擦拭组件，降水量较大较频繁的地区一般不需要人工擦拭，非雨 季节建议一般每周清洁一次，风沙或降尘量较大的地区可以增加清洁的次数， 降雪量较大的地区及时将厚重积雪去除，避免影响发电量和雪融后吸收阳光不 均匀，及时清理遮挡的树木或杂物。 4、清洁光伏组件时用清水冲洗和简单擦拭就行么？用水擦拭的时候会不会有触 电的危险？ 为了避免在高温和强烈光照下擦拭组件对人身的电击伤害以及可能对组件 的破坏，建议在夏季早晨 6 点前，冬季早晨 7 点前，或者夏季下午 7 点后，冬 季下午 6 点后进行组件清洁工作，建议清洁光伏组件玻璃表面时用柔软的抹布 先清洁灰尘，然后使用常温干净的水沾湿抹布再次清洁一遍，清洁时使用的力 度不宜过大，以避免损坏玻璃表面，有镀膜玻璃的组件要注意避免损坏镀膜层。 5、光伏组件上的房屋阴影、树叶甚至鸟粪的遮挡会对发电系统造成影响吗？ 光伏组件上的房屋阴影、树叶甚至鸟粪的遮挡会对发电系统的安全和发电 量造成比较大的影响，系统安装时会考虑各种阴影对系统的影响，在日常维护 中注意清除周边生长的树枝，清除光伏组件上的鸟粪等污渍。 6、为防止光伏组件遭重物撞击，能不能给光伏阵列加装铁丝防护网？ 不建议安装铁丝防护网，因为沿光伏阵列加装铁丝防护网可能会给组件局 部造成阴影，形成热斑效应，对整个光伏电站的发电效率造成影响。另外，由 于合格的光伏组件均已通过冰球撞击试验，一般情况下的撞击不会影响组件的 性能。 7、雷雨天气需要断开光伏发电系统吗？ 分布式光伏发电系统都装有防雷装置，所以不用断开。 8、雪后需要清理光伏发电系统吗？光伏组件冬天积雪消融结冰后如何处理？ 雪后组件上如果有厚重积雪是需要清除的，可以利用柔软物品将雪推下， 注意不要划伤玻璃，一般建议不要等积雪过厚再清洗，以免组件表面结冰。 9、如何处理太阳能电池的温升和通风问题？ 8 光伏电池的输出功率会随着温度上升而降低，通风散热可以提高发电效率， 最常用的办法为自然风通风，请勿在距离组件背面 15cm 范围内堆放杂物，以免 影响组件正常通风。 10、光伏发电系统对用户有电磁辐射危害吗？ 光伏发电系统是根据光产生伏打效应原理将太阳能转化为电能，无污染、 无辐射，逆变器、配电柜等电子器件都通过电磁性兼容测试，所以对人体没有 危害。 11、光伏发电系统有噪音危害吗？ 光伏发电系统是将太阳能转化为电能，不会产生噪音影响，逆变器的噪音 指标不高于 65 分贝，也不会有噪音危害。 12、分布式光伏发电系统的防火和消防应注意什么问题？ 分布式发电系统附近禁止堆放易燃易爆品，可能发生火灾或爆炸，此外还 需预留防火和维修通道。光伏组件的防火等级为 C 级，其他部件由于材质属性 也一般不会发生火灾。一旦发生火灾，请立即关闭光伏发电系统并网点空气开 关，联系专业维护人员到现场进行处理。 13.为什么光伏组件支架各杆件在连接点处锈蚀严重，而杆件其余部位却完整可 靠未锈蚀？ 因为支架处于室外露天环境，干湿交替频繁，所选支架表面通常都要求进 行防腐处理，如热浸锌处理，但当杆件在进行连接时，用焊机进行焊接，就会 破坏其表面的防腐层，很多时候节点连接处的锈蚀都是因为焊接完毕后未对焊 缝处进行防腐修补造成。所以对于钢构件焊接位置，应按进行防腐油漆修补。 4、 紧急情况 如遇以下情况或其他突发情况，请及时断开配电箱中空气开关，并立即联 系专业维护人员进行处理，禁止自行处理以免发生危险。 9 图 1 光伏组件玻璃破裂 图 2 光伏组件热斑自燃 图 3 光伏组件脱层 图 4 光伏电缆破裂 图 5 光伏组件封装材料变色 图 6 光伏组件接线盒变形 10 光伏电站专业运维手册 11 前 言 由于光伏电站不同的运行环境，为了能够使光伏发电系统更安全、更稳定的 运行，提高发电效率，增加用户收益，特编制本运维手册，以便于有一定专业知 识人员在条件允许的情况下对电站进行适当维护。若遇复杂设备等问题，请直接 联系设备厂家解决。 本手册根据组件、逆变器等设备的相关资料编写。手册中如有不妥之处,请使 用手册人员发现后及时反馈，以便及时修正。 本手册使用人员：具有一定电气专业基础，或经专业技术培训的运维人员。 12 1、 概况 图 1 家庭光伏电站示意图 户用及中小型光伏电站的特点是占地面积小、安装位置灵活且日常维护量 少。除了自发自用外，还可以将多余的电能并网卖给国家电网公司，从而获取 一定的收益。随着国家对光伏发电宣传力度的不断加大，以及各地政府对光伏 扶贫政策的推广，人们对光伏发电的认识越来越普及，户用及中小型光伏电站 也越来越多。本运维手册，可供有一定电气专业基础人员参考，如遇复杂设备 问题，请直接联系设备厂家解决。 2、 运维人员要求 光伏发电系统运维人员应具备相应的电气专业技能或经过专业的电气专业 技能培训，熟悉光伏发电原理及主要系统构成。 13 3、 光伏发电系统构成 图 2 家庭光伏发电系统构成 光伏电站系统由组件、逆变器、电缆、配电箱（配电箱中含空气开关、计 量表）组成。太阳光照射到光伏组件上，产生的直流电通过电缆接入逆变器中， 经逆变器将直流电转化为交流电接入配电箱，在配电箱中经过断路器、并网计 量表进入电网，完成光伏并网发电。 4、 一般要求 4.1 光伏发电系统的运维应保证系统本身安全，以及系统不会对人员或建 筑物造成危害，并使系统维持最大的发电能力。 4.2 光伏发电系统的主要部件在运行时，温度、声音、气味等不应出现异 常情况。 14 4.3 光伏发电系统运维人员在故障处理之前要做好安全措施，确认断开逆 变器开关和并网开关，同时需穿戴绝缘保护装备。 4.4 光伏发电系统运维要做好运维记录，对于所有记录必须妥善保管，并 对出现的故障进行分析。 5、 组件的维护 图 3 太阳能电池组件 5.1 光伏组件表面应保持清洁，清洗光伏组件时应注意： a) 应使用柔软洁净的布料擦拭光伏组件，严禁使用腐蚀性溶剂或硬物擦拭 光伏组件； b) 不宜使用与组件温差较大的液体清洗组件； c) 严禁在在大风、大雨或大雪的气象条件下清洗光伏组件。 5.2 光伏组件应定期检查，若发现下列问题应立即联系调整或更换光伏组 件： a) 光伏组件存在玻璃破碎； b) 光伏组件接线盒变形、扭曲、开裂或烧毁，接线端子无法良好连接。 5.3 检查外露的导线有无绝缘老化、机械性损坏。 5.4 检查有无人为对组件进行遮挡情况。 5.5 光伏组件和支架应结合良好，压块应压接牢固。 5.6 发现严重故障，应立即切断电源，及时处理，需要时及时联系厂家。 15 6、 配电箱的维护 图 4 配电箱示意图 配电箱中一般配置有并网计量表、空气开关。 图 5 配电箱内主要部件示意图 6.1 配电箱不得存在变形、锈蚀、漏水、积灰现象，箱体外表面的安全警 示标识应完整无损，箱体上的锁启闭应灵活。 6.2 配电箱内断路器、空气开关状态正常，各个接线端子不应出现松动、 16 锈蚀、变色现象。设备运行无异常响声，运行环境无异味。 6.3 查看计量表显示正常，如有异常咨询 95598 国家电网 24 小时供电服务 热线。 7、 逆变器的维护 图 6 逆变器示意图 7.1 逆变器不应存在锈蚀、积灰等现象，散热环境应良好，逆变器运行时 不应有较大振动和异常噪声。 7.2 逆变器上的警示标识应完整无破损。 17 图 7 逆变器液晶屏 7.3 逆变器液晶显示屏如上图所示，屏幕左半部分显示当日的发电曲线， 屏幕右侧显示有四个菜单项，第一项“功率”有数据显示，说明逆变器正常发 电，如 “功率”无数据，再察看第四项“状态”，正常情况下显示“并网运行” ，如有其它显示，说明系统故障，需要及时联系专业运维人员处理。第二项 “日电量”为此光伏发电系统到查看时段当日的累计发电量，第三项“总电量” 为系统并网至查看时段的总发电量。 7.4 逆变器风扇自行启动和停止的功能应正常，风扇运行时不应有较大振 动及异常噪音，如有异常情况应断电检查。 7.5 查看机器温度、声音和气味等是否异常。当环境温度超过 40℃时，应 采取避免太阳直射等措施，防止设备发生超温故障，延长设备使用寿命。 7.6 逆变器保护动作而停止工作时，应查明原因，修复后再开机。 7.7 定期检查逆变器各部分的接线有无松动现象，发现异常立即修复。 18 8、 支架的维护 图 8 组件支架示意图 8.1 所有螺栓、支架连接应牢固可靠。 8.2 支架表面的防腐涂层，不应出现开裂和脱落现象，否则应及时补刷。 8.3 支架要保持接地良好，每年雷雨季节到来之前应对接地系统进行检查。 主要检查连接处是否坚固、接触是否良好。 8.4 在台风、暴雨等恶劣的自然天气过后应检查光伏方阵整体时否有变形、 错位、松动。 8.5 用于固定光伏支架的植筋或膨胀螺栓不应松动。采取预制基座安装的 光伏支架，预制基座应放置平稳、整齐，位置不得移动。 8.7 支架下端如在屋面固定，应定期查看屋面防水是否完整可靠。 19 9、 电缆及接头的维护 图 9 电缆及接头示意图 9.1 电缆不应在过负荷的状态下运行，如电缆外皮损坏，应及时进行处理。 9.2 电缆在进出设备处的部位应封堵完好，不应存在直径大于 10mm 的孔洞， 否则用防火泥封堵。 9.3 电缆在连接线路中不应受力过紧，电缆要可靠绑扎，不应悬垂在空中。 9.4 电缆保护管内壁应光滑；金属电缆管不应有严重锈蚀；不应有毛刺、 硬物、垃圾，如有毛刺，锉光后用电缆外套包裹并扎紧。 9.5 电缆接头应压接牢固，确保接触良好。 9.6 出现接头故障应及时停运逆变器，同时断开与此逆变器相连的其他组 件接头，才能重新进行接头压接。 9.7 电缆的检查建议每月一次。 20 10、接地与防雷系统 图 10 防雷示意图 图 11 接地示意图 10.1 接地系统与建筑结构钢筋的连接应可靠。 21 10.2 光伏组件、支架与屋面接地网的连接应可靠。 10.3 光伏方阵接地应连续、可靠，接地电阻应小于 4Ω。 10.4 雷雨季节到来之前应对接地系统进行检查和维护。主要检查连接处是 否坚固、接触是否良好。 10.5 雷雨季节前应对防雷模块进行检测，发现防雷模块显示窗口出现红色 及时更换处理。 11、数据监控系统 因家庭电站用户数众多、地域分散，为了提高运维的及时性，保证用户收 益，同时降低运维成本，需配置监控系统。现就监控系统简单介绍如下。此系 统需配合带数据传输功能的逆变器使用。 11.1 登陆方式 11.1.1 通过电脑浏览器，根据厂家提供的网址直接登陆网站进行用户注册， 如图 12。 11.1.2 根据用户名进入后，可看到如图 13 所示的电站发电基本状况的监 控主界面。 11.1.3 选择单一用户，可看到如图 14 单一用户发电主页面及发电曲线。 11.1.4 进入实时数据界面如图 15 可看到电站运行状态、运行总时间、额 定功率、机内温度、日发电量、总发电量、实时功率、直流电压、直流电流、 电网电压、电网电流、电网频率等相关信息，根据此信息基本做出故障原因的 判断。 11.2 监控系统维护 11.2.1 监控平台的维护由软件服务商统一进行，无需日常维护，只需保证 计算机网络畅通即可。 11.2.2 及时提醒具备数据传输功能的用户缴纳通讯费。 11.2.3 使用网线连接采集数据的，要保持网线连接牢固。 11.2.4 使用 GPRS 进行数据传输的，注意查看 GPRS 装置连接是否牢固，信 号是否正常。 22 图 12 监控系统登陆界面 23 图 13 监控主页面 24 图 14 单一用户主画面 25 图 15 单一用户实时监控数据及运行状态 26 12、光伏系统与建筑物结合部分 图 16 光伏系统与建筑物结合部分示意图 12.1 光伏系统应与建筑主体结构连接牢固，在台风、暴雨等恶劣的自然天 气过后应检查光伏支架，整体不应有变形、错位、松动。 12.2 用于固定光伏支架的植筋或膨胀螺栓不应松动；采取预制基座安装的 光伏方阵，预制基座应放置平稳、整齐，位置不得移动。 12.3 光伏支架的主要受力构件、连接构件和连接螺栓不应损坏、松动，焊 缝不应开焊，金属材料的防锈涂膜应完整，不应有剥落、锈蚀现象。 12.4 光伏系统区域内严禁增设相关设施，以免影响光伏系统安全运行。 13、光伏系统定期确认检验 各个县乡镇应根据本地光伏系统安装情况，自行决定辖区内光伏系统定期 确认检验周期。定期确认检验应给出定期检验报告，主要包括：系统信息、电 路检查和测试清单、检查报告、电路的测试结果、检查人员姓名及日期、出现 的问题及整改建议等。定期确认检验应复查之前定期检验发生的问题及建议。 13.1 光伏系统检查 根据光伏组件、汇流箱、逆变器、配电箱等电器设备的检查方法对光伏电 站进行逐一检查。 27 13.2 保护装置和等电位体测试 在直流侧装有保护性接地或等电位导体的地方，比如方阵的支架，需要进 行接地连续性，主要接地端子也需进行确认。 13.3 光伏方阵绝缘阻值测试 13.3.1 光伏方阵应按照如下要求进行测试： 1) 测试时限制非授权人员进入工作区； 2) 不得用手直接触摸电气设备以防止触电； 3) 绝缘测试装置应具有自动放电的能力； 4) 在测试期间应当穿好适当的个人防护服/装备。 13.3.2 先测试方阵负极对地的绝缘电阻，然后测试方阵正极对地的绝缘电 阻。 13.4 光伏方阵标称功率测试 现场功率的测定可以采用由第三方检测单位校准过的 IV 测试仪抽检方阵的 IV 特征曲线，测试结束后进行光强校正、温度矫正、组合损失校正。 13.5 电能质量的测试 首先将光伏电站与电网断开，测试电网的电能质量；将逆变器并网，待稳 定后测试并网点的电能质量。 13.6 系统电气效率测试 13.6.1 光伏系统电气效率应按照如下要求进行测试： 1) 测试时限制非授权人员进入工作区； 2) 不得用手直接触摸电气设备以防止触电； 3) 系统电气效率测试应在日照强度大于 800W/m²的条件下进行； 4) 在测试期间应当穿好适当的个人防护服/设备。 13.6.2 按照如下步骤进行测试： a) 首先用标准的日射计测量当前的日照强度； b) 在测试日照强度的同时，测量并网逆变器交流并网点侧的交流功率； c) 根据光伏方阵功率、日照强度及温度功率系数，根据计算公式，可以计 算当时的光伏方阵的产生功率； d) 根据公式计算出系统的电气效率。 13.7 光伏方阵红外成像检查 28 13.7.1 该测试的目的是为了实地验证正常工作情况下光伏组件的非正常温 度情况，这种非正常的温度情况可能是由于光伏组件本身的缺陷造成的，比如 旁路二极管缺陷、焊接缺陷等会产生高温点。 13.7.2 在进行红外成像检查时，光伏方阵应处于正常工作状态，即逆变器 处于最大功率点跟踪。检测时太阳辐照度应该大于 800 W/m²，并且天气比较稳定。 13.7.3 使用红外成像仪扫描光伏方阵，着重注意接线盒、电气连接点处或 者任何发生和周边相比温度较高的部位。 13.7.4 分析检测结果并给出建议。 29 光伏电站技术指南 30 1、 说明 随着扶贫户用及小型光伏电站建设业务的发展，为了让扶贫户用及小型光伏电 站项目在运作中能够做到合理规范、安全适用、经济合理、长期可靠、确保质量， 特编写本指南，以供参考。 2、 规划 选址 2.1 光伏系统规划设计应进行太阳能辐射、建筑物、电网等方面的资源评估，优先选 择光照资源丰富，电网接入方便的地区。 2.2 应根据建设地点的地理、地质、气候特征及太阳能资源条件，以及建筑的布局、 朝向、日照时间、间距、群体组合和空间环境等进行组件阵列的规划设计。 2.3 安装在建筑物上的光伏系统不应降低建筑本身或相邻建筑的建筑日照标准。 2.4 光伏组件在建筑群体中的位置应合理规划，避免建筑周围的环境景观、绿化种植 及建筑自身的投影遮挡光伏组件。 2.5 在部分荒地、废弃土地上选址要考虑当前的土地利用性质、未来规划、土地所有 权等信息是否能满足光伏电站的实际建设需要。 3、 设计 要求 3.1 结构设计应与工艺和建筑专业配合，合理确定光伏系统各组成部分。 3.2 在新建建筑上安装光伏系统，应考虑其传递的荷载效应。 3.3 在既有建筑上增设光伏系统，应先行收集既有建筑可靠准确的相关资料（结构设 计参数、结构材料、耐久性、安装部位的构造及强度），根据增设的光伏系统，对 既有建筑按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行复核验算，确保建筑物有可 靠的安全性、适用性、耐久性。既有建筑物经复核不满足承载力及变形要求时，应 对既有建筑物采取可靠的加固措施后，方可进行光伏组件系统安装。 3.4 光伏组件支架材料、结构设计方案及构造措施，应保证支架在运输、安装、使用