大型并网光伏电站的运行维护管理_马建武.pdf

河南科技 2012.07 下 61宁夏太阳能资源丰富，是我国太阳辐射的高能区之一。1961— 2004 年宁夏太阳辐射统计资料表明，全区年平均辐照度达 5 781 MJ/ m 2，且直接辐射多、散射辐射少；全年平均总云量低于 5 成，晴天多，阴天少，年日照时数多达 2 835 h，年日照百分率达 64%。这些数据表明，宁夏在太阳能资源利用方面有着得天独厚的优越条件，太阳能开发利用潜力巨大。 2009 年起，我国开始在西部地区大力发展太阳能光伏事业，仅在宁夏回族自治区就设计建造了十余座并网光伏电站。这些电站有的已经并网发电，有的还在建设阶段。为了确保已经正常发电的光伏电站实现安全、可靠、稳定运行及可持续发展，光伏电站的后期运行管理已成为一个必须引起高度重视的突出问题。本文，笔者结合近两年对红寺堡大型并网光伏电站现场运行管理的经验，对大型并网光伏电站的运行维护管理进行了分析，以期对同行有所参考。一、强化安全教育、建立完善电站各项管理制度安全生产是电力生产的生命线。 与国有大中型发电厂相比，大型并网光伏电站存在地处偏僻、占地面积大、人员少、设备分布面积广、维护工作量大、故障发生概率高等特点，因而会直接影响电站最大发电效益的发挥。鉴于此，结合现场实际情况，笔者认为大型并网光伏电站运行管理的首要任务就是抓好安全生产。牢固树立安全意识是确保电站安全生产的基础。红寺堡大型并网光伏电站在职工安全教育方面的经验有：正面教育，树立先进典型， 以先进事迹为榜样， 使职工自觉增强安全责任心；宁夏发电集团 太阳山光伏发电厂 马建武 杜 涛 雷 亮反面教育，以常见事故案例为教材，使职工牢记血的教训，时刻引以为戒 ； 奖励教育， 对工作中认真负责、 遵章守纪、 制止 “三违”行为、及时发现和排除事故隐患、避免人身伤亡和设备损坏事故发生的有功人员进行大力宣传、表彰，并给予重奖、重用；处罚教育，对因工作失职、自由散漫或由于“三违”而引发事故的责任人，严格按照有关制度进行处罚。总之，要切实把安全工作做到位， 把职工从被动的 “要我讲安全” 转变为 “我要讲安全”。目前，我国并网光伏电站的运行管理尚未形成较为完善的制度体系。红寺堡大型并网光伏电站在借鉴火电企业管理经验的同时，结合光伏发电的特点，从安全生产、运行维护、设备检修 3 个方面入手，编制完成了 20 余项管理制度，确保了凡事有章可循、 凡事有人负责、 凡事有据可查、 凡事有人检查考核。二、建立电站信息化管理系统目前，红寺堡大型并网光伏电站已利用计算机管理系统为电站内的每个逆变器室都建立了数据库。 数据库资料主要包括 :各逆变器室供电信息，如供电时间、负荷情况、累计电量等；各逆变器室室内环境信息，如室内温湿度、设备温度等；各逆变器室设备运行中出现的故障及相应处理等。三、建立电站日常运行维护档案电站运行维护人员每天都要记载大量的运行数据和工作内容。这不仅是电站实际生产的重要凭证，而且能直接反映设备的运行情况。电站日常运行维护档案包括运行日志、报表、缺陷登记、巡检记录、运行分析、专题分析等，主要是针对当日大型并网光伏电站的运行维护管理有图 1 可知，该曲线浅部速度低，随着深度的增大，瑞雷波频散曲线斜率变大，相应的 VR 值变大，中间没有低速带。典型的路基有软弱层的瑞雷波频散曲线以勘测点 K118 ＋991 为例，其深度 – 剪切波速反演曲线如图 2 所示。由图 2 可知，该点的瑞雷波曲线呈递增趋势，但是该曲线在 2.55 ~ 4.24 m 段出现低速带，是该段路基密实度不足所致。依据现有的动探（ N10）资料，结合勘探获得的相邻探点的剪切波速进行了相关分析，得到了该区的线性回归公式：N10 ＝ 0.366 908 3VS － 21.431 58。 （ 1）由式 （ 1） 可计算出各勘探点不同深度的土层的动探 （ N10）击数， 从而对路基的密实度进行较好的评价。 计算结果见表 1。四、结论经过认真的现场数据采集和科学的室内计算， 取得了准确、可靠的实测数据，较好低完成了本次勘探任务。这表明，在路基检测中采用瞬态瑞雷波技术，可以获得高信躁比的信息，具有较高的分辨能力和勘探精度，是一种有效的勘探手段。测点位置 深度 /m 剪切波速VS/（ m/s）计算动探击数平均值（击数/30cm ） 备注K29+9120~1.05 145 321.05~3.30 150 343.30~6.02 170 416.02~10.15 223 60K118+9910~1.10 113 201.10~1.69 157 361.69~2.55 167 402.55~4.24 132 274.24~7.12 168 40图 2 勘测点 K118+991 的深度 - 剪切波速反演曲线表 1 勘探点动探击数计算结果河南科技 2012.07 下62工 业 技 术INDUSTRY TECHNOLOGY天气情况、各逆变器及相关电气设备的发电和运行情况、当日主要电气设备实时电能参数、截止当日电站发电情况以及对当日发电运行情况等做简要分析和总结。这项工作对电站积累第一手资料和工作人员及时了解设备运行情况有极大帮助，同时也是分析电站运行状况和制定维护方案的重要依据。1. 电站故障维护记录。发现电站设备出现异常时，操作人员要及时将异常现象的发现时间、发现人、故障现象、故障原因分析、处理意见和处理结果填入“缺陷登记本”内。故障排除后，由电站主管或相应专业主管对电气设备进行复查验收，发挥管理人员对设备质量的监查作用。为了使设备在最佳发电时段内多发电，因而对于不影响发电的设备缺陷可采取夜间离网的方式进行检修。这是因为设备直流侧电池组件在夜间不带电，所以在光伏电池组件阵列、汇流箱及逆变器检修维护过程中通常可以省去汇流箱停送电的操作。此项制度不仅有效保证了全站发电量，还有效提高了检修安全系数，降低了设备维护工作量。2. 电站设备缺陷可靠性分析。设备缺陷可靠性分析是确保电站长期稳定运行的重要手段。在电站日常运行管理中，主要从以下几个方面对设备可靠性进行分析：设备发生故障的起止时间、事件状态、持续时间，启动次数，事件原因的分析说明，设备缺陷消除情况，设备重复性缺陷情况及原因分析等。四、实时进行对比分析，深化电站运行经济分析对比双轴跟踪、单轴跟踪、固定等不同光伏电池组件支架的相关电能参数、运行维护方法和检修方法等，并据此制定相应的运行维护管理方案，有助于后续工作的有效开展。红寺堡大型并网光伏电站对各类逆变器（结合其所接入的光伏电池组件支架种类）的专题分析，不仅帮助运行人员很快熟悉了设备运行方式，还给领导层的决策提供了第一手参考资料。红寺堡大型并网光伏电站还细化了电站的运行经济分析，做到每天、每周、每月、每季度、每半年、每年都有总结，内容涵盖分析时段内电站的天气情况、辐照情况、指标完成情况、发电利用小时数、厂用电量、设备及其他原因造成的损失电量、电站存在的主要问题和采取的相应措施、主要设备故障及消缺情况、节能降耗工作开展情况、下月电量预测等。这种对比分析不仅为消除电站设备隐患、优化电站设备配置和提高电站设备可靠性创造了条件，还为新建、扩建、改建光伏电站时的设备选型提供了重要依据。五、完善培训机制我国的光伏发电行业起步较晚，新录入人员的业务水平普遍偏低，设备检修维护能力有限，且大型并网光伏电站一般都位于偏僻山区，工作条件艰苦，工作人员较少，轮岗周期长，这就使工作人员易因长期工作而对培训学习出现抵触心理。红寺堡大型并网光伏电站在对工作人员的培训方面主要有以下几点经验。1. 制定培训计划。 电站制定详细的年度、 月度、 周培训计划，系统培训工作；班组按照每个成员的能力及心理状况制定个人培训计划。2. 创新培训方式。采用技术讲课、现场考问与讲解、技术问答、技能竞赛、参加安全知识培训班、外出培训学习和参与工程现场施工等多种方式进行强化培训。3. 上岗考核制度。制定严格的上岗考评制度和详细的上岗竞聘制度，切实落实“公开、公平、公正”的上岗考核原则，变“相马”为“赛马”，调动职工的学习积极性和自觉性。4. 专业人员竞赛制。深入开展技术比武、岗位练兵、反事故演练等活动，实现管理人员“一岗多责”、运检人员“一专多能”。5. 建立培训档案。为职工建立培训学习档案卡并设专人管理，让职工的学习成绩及综合表现既直观又量化，使培训工作进一步规范化、制度化。六、建立技术文件管理体系在日常管理维护中，红寺堡大型并网光伏电站一直极为注重收集整理技术文件资料，还修编完成了电站标准和图集。这一系列工作为红寺堡电站适应现代化管理和规范化运行提供了强大的技术基础。红寺堡电站不仅对系统图纸、设备说明书、设备技术指导等重要资料进行分类归档，还根据实际运行情况对其不断进行完善。这是电站安全运行、检修维护、人员培训时必不可少的工作。红寺堡大型并网光伏电站不仅编制完成了电站 《运行技术标准》 、 《检修技术标准》 、 《一次系统图集》 、《二次系统图集》等相关技术资料，为运行人员的工作和学习提供了依据；还建立了输电线路、高低压配电装置、变压器、逆变器、 汇流箱、 电池组件、 支架等设备台账， 对电站日常维护、定期检修、制定备品和备件起到了重要作用。响分析。有限元计算结果如图 2 所示。由图 2 可知，理想 P– 110套管的承载能力随着膨胀率逐渐下降大约每提高 5% 的膨胀率，其承载能力约下降 13MPa，并存有波动。当只考虑套管的径厚比影响时，两者之间呈明显的线性关系。六、结论1. 对于 L– 80套管和 P– 110套管，随着膨胀率的增加，套管的抗挤毁强度逐渐降低，且大致呈线性变化。2. 影响套管膨胀后抗挤毁强度的因素中，径厚比比屈服强度的变化的影响稍小，且随着膨胀率的增加，差距越加明显。3. 对于不同套管，在相同的膨胀率下，抗挤毁强度的下降率大致相同，但影响的的因素中，一般是屈服强度的影响比径厚比变化的影响大。但具体差别的大小因套管的不同而不同。因此，笔者建议可以通过降低屈服强度变化的影响来提高套管膨胀后的抗挤毁强度。图 2 P-110 套管均匀载荷下膨胀率对挤毁强度影响的有限元分析结果（上接 55 页）