光伏電站在運(yùn)維過(guò)程中由于各種主觀或客觀的因素，如不可抗力的惡劣天氣、設(shè)備性能衰退、材料老化、設(shè)計(jì)選型問(wèn)題、野蠻施工遺留問(wèn)題等等導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，從而給電站的發(fā)電量帶來(lái)?yè)p失，給電站的安全性帶來(lái)潛在影響。下文從光伏組件、匯流箱和逆變器3大設(shè)備簡(jiǎn)要介紹常見的故障問(wèn)題。

1．光伏組件掉落

某電站處于西部，一年內(nèi)常伴有異常惡劣天氣，極端大風(fēng)并伴有沙塵，由于異常惡劣天氣的影響，嚴(yán)重危及光伏電站的安全，特別是大風(fēng)引起電池組件的脫落，將造成組件背板破損、組件鋼化玻璃破損及接線盒導(dǎo)線斷裂。組件掉落主要有如下因素：

1）、電站安全生產(chǎn)中存在管理比較粗放、系統(tǒng)性管理不夠、人員素質(zhì)不高、現(xiàn)場(chǎng)管理不到位，設(shè)備日常監(jiān)視、巡視檢查不到位、不徹底，設(shè)備隱患處理不及時(shí)的問(wèn)題。比如電站組織人員對(duì)光伏區(qū)進(jìn)行除草工作時(shí)發(fā)現(xiàn)組件壓塊松動(dòng)現(xiàn)象，除草過(guò)程中已對(duì)光伏區(qū)組件松動(dòng)壓塊進(jìn)行了禁固處理。由于電站組件數(shù)量較多 ，人員緊缺未能及時(shí)組織人員對(duì)電站組件壓塊松動(dòng)情況進(jìn)行專項(xiàng)檢查。

2）、電站組件安裝、固定方式及施工質(zhì)量。西部光伏電站組件安裝方式一般采用36°－37°傾角，組件鋪設(shè)方式采用縱向布置的方式將組件鋪設(shè)在支架上。電站組件固定方式主要是根據(jù)組件鋪設(shè)傾角、鋪設(shè)方式、及電站所在地氣象條件確定。目前電站組件固定方式采用壓塊固定，每個(gè)組件至少需要用四個(gè)壓塊來(lái)固定，電站組件為縱向布置，每個(gè)組件長(zhǎng)邊框方向各安裝兩個(gè)壓塊，根據(jù)壓塊布置位置的不同，可以將壓塊分為側(cè)壓塊和中壓塊兩種，側(cè)壓塊適用于只有一塊組件邊需要固定的情況，中壓塊適用于左右均有組件需要固定的情況。

壓塊一般采用M6的內(nèi)六角螺栓（螺栓進(jìn)行熱浸鋅處理），和配套的螺母，再配彈簧墊圈和平墊圈將光伏電池組件固定在支架檁條（支架為C型鋼）上。但是由于施工階段，由于導(dǎo)軌長(zhǎng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求、支架傾斜不平、組件相鄰間距過(guò)大，造成螺栓未緊固到位等問(wèn)題，帶來(lái)了潛在的安全隱患，如圖1和圖2所示。

3）、電站所處環(huán)境。西部電站位于荒漠地帶，地勢(shì)平坦，光照充足，氣候干燥，全年多西北風(fēng)，春冬季多大風(fēng)，電站光伏區(qū)四周無(wú)防風(fēng)措施，大風(fēng)來(lái)襲時(shí)組件無(wú)任何保護(hù)措施。

綜上所述，組件安裝時(shí)由于處在一個(gè)傾斜的角度，組件邊框受到應(yīng)力和扭曲力的作用，邊框在力的作用下發(fā)生變形，支架在風(fēng)力的作用發(fā)生整體晃動(dòng)使組件壓塊發(fā)生變形；由于所配套的組件壓塊螺母（未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求）不夠標(biāo)準(zhǔn)，在支架檁條（支架為C型鋼）卡槽中出現(xiàn)歪斜，導(dǎo)致組件在風(fēng)力的作用下使壓塊螺母位置發(fā)生變動(dòng)從支架檁條上脫出，導(dǎo)致組件脫離支架，致使組件掉落受損。

若出現(xiàn)一塊壓塊緊固不到位，一旦出現(xiàn)異常大風(fēng)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)單元支架上安裝的組件整體脫落，組件以固定的傾角縱向平鋪固定在支架上，組件分上下兩列整齊固定在支架上，排列在支架上方組件若發(fā)生脫落事故，在風(fēng)力和重力的作用下對(duì)排列在下方的組件造成損傷，對(duì)光伏電站的影響較大。

關(guān)于組件掉落的防范措施如下：

1）組件固定方式，采用壓塊與抱箍組合的固定方式，對(duì)光伏區(qū)處于迎風(fēng)面（西北風(fēng)）組件陣列，組件邊壓塊加裝U型螺栓或者用雙股2平方毫米鐵絲進(jìn)行綁扎固定，使組件固定更可靠；同時(shí)緊固支架防風(fēng)拉桿，以防支架隨風(fēng)扭動(dòng)。

2）加強(qiáng)電力生產(chǎn)安全管理。電力安全生產(chǎn)要始終堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主”的方針，堅(jiān)持以人為本，牢固樹立“責(zé)任重于泰山”的觀念，把安全生產(chǎn)放在各項(xiàng)工作的首位。就是要做到“防微杜漸”、“居安思危，防患于未然”要求把安全管理由過(guò)去的問(wèn)題發(fā)生和事故處理轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)現(xiàn)問(wèn)題和事故預(yù)防，把工作的重點(diǎn)放到預(yù)測(cè)、預(yù)控和預(yù)防上，特別是要把查設(shè)備隱患、建立健全規(guī)章制度等工作落到實(shí)處，從人員、設(shè)備、規(guī)章制度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等各方面加強(qiáng)全面的安全管理，落實(shí)各級(jí)人員安全責(zé)任，建立健全安全生產(chǎn)問(wèn)責(zé)機(jī)制，嚴(yán)格進(jìn)行安全考核和責(zé)任追究，健全和完善安全生產(chǎn)的工作體系。切實(shí)做到責(zé)任到位、措施到位，人員到位，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)要求，提升電站事故防范工作水平。

3）規(guī)范事故匯報(bào)流程。完善和健全事故應(yīng)急處理機(jī)制，事故發(fā)生后應(yīng)立即將事故情況報(bào)告公司相關(guān)本門及領(lǐng)導(dǎo)，同時(shí)成立事故處理小組并組織召開故障分析會(huì)議，查找故障原因并制定故障處理方案，將故障處理方案報(bào)送公司相關(guān)本門及領(lǐng)導(dǎo)。各崗位人員明確崗位職責(zé)，應(yīng)驗(yàn)收崗位，發(fā)生事故時(shí)迅速查找故障點(diǎn)，將故障設(shè)備進(jìn)行隔離，解除對(duì)人身設(shè)備的威脅，查找事故的原因，消除故障，同時(shí)注意非事故設(shè)備的正常運(yùn)行。

4）加強(qiáng)設(shè)備日常管理。加強(qiáng)設(shè)備日常監(jiān)視、巡視檢查力度，并做好記錄。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，同時(shí)做好事故預(yù)想，結(jié)合站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀況，加強(qiáng)設(shè)備排查力度，根據(jù)不同設(shè)備完善設(shè)備巡查內(nèi)容，杜絕避免因巡查不到位致使設(shè)備故障異常的發(fā)生。

2．匯流箱燒毀問(wèn)題

直流拉弧是電站運(yùn)行中常見問(wèn)題。主要原因如下：

1）組串匯流接線錯(cuò)誤

發(fā)生該低級(jí)錯(cuò)誤主要為施工期間，存在短路或正負(fù)極性接反。施工時(shí)接完線后需要檢查每一串的極性和電壓，判斷組串開路電壓是否正常。

2）故障電弧燃燒端子

組串正負(fù)極性之間的高壓之間會(huì)產(chǎn)生電弧，組串不發(fā)電時(shí)，電壓表現(xiàn)為開路電壓，一般最高可達(dá)700V以上。光伏組件系統(tǒng)是一種直流電的發(fā)電裝置，其造成的故障電弧稱之為“直流故障電弧”，此與一般交流故障電弧最大不同處在于其沒(méi)有相位改變所造成的閑歇性周期現(xiàn)象。換句話說(shuō)，一旦發(fā)生了直流故障電弧，高熱現(xiàn)象將會(huì)維持直至電源來(lái)源消失。由于故障電弧產(chǎn)生的高熱可達(dá)攝氏1，000度以上，因此不僅會(huì)造成周遭的絕緣物質(zhì)分解或碳化而失去絕緣的功效，同時(shí)也容易導(dǎo)致鄰近的物質(zhì)達(dá)到燃點(diǎn)而被點(diǎn)燃起火。故障電弧可能集中在斷路器上的輸入和輸出端、或每一路的接線端子上，若接觸不良很容易造成拉弧，當(dāng)電站某匯流箱長(zhǎng)期不工作時(shí)，內(nèi)部斷路器和熔斷器應(yīng)全部斷開。

防范措施和建議：

匯流箱設(shè)備采購(gòu)時(shí)，必須帶有電弧檢測(cè)及切斷功能。定期對(duì)匯流箱進(jìn)行巡檢，對(duì)接線端子松動(dòng)現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)處理。發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)管理，發(fā)電區(qū)域非電站管理人員應(yīng)避免隨意進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，禁止隨意打開匯流箱蓋板。業(yè)主應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝安保監(jiān)控設(shè)備，若發(fā)生故障等可以以最快時(shí)間進(jìn)行及時(shí)處理。

3．逆變器問(wèn)題

逆變器運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)的故障報(bào)警有通訊中斷、模塊過(guò)溫、風(fēng)速模塊故障、絕緣阻抗過(guò)低、電網(wǎng)電壓異常、主板故障等，因故障經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致逆變器自動(dòng)保護(hù)突然停機(jī)，如某逆變器設(shè)備報(bào)警為模塊過(guò)溫，設(shè)備保護(hù)停機(jī)。后經(jīng)發(fā)現(xiàn)為逆變器室設(shè)計(jì)不合理，散熱不良，及氣候干燥。

逆變器散熱系統(tǒng)需良好有效，長(zhǎng)期高溫運(yùn)行會(huì)對(duì)設(shè)備硬件造成影響，并導(dǎo)致設(shè)備損壞。IGBT模塊軸流風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)軸承老化，出現(xiàn)軸承卡死，軸承潤(rùn)滑不良，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)異響或停止工作， IGBT模塊過(guò)溫會(huì)造成火災(zāi)隱患，而且嚴(yán)重影響發(fā)電量，此時(shí)應(yīng)對(duì)異常的風(fēng)機(jī)進(jìn)行更換及維修；進(jìn)行風(fēng)機(jī)保養(yǎng)，軸承填充潤(rùn)滑油，更換損壞的軸承，更換風(fēng)機(jī)軸承時(shí)間早上或者下午進(jìn)行，待發(fā)電峰值低時(shí)，進(jìn)行更換，盡量減少更換停機(jī)過(guò)程中的電量損失。

對(duì)于電站運(yùn)維人員，日常應(yīng)加強(qiáng)巡檢力度，利用監(jiān)控管理系統(tǒng)進(jìn)行管控光伏區(qū)設(shè)備運(yùn)行狀況，做到設(shè)備無(wú)告警運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理，減少設(shè)備故障損失電量。加強(qiáng)運(yùn)維員業(yè)務(wù)知識(shí)培訓(xùn)，能做到設(shè)備出現(xiàn)故障，迅速判斷出故障點(diǎn)及時(shí)處理。通過(guò)對(duì)設(shè)備歷史故障進(jìn)行篩查，確定易損故障件名稱，采購(gòu)易發(fā)生故障元器件作為備品備件，以防出現(xiàn)故障無(wú)備件可更換。加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作，確保設(shè)備在最佳工作狀態(tài)運(yùn)行。

小結(jié)

光伏電站運(yùn)行周期長(zhǎng)達(dá)25年以上，電站的主要設(shè)備如光伏組件、支架、匯流箱、逆變器、電纜、高壓設(shè)備等等都可能因自身或外在的因素發(fā)生故障，運(yùn)維期間應(yīng)對(duì)設(shè)備資產(chǎn)檔案加強(qiáng)管理，做到設(shè)備的銘牌參數(shù)、型號(hào)、供應(yīng)商、設(shè)備的位置、歷史運(yùn)行狀態(tài)和故障記錄、維修和更換記錄都可追溯，電站應(yīng)做好設(shè)備運(yùn)行記錄，因?yàn)閷?duì)于后期新電站設(shè)備的選型將提供有益的參考。對(duì)于故障發(fā)生后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修或替換，對(duì)于故障的類型和故障的損失電量應(yīng)做好計(jì)算存檔。對(duì)于經(jīng)常發(fā)生故障的設(shè)備，經(jīng)判斷為設(shè)備選型失誤或設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題的，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換，以免影響發(fā)電量。