導讀:隨著光伏電站規模的不斷擴大,光伏設備的數量也在增加。而光伏電站一般地處偏遠地帶,運維人員較少,為保證光伏電站的安全、高效、低成本運行,就勢必要對電站設備運行水平進行全面準確分析,精準運維。
光伏電站的設備組成:
光伏電站設備是光伏電站的基本支撐,一般由氣象站、太陽能電池陣列、匯流箱、直流柜、逆變器、箱變、主變、數據采集器、支路電表、關口表等設備構成,其系統結構如圖1。隨著光伏電站規模的不斷擴大,光伏設備的數量也在增加。而光伏電站一般地處偏遠地帶,運維人員較少,為保證光伏電站的安全、高效、低成本運行,就勢必要對電站設備運行水平進行全面準確分析,精準運維。
光伏設備運行的分析及設置:在光伏設備中,直流柜、箱變和主變發生故障的概率較低,電量損失較大,比較容易發現,所以設備運行分析主要偏重于太陽能電池陣列、匯流箱、逆變器和數據采集器。
圖1太陽能光伏電站結構示意圖
太陽能電池陣列和匯流箱是損失電量的主要發生區,在光伏電站中數量較多,故障發生率較高,且不易被發現,正因為如此,薩納斯設置了”匯流箱組串電流分析”和“匯流箱組串電流故障分析”對太陽能電池陣列和匯流箱故障進行分析,對提升發電量有重要作用;
逆變器的常見故障為逆變器輸出功率為“0”和功率偏低,薩納斯設置了“逆變器日負荷曲線展示”、“逆變器狀態時長統計”、“逆變器啟動規律分析”、“逆變器最大出力分析”、“逆變器輸出功率分析”、和“逆變器故障分析”對逆變器故障進行分析;
為了發現數據采集器故障導致數據上傳丟失或恒值現象,薩納斯設置了“中斷分析”;為了表征組串、匯流箱、逆變器運行效率設置了“組串衰減率對比”、“逆變器轉換效率分析”和“光伏方陣效率及性能比分析”;設置“匯流箱組串電流離散率分析”和“逆變器輸出功率離散率分析”來衡量光伏電站的運維效果;設置“逆變器對比分析”評估不同供應商或不同規格逆變器情況。
光伏設備運行分析內容見下表:
分析方法:
考慮到及時發現光伏設備故障、充分反映光伏設備的運行效率、準確衡量光伏電站運維效果、完成光伏設備評估等問題,薩納斯運用描述性統計分析,主成分分析、聚類分析、關聯分析等方法對光伏設備運行大數據進行統計和挖掘,結合直觀的數據展示技術,對15個分析內容,35個光伏設備運行指標全面展開分析。
可實現功能:
匯流箱組串故障匯總及定位:展示匯流箱組串電流及預警曲線,組串電流偏差率及預警曲線,由兩種曲線可以直觀展示電流為“0”或偏低的故障匯流箱組串,并給出故障匯流箱組串定位、故障起止時間、故障類型判斷、故障引起原因等匯總信息;
匯流箱組串故障分析及預測:可查詢設置周期和電站并網以來的每條匯流箱組串電流故障時長、故障率及因故障損失的發電量,形成匯流箱組串故障隨時間的變化關系和匯流箱組串間故障對比,并對匯流箱或匯流箱組串形成評級,提前預測匯流箱組串故障。
逆變器匯總及定位:展示逆變器啟動時機、逆變器日負荷曲線、逆變器輸出功率及預警曲線、逆變器輸出功率偏差率及預警曲線、最大出力對比,可以直觀得出逆變器輸出功率為“0”或偏低的故障逆變器,并給出故障逆變器定位、故障起止時間、故障類型判斷、故障引起原因等匯總信息;
逆變器故障分析及預測:可查詢設置周期和電站并網以來的每個逆變器故障時長、故障率及因故障損失的電量,形成逆變器故障隨時間的變化關系和逆變器間故障對比,形成逆變器故障預測。
設備中斷信息顯示:展示氣象數據、匯流箱數據、逆變器數據、支路電表數據、關口表數據運行以來的中斷類型及時長,可及時發現數據中斷和中斷時長。
組件商選擇和匹配設計:展示每年的組串功率衰減率即組串衰減率,形成組串衰減率隨時間的變化規律,不同供應商間組串衰減率進行對比,不同電站間組串衰減率形成對比,由此可輔助預測電站發電量,決策光伏組件供應商的選擇,指導光伏組件匹配設計。
設備運行效率:展示了太陽能電池陣列、匯流箱、逆變器的運行效率:光伏方陣效率、性能比、逆變器轉換效率,如下圖,可實時反映關鍵光伏設備運行效率。
運維效果評定:展示設置周期的匯流箱組串電流離散率、逆變器組串電流離散率,并對取值范圍分成四個等級:運行穩定、運行良好、運行待提高、必須改進,運維人員可根據等級評定判斷運維效果和采取相應運維措施。
逆變器選型及設備提升:展示了不同供應商相同功率級別下逆變器的發電時長,故障停機時長,折合成1MW裝機容量的逆變器輸出電量,逆變器將直流電轉換為交流電的效率等關鍵信息,并對各項指標設置權重并評級,根據評級可直接指導逆變器的選型和供應商設備提升方向。