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浅析电站运维技术失效列表:火灾隐患及自然灾害

www.rapidaoitaqua.com2019-07-13
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对于光伏电站持有者而言,追求电站的最大发电效率和实现电站的预期收益是核心目标。在光伏设备空间有限的现实背景下,增加了效率难度,它是精制和操作的。发电厂的收入是降低成本和提高光伏系统效率的最快方式,实现预期回报的前提是光伏资产的安全稳定运行。近年来,由于施工质量缺陷,设备选择不当,运行维护管理不规范,常见的是人员伤亡和重大财产损失。因此,安全保障是运行和维护的基础和关键。它需要是预防性的和定期的。维护和定期检查是指在运行寿命期间科学合理地管理电站,确保整个系统安全,稳定,高效运行。

1.火灾隐患和防火措施

1.1组件热点

热点现象是光伏发电系统的典型故障。如图1所示,它不仅降低了系统的发电效率,而且还容易带来安全问题。由元件内部原因形成的热点具有元件的虚拟焊接,这很容易。导致电阻增加,导致元件升温。高温下的严重热点可能会对电池造成永久性损坏,焊点熔化,网格线损坏,包装材料老化等。局部过热还可能导致玻璃破裂,背板烧穿,甚至元件自燃,起火因此,热点一直是发电站运营和维护中最关心的问题。

电池的泄漏会影响电池的正常工作,从而起到负载的作用,消耗其他普通电池的电量;二极管的可靠性差,旁路不及时。另外,组件的其他组件,例如外部阻塞和组件材料的差的阻燃性,可能在光伏电站中引起火灾。

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Precautions: The components of the photovoltaic zone can be scanned regularly using a handheld thermal imaging camera or drone. The quality of the components is evaluated by the test results. Since there is no uniform standard for the hot spot temperature range, some enterprises use summer and It is not defined in summer. For example, in summer, when the ambient temperature is greater than 35 °C, the temperature of the glass surface of the module is greater than 90 °C. In the non-summer time, the temperature difference of the glass surface is greater than or equal to 20 ° C as the standard for hot spot judgment. Since the normal operating temperature range of the components is generally between -40 and +85 °C, it is recommended to replace the components after the temperature continues to exceed 85 °C.

1.2 Component junction box failure

The junction box receives the output energy from the component, which is the carrier and the intermediate device. The diode breakdown in the junction box, the short circuit or failure of the diode, the virtual connection of the positive and negative terminals of the component, and the cracking of the junction box are common problems. The sealing is relatively poor, the air and water vapor are easy to invade, the internal components increase in resistance, accelerate corrosion, and eventually lead to burning. The junction box may be in poor contact or diode failure, and it also poses a safety hazard. There is a reverse current inside the diode. When the temperature rises by 10 °C, the reverse current will double. The reverse current will reduce the current generated by the component and affect the power of the component. Therefore, the junction box must have excellent heat dissipation or special heat dissipation design. In the daily operation and maintenance work, it is recommended to use the infrared camera to regularly check the heat of the junction box and immediately deal with it.

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1.3 Photovoltaic connector failure

xx光伏连接器在系统初始投资成本中的占比不足0.5%,但却是光伏系统的关键零部件,它确保着系统所发电量能够从组件稳定传输到逆变器和用户端。欧盟地平线2020“太阳能银行”项目组根据746座电站的现场运维数据,给出了电站运维TOP20技术失效的列表,若只考虑失效风险所造成的发电量收益损失,“光伏连接器损坏和烧毁”在失效列表中排在第2位。

连接器的失效主要是由于本身的质量,如公母连接器对插之后的接触电阻,一个优质的连接器必须具有很低的接触电阻,并且能长期维持在低的接触电阻。根据光伏连接器国际标准EN50521,接触电阻需小于或等于5mΩ的。失效的第2个原因是不同品牌之间的连接器互插,由于技术和产品材料存在差异,生产过程和质量标准存在差异,公差不一致和原材料不同等问题,因而无法保证100%的匹配。倘若强行互插,会导致温升,接触电阻增高和IP等级无法保证的问题,进而严重影响电站的发电效率和安全.TüV和UL都出过书面声明,不支持不同厂家的连接器互插应用。如果一定要使用的话,最好提前做匹配性测试。

如图2所示为对某电站利用红外热成像仪对优,劣质光伏连接器工作时的温度进行热成像,显然劣质光伏连接器工作时温度更高。因此,在连接器选型时,要选择优质的连接器。

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1.4直流电弧

XX根据第三方机构的调查,光伏电站40%以上的火灾事故是由直流电弧故障引起的。诸如NEC 690.11之类的国际标准要求DC电弧用于光伏系统中任何两个带电部件之间的电压超过80V。检测和保护功能。

在串的正极性和负极性之间的高电压之间产生电弧。当串不发电时,电压表现为开路电压,通常高达700V或更高。光伏电池系统是直流发电装置,由此引起的故障电弧称为“直流故障电弧”。与一般交流故障电弧的最大区别在于它没有由相变引起的空转周期现象。换句话说,一旦发生直流故障电弧,高热现象将一直保持到电源消失为止。由于故障电弧产生的高温可以达到1000摄氏度以上,不仅会使周围的绝缘材料分解或碳化,而且还会失去绝缘效果。同时,很容易使相邻材料到达点火点并被点燃和点火,如图4所示。发电站的火箱被烧毁。从烧毁的照片观察来看,它主要集中在断路器的输入和输出端子上。端子温度最高,保险丝和光伏电缆没有烧痕,可以消除电缆接触不良或短路。导致保险丝电弧放电。在图4的右侧,串和汇流箱中的接线不牢固,存在虚拟连接现象。在操作过程中,不良接触导致电流拉电弧,高温熔断保险丝座导致短路并烧坏汇流箱。

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1.5其他原因

一般来说:直流电弧,大自然的野火和人造的明火源会引起火灾。

图5显示了山地光伏电站的火灾。表面有一定的植被。光伏区域的杂草太多了。由于冬季干燥的噪音,植被易燃,在明火中会发生火灾。此外,区外没有有效的保护和隔离,导致火灾蔓延到光伏区。

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预防措施:

1)全面监控光伏电站的每个角落。

2)参考《DL 5027-2015电力设备典型消防规程》中的要求,检查站内消防设施的设备和安全性,确保其完全可用。

3)要做好突发性火灾应急措施,组织员工进行实际演练,提高应对火灾和消防救援能力的能力。

4)通过墙壁加强电缆沟,轴和桥梁的防火密封。禁止在电缆沟中存放易燃,易燃和助燃物品,并清理碎屑。

该部件的发电站应与外部区域的火灾和火灾隔离良好;重点防火部分应禁止在明显位置吸烟和发射火灾警示标志。做好外来人员的安全教育和监督工作。

6)电站应在特殊季节和时段进行专项巡逻和特殊巡逻,始终保持火警状态,及时发现火灾处理。

2.自然灾害的隐患和预防措施

2.1洪水

洪水对光伏电站的影响的来源是由于它们不是在电站设计开始时根据正确的规格设计的。在光伏电站的设计和施工过程中,通常采用结构防洪和人工防洪来应对洪涝灾害。结构防洪通常反映在设计阶段,并参照洪水评估影响报告进行设计。

对于不同地区的光伏电站,应该区别对待防洪标准。不同地理位置的防洪水平和标准是完全不同的。对于邻近河流和邻近海域,安全超高通常为+ 0.5m,对于山区,考虑山洪对增加桩基高程的影响。

目前,对于大多数项目,设计单位通常将50年内最高的内陆水位作为增加超高的参考标准,并根据地理位置和防洪标准设计调整实际情况。

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[预防措施]

不良部件会导致基础甚至金属支架长期泛滥。在强降水到来之前,设置适当的排水设施或增设临时排水设施。

增压站,配电室,泵房,换箱,电缆沟等设施容易发生洪水,应采取措施。

小面积或发电厂容量内的土壤侵蚀和坍塌问题。发现电站后,应积极组织回填,以防止进一步扩大隐患。

制定应急预案:第一个负责电站安全生产的人员应结合本单位防汛工作的特点,制定合理的防洪措施和应急预案,并进行适当的应急处置和安全评估。在可能导致电站设备损失和影响电站安全的事项上;有效防止和减少重型滑坡,泥石流,山体滑坡等自然灾害,电厂设备基础坍塌,道路坍塌等造成的不利影响,密切关注天气预报和变化过程,并有充足的降雨,水情和不满。灵敏度,及时掌握发展趋势,提前准备应急物资(如沙袋,排水泵,电源板等),一旦设备停电,尽快找到原因,恢复设备运行尽快地。

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2.2风暴

2017年,一个光伏发电站受到强风和沙尘暴的袭击,直到16点才停止。在此期间,平均风速为16m/s,瞬时风速为30m/s,瞬时风速达到9级,沙尘暴约为半小时。最低能见度为299米。强风持续近6个小时。暴风雨过后,多个支架单元的光伏模块被吹掉。

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预防措施:

1)提高光伏支架,元件夹具等的强度设计要求,合理选择元件倾角,风阻更好。对于风阻较大的场所,应加强支架的强度设计,尽可能使用强度较高的镀锌钢支架。

2)为了尽量减少风暴造成的损失,有必要在建设和运营期间制定台风应急预案,建立程序化,规范化,制度化的台风预防应对机制。采取有效行动。

3)PV块组件块及其螺栓和支架柱紧固件的采样工作,特别是在春风和秋风来临之前,并制定一个特殊的采样计划。根据螺栓滚动检查的实施情况确定螺栓,并在日常检查中实际松动。检查紧固比率并判断螺栓的拧紧程度,以确保在大风期间组件不会丢失。由于手动操作的个人优势不同,密封程度不同,施工需要专业的安装工具,如电动扭矩扳手。

4)在日常运行和维护中,加强阵列检查力,及时拧紧松动的压力块。

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3.光伏保险

人保财险根据产业链的分布推出各种形式的光伏保险,包括为零部件制造商提供25年的电力保护保险,为电站建设者提供职业责任保险,为已建成的电站提供财产保险和机器损坏保险。电网连接到电网后的利润损失保险,公共责任保险和发电收入损失补偿。

所有财产风险的覆盖范围:承担由自然灾害,事故等引起的光伏电站直接财产损失。

1)自然灾害:指雷击,大雨,洪水,风暴,龙卷风,冰雹,台风,飓风,沙尘暴,暴风雪,冰,地震,突发山体滑坡,倒塌,泥石流,地面突然下沉,以及其他人力不可抗拒一种强大的自然现象。

2)事故:被保险人无法控制并造成物质损坏的意外突发事件,如火灾和爆炸。

间接损失保险:运营中断和额外成本保险,承保自然灾害,事故和其他导致光伏电站运营中断的间接损失,包括预期的发电和补贴,以及固定成本的增加。

电站可根据实际情况选择合适的保险,尽可能减少财产损失。

4,总结

安全保障是分布式光伏系统运行和维护的重要任务。本文阐述了光伏系统运行和维护可能存在的安全风险,包括火灾隐患,自然灾害隐患等。光伏发电快速增长在行业中,设计的各个方面都容易出现漏洞,施工和设备质量控制。操作维护工作应多管齐下,加强管理,防止问题发生,降低工作中的安全隐患。

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