Photovoltaische Stromerzeugungsprozess: Häufige Fehlerursachen und Lösungen

1. Kurze Einführung in den Prozess der Photovoltaik-Stromerzeugung

Der Betriebsprozess der Photovoltaik-Stromerzeugung verläuft wie folgt: Zuerst werden einzelne Solarpaneele in Reihe geschaltet, um Photovoltaik-Module zu bilden, und diese Module werden über Kombinierkästen parallel angeordnet, um eine Photovoltaik-Anlage zu bilden. Die Sonnenenergie wird durch die Photovoltaik-Anlage in Gleichstrom (DC) umgewandelt und dann durch einen Drei-Phasen-Wechselrichter (DC - AC) in Drei-Phasen-Wechselstrom (AC) umgewandelt. Anschließend wird mit Hilfe eines Spannungswandlers der Strom in Wechselstrom umgewandelt, der den Anforderungen des öffentlichen Stromnetzes entspricht, und direkt an das öffentliche Stromnetz angeschlossen, um von elektrischen Geräten und für die Fernsteuerung genutzt zu werden.

2. Klassifizierung häufiger Betriebsstörungen in der Photovoltaik-Stromerzeugung
2.1 Betriebsstörungen von Umspannwerken

Betriebsstörungen von Umspannwerken umfassen hauptsächlich Störungen an Übertragungsleitungen, Busstörungen, Transformatorstörungen, Hochspannungsschalt- und Hilfsgerätestörungen sowie Störungen an Relais-Schutzgeräten.

2.2 Häufige Betriebsstörungen in Photovoltaik-Bereichen

Betriebsstörungen in Photovoltaik-Bereichen sind meist auf unregelmäßige Bau- und Installationsarbeiten zurückzuführen, die zu Störungen an Solarpanelen, Strings und Kombinierkästen führen; oder auf fehlerhafte Installation und Inbetriebnahme von Wechselrichtern, sowie auf Störungen an Hilfsgeräten von Umspanntransformatoren; und auf Störungen, die durch Nachlässigkeit bei der Inspektion durch Personal und mangelnde rechtzeitige Erkennung von Versteckgefährden entstehen.

2.3 Kommunikations- und Automatisierungsstörungen
Kommunikations- und Automatisierungsstörungen beeinträchtigen möglicherweise vorübergehend nicht die Stromerzeugung der Ausrüstung, aber sie bringen Nachteile für die Betriebsanalyse, die Erkennung und Beseitigung von Ausrüstungsdefekten. Sie können auch dazu führen, dass die Ausrüstung nicht ferngesteuert betrieben werden kann, was Sicherheitsrisiken für die Produktion birgt. Wenn sie nicht ernst genommen werden, können sie zu einer Ausweitung von Unfällen führen.

2.4 Störungen durch Region und Umgebung

Diese Störungen äußern sich hauptsächlich in Form von: Setzung weicher Bodenfundamente, die zu Verformungen der Ausrüstung und Schwierigkeiten im Betrieb führen, und unzureichender Sicherheitsabstand, der zu elektrischem Erdkontakt und Kurzschlüssen führt; Salznebel korrodieren elektrische Ausrüstungen, und Wasserdampfverdunstung führt zu Blockierungsablösung und Isolierungsverschlechterung der Ausrüstung; kleine Tiere dringen in elektrische Ausrüstungen ein und verursachen Kurzschlüsse, usw.

3. Analyse der Ursachen häufiger Störungen

Theoretisch können verschiedene Unfälle und schwere Störungen verhindert werden, aber in der Praxis treten immer wieder Unfälle in der Stromproduktionssicherheit auf, und Ausrüstungsfehler und Defekte sind verbreitet. Die Gründe dafür sind:

• In der Anfangsphase der Planung, insbesondere bei frühen Photovoltaik-Projekten, gibt es angeborene Mängel. Da der Prozess der Photovoltaik-Stromerzeugung einfach und intuitiv ist, wurde der Bau oft eilig durchgeführt, und es gab kein vollständiges Erfahrungswissen, das als Referenz dienen konnte.

• Die Eile während des Bauzeitraums macht es schwierig, die technische Verwaltung des Bauteams streng zu kontrollieren, und der Bauvorgang und die Spezifikationen entsprechen nicht den Standards, was für den späteren Betrieb Versteckgefährden hinterlässt.

• Es gibt keinen reifen Betriebsinspektionsmechanismus, wodurch es schwierig ist, die Qualität der Ausrüstungslieferanten zu identifizieren, was zu geringer Zuverlässigkeit und hoher Ausfallrate der im Betrieb befindlichen Ausrüstung führt.

• Die Qualität des Personals hält nicht mit der Entwicklung Schritt. Die meisten Photovoltaik-Betriebs- und Wartungspersonal sind neue Mitarbeiter, die während der Arbeit lernen; einige Unternehmen verlassen sich auf alte Mitarbeiter aus thermischen Kraftwerken, um "neue Mitarbeiter mit alten Mitarbeitern" zu schulen, und neue Mitarbeiter haben Mängel in der Betriebsanalyse, Abweichungserkennung, Defekteliminierung und Unfallbehandlungsfähigkeiten.

4. Lösungen

Die technischen Lösungen für häufige Betriebsstörungen in Photovoltaik-Kraftwerken sind wie folgt:

• Beginnen Sie am Ursprung, und erstellen Sie in der Anfangsphase der Planung, unter Berücksichtigung der tatsächlichen Lage des Standorts, ein vollständiges, detailliertes, wissenschaftliches und optimiertes Designkonzept.

• Stärken Sie die gesamte Infrastrukturverwaltung, prüfen Sie die Qualifikationen sorgfältig, und achten Sie genau auf die Prozessqualität und -spezifikationen.

• Strengen Sie die Zugangskontrolle für Ausrüstung, und halten Sie unqualifizierte Ausrüstung rigoros außerhalb.

• Stärken Sie die Verantwortungsbewusstseinserziehung und die technische Fähigkeitsausbildung des Personals. Die Umsetzung dieser 4 Punkte kann die Inzidenz häufiger Störungen effektiv reduzieren.

4.1 Häufige Störungen und Behandlung von Umspannwerken

Störungen von Umspannwerken gehören zu allgemeinen elektrischen Störungen, und die Behandlungsprinzipien und -methoden sind für Unternehmen verschiedener Stromerzeugungsarten ähnlich. Insbesondere führen Busbar-Ausfälle und Leitungsausschaltungen in einem Umspannwerk mit Einbus-Einzelleitung zur kompletten Stromunterbrechung des gesamten Standorts; für Photovoltaik-Projekte muss der Wechselrichter die Inselabschirmung starten und den Betrieb stoppen. Das Betriebs- und Wachpersonal muss:

• Den Werksstrom bestätigen, die Eingabe des Notstroms überprüfen und den normalen Betrieb der Gleichstrom- und Kommunikationssysteme sicherstellen.

• Die Funktion der Schutzgeräte überprüfen, den Art der Aktion klären und die Möglichkeit von Fehlern analysieren.

• Das Primärsystem überprüfen, den Fehlerpunkt finden, mit der Leitstelle zusammenarbeiten, Sicherheitsmaßnahmen ergreifen, um Defekte zu beseitigen, und den Betrieb so schnell wie möglich wiederherstellen.

4.2 Häufige Störungen und Ursachen in Photovoltaik-Bereichen

Die Hauptursachen für Betriebsstörungen in Photovoltaik-Bereichen sind wie folgt:

• Während des Infrastrukturaufbaus sind die Montage und Verkabelung der Solarpaneele nicht stabil, einige Verbindungen verwenden keine speziellen Stecker, die Schrauben in den Kombinierkästen sind nicht festgezogen, und die Verschlüsse sind unvollständig oder von schlechter Qualität.

• Die Installation und Inbetriebnahme der Ausrüstung erfolgen nicht sorgfältig und gründlich. Die Installation, Verkabelung und Inbetriebnahme von Wechselrichtern und Umspanntransformatoren werden von verschiedenen Personen durchgeführt, und es mangelt an einheitlicher Koordination, wodurch häufig Störungen auftreten.

• Störungen, die durch regionale Umgebungsmerkmale verursacht werden, wie beispielsweise Salznebel in Küstengebieten, die die Ausrüstung korrodiert, zu Verschmutzungssprühen von Kabeln und Isolatoren, Isolierungsverschlechterung und Kurzschlüssen führen.

• Störungen, die durch langfristigen Betrieb verursacht werden, zeigen sich als Lockerungen durch Drehbewegungen und Vibrationen der Ausrüstung, wie beispielsweise Störungen an Kühlventilatoren von Transformatoren und Wechselrichtern, Lockerung der Sperre des Netzgittertores des Transformators, und Lockerung der Befestigungsschrauben und Endreihen der Kombinierkästen.

4.3 Prävention häufiger Störungen im Photovoltaik-Betrieb

Störungen von Umspannwerken oder Ausrüstung in Photovoltaik-Bereichen gehören zu elektrischen Ausrüstungsstörungen. Zur Prävention ist es notwendig:

• Die Anforderung umzusetzen, dass die Infrastruktur der Produktion dient, und während des Baus Qualität und keine Versteckgefährden sicherzustellen.

• Im Betrieb technische Überwachung aktiv umzusetzen und vorsorgende Maßnahmen gemäß den Standortmerkmalen frühzeitig zu ergreifen.

• Die Verantwortungsbewusstseinserziehung des Personals und die Ausbildung der Problemanalysefähigkeiten zu stärken.

4.4 Phänomene und Behandlung häufiger Störungen im Photovoltaik-Betrieb

Nachdem die Inbetriebnahme und Probelauf der Ausrüstung in den Photovoltaik-Bereichen normal sind, treten oft schwer zu erkennende Störungen im Bereich von den Solarpaneele bis zu den Kombinierkästen auf. In der Anfangsphase gibt es keine offensichtlichen Phänomene, aber der Energieverlust setzt fort. Ein Klammerschraubmesser kann verwendet werden, um den Betriebsstrom jedes Strings zu messen, den defekten String zu finden und dann zu überprüfen, ob es sich um ein Sicherungsproblem, eine Solarpaneele-Fehler oder ein Problem wie Schäden an der Verbindungslinie des Strings handelt, und es zeitnah zu behandeln.

4.4.1 Kombinierkastenstörungen

Häufige Störungen von Kombinierkästen umfassen Blockierungsabstreifung, Kommunikationsmodulfehler und Erwärmung und sogar Brand durch Lockerung der Anschlussklemmen und Schrauben.
Die Ortshandhabung besteht hauptsächlich in der Inspektion. Während der "Frühjahrsinspektion" wird die Blockierung repariert, und die Anschlussklemmenschräube des Kombinierkastens festgezogen, was im Sommer das Heizproblem weitgehend lösen kann.

4.4.2 Wechselrichterstörungen

Wechselrichterstörungen zeigen sich oft als Abschaltung und Unfähigkeit, sich selbstständig neu zu starten, dies tritt meist in der Anfangsphase der Inbetriebnahme auf; nach der Laufeinperiode sind es meist Wärmefehler (Überhitzung), oder Zubehörbeschädigungen und Softwarefehler.
Der Schlüssel zur Prävention und Behandlung von Wechselrichterstörungen liegt in der täglichen Reinigung des Filters, Gewährleistung der Wärmeableitung, verstärkter Inspektion der Kühlventilatoren und zeitnaher Reparatur und Austausch bei Entdeckung von Anomalien.

4.4.3 Umspanntransformatorstörungen

Die Technologie der Transformatoren ist reif, und die Ausfallrate trockener Transformatoren unter normalen Bedingungen ist extrem gering. Häufige Störungen umfassen unangemessene Blockierung, die zum Eindringen kleiner Tiere führt, Kühlventilatorstörungen und Lockerung der Sperre des Sicherheitsgitters des Gehäuses. In Küstengebieten und Fischerei-Solar-Kombinationsprojekten sind die Kabelköpfe, Kabel und Blitzableiter der Hochspannungsschalter von Umspanntransformatoren die wichtigsten Inspektionspunkte. Sobald ein Fehler auftritt, führt dies dazu, dass die gesamte Sammlungsleitung den Betrieb einstellt.
Die Prävention und Behandlung von Umspanntransformatorstörungen beruht weiterhin auf täglicher Inspektion und zeitnaher Umsetzung der technischen Überwachungsarbeit, um Probleme vor deren Auftreten zu verhindern.