Fotovoltaïsche Energieopwekking Proces Algemene Oorzaken van Storingen en Oplossingen

1. Korte inleiding tot het fotovoltaïsche energieproductieproces

Het werkingsproces van fotovoltaïsche energieproductie is als volgt: Eerst worden individuele zonnepanelen in serie verbonden om fotovoltaïsche modules te vormen, en de modules worden via combinerboxen parallel gerangschikt om een fotovoltaïsche array te vormen. Zonne-energie wordt door de fotovoltaïsche array omgezet in gelijkstroom (DC) en vervolgens omgezet in driefase wisselstroom (AC) via een driefase inverter (DC - AC). Vervolgens wordt met behulp van een stroomversterker het omgezet in AC die voldoet aan de eisen van het openbare elektriciteitsnet en direct aangesloten op het openbare elektriciteitsnet voor gebruik door elektrische apparatuur en afstandsbediening.

2. Classificatie van veelvoorkomende bedrijfsfouten in fotovoltaïsche energieproductie
2.1 Bedrijfsfouten van stroomversterkingsstations

Bedrijfsfouten van stroomversterkingsstations omvatten voornamelijk transmissielijnfouten, busfouten, transformatorfouten, hoogspanningschakelaar- en hulpapparatuurfouten, en relaisbeschermingsapparatuurfouten.

2.2 Veelvoorkomende bedrijfsfouten in fotovoltaïsche gebieden

Bedrijfsfouten in fotovoltaïsche gebieden worden meestal veroorzaakt door onregelmatige constructie en installatie, wat leidt tot fouten van zonnepanelen, strings en combinerboxen; of fouten veroorzaakt door onjuiste installatie en inrichting van inverters, evenals fouten van hulpapparatuur van stroomversterkers; en fouten die ontstaan door nalatigheid bij inspecties en het niet tijdig detecteren van verborgen gevaren.

2.3 Communicatie- en automatiseringsfouten
Communicatie- en automatiseringsfouten kunnen tijdelijk geen invloed hebben op de energieopwekking van apparatuur, maar ze zullen nadelen brengen voor bedrijfsanalyse, het detecteren en elimineren van apparaatdefecten. Ze kunnen ook ervoor zorgen dat de apparatuur niet op afstand kan worden bediend, waardoor er veiligheidsrisico's ontstaan. Als deze niet serieus worden genomen, kunnen ze leiden tot de uitbreiding van ongelukken.

2.4 Fouten veroorzaakt door regio en omgeving

Dergelijke fouten manifesteren zich voornamelijk als: verzakking van zachte grondvesten veroorzaakt veranderingen in apparatuur en moeilijkheden bij bediening, en onvoldoende veiligheidsafstand veroorzaakt elektrische aarding en korte sluitingen; zoutnevel roest elektrische apparatuur, en waterdampverdamping veroorzaakt verstopping en isolatieafbraak van apparatuur; kleine dieren dringen binnen in elektrische apparatuur en veroorzaken korte sluitingen, enz.

3. Analyse van de oorzaken van veelvoorkomende fouten

Theoretisch gesproken kunnen diverse ongevallen en grote fouten worden voorkomen, maar in de praktijk komen veiligheidsongevallen in de energieproductie nog steeds regelmatig voor, en apparaatfouten en defecten zijn algemeen. De redenen hiervoor zijn:

• In het beginstadium van het ontwerp, vooral in vroege fotovoltaïsche projecten, zijn er congenitale tekortkomingen. Omdat het proces van fotovoltaïsche energieproductie eenvoudig en overzichtelijk is, werd de bouw vaak gehaast uitgevoerd, en was er een gebrek aan perfecte ervaring om naar te verwijzen.

• De haast in de bouwperiode maakt het moeilijk om de technische beheersing van de bouwploeg strikt te controleren, en de bouwprocessen en specificaties voldoen niet aan de normen, waardoor er verborgen gevaren achterblijven voor latere operaties.

• Er is geen volwassen inspectiemechanisme, waardoor het moeilijk is om de kwaliteit van apparatuurpleveranciers te identificeren, wat resulteert in een lage betrouwbaarheid en een hoge falingsfrequentie van apparatuur in gebruik.

• De kwaliteit van personeel kan de ontwikkeling niet bijhouden. De meeste fotovoltaïsche onderhoudspersoneelsleden zijn nieuwe werknemers, leren terwijl ze werken; sommige bedrijven vertrouwen op oude werknemers van thermische krachtcentrales om "nieuwe werknemers op te leiden met oude werknemers", en nieuwe werknemers hebben tekortkomingen in operationele analyse, anomaliedetectie, defecteliminatie en ongevalshandhaving.

4. Oplossingen

De technische oplossingen voor veelvoorkomende bedrijfsfouten in fotovoltaïsche centrales zijn als volgt:

• Begin bij de bron, en maak in het beginstadium van het ontwerp een volledig, gedetailleerd, wetenschappelijk en geoptimaliseerd ontwerpschema in combinatie met de feitelijke situatie van de site.

• Versterk het hele infrastructuurbeheer, controleer streng de kwalificatiecontrole, en let goed op de proceskwaliteit en -specificaties.

• Controleer streng de toegang van apparatuur, en wees vastberaden om onkwalitatieve apparatuur buiten de deur te houden.

• Versterk de educatie van het verantwoordelijkheidsgevoel van het personeel en de ontwikkeling van technische capaciteiten. Het implementeren van deze 4 punten kan effectief de incidentie van veelvoorkomende fouten verminderen.

4.1 Veelvoorkomende fouten en afhandeling van stroomversterkingsstations

Fouten van stroomversterkingsstations vallen onder algemene elektrische fouten, en de afhandelingsprincipes en -methoden zijn vergelijkbaar voor bedrijven van verschillende soorten energieproductie. Vooral bij busbar-stroomuitval en lijnuitval zal een enkele bus, enkele circuit stroomversterkingsstation de hele site zonder stroom laten; voor fotovoltaïsche projecten moet de inverter eilandbescherming activeren en stoppen met werken. Het bedrijfs- en dienstpersoneel moet:

• De fabriekvoeding bevestigen, de invoer van de noodvoeding controleren, en de normale werking van de DC- en communicatiesystemen waarborgen.

• De werking van beschermingsapparaten verifiëren, de type actie helder maken, en de mogelijkheid van fouten analyseren.

• Het primaire systeem controleren, het foutpunt vinden, samenwerken met de dispatch, veiligheidsmaatregelen nemen om defecten te elimineren, en zo snel mogelijk de werking herstellen.

4.2 Veelvoorkomende fouten en oorzaken in fotovoltaïsche gebieden

De oorzaken van bedrijfsfouten in fotovoltaïsche gebieden zijn voornamelijk als volgt:

• Tijdens de infrastructuurconstructie zijn de installatie en bedrading van zonnepanelen niet stevig, sommige aansluitingen gebruiken geen speciale aansluitingen, de schroeven in de combinerbox zijn niet aangedraaid, en de blokkering is incompleet of van slechte kwaliteit.

• De installatie en inrichting van apparatuur zijn niet serieus en grondig. De installatie, bedrading en inrichting van inverters en stroomversterkers zijn verantwoordelijk door verschillende personen, en er is een gebrek aan geünificeerde coördinatie, waardoor fouten vaak voorkomen.

• Fouten veroorzaakt door regionale milieueigenschappen, zoals zoutnevel in kustgebieden die apparatuur corrodeert, wat leidt tot besmetting van kabels en isolatoren, isolatieafbraak, en apparatuur kortsluiting.

• Fouten veroorzaakt door langdurige werking manifesteren zich als loslaten door rotatie en trilling van apparatuur, zoals fouten van koelventilatoren van transformators en inverters, loslaten van de vergrendelingslimiet van de boxtransformator netdeur, en loslaten van de vastzetschroeven en terminalrijen van combinerboxen.

4.3 Preventie van veelvoorkomende fouten in fotovoltaïsche bedrijfsvoering

Fouten van stroomversterkingsstations of apparatuur in fotovoltaïsche gebieden vallen allemaal onder elektrische apparatuurfouten. Voor preventie is het nodig om:

• De eis te implementeren dat infrastructuur de productie dient, en zorg voor kwaliteit en laat geen verborgen gevaren achter tijdens de constructie.

• Tijdens de bedrijfsvoering neem proactief technische toezicht op, en neem preventieve maatregelen op basis van de kenmerken van de site.

• Versterk de educatie van het verantwoordelijkheidsgevoel van medewerkers en de ontwikkeling van probleemanalysecapaciteiten.

4.4 Verschijnselen en afhandeling van veelvoorkomende fouten in fotovoltaïsche bedrijfsvoering

Na normale inbedrijfstelling en proefbedrijf van apparatuur in het fotovoltaïsche gebied, komen moeilijk te detecteren fouten vaak voor in het gedeelte van de zonnepanelen naar de combinerboxen. Er zijn geen duidelijke verschijnselen in het begin, maar de energieverlies blijft doorgaan. Een klauwaameter kan worden gebruikt om de werkstroom van elke string te meten, de defecte string te vinden, en vervolgens te controleren of het een fusieprobleem, een zonnepaneelfout, of een probleem zoals schade aan de aansluitkabel van de string is, en dit tijdig afhandelen.

4.4.1 Combinerbox-fouten

Veelvoorkomende fouten van combinerboxen omvatten blokkeringsscheuren, communicatiemodulefouten, en aardingverhitting en zelfs brand veroorzaakt door loslaten van terminals en schroeven.
De ter plaatse afhandeling bestaat voornamelijk uit inspectie. Tijdens de "voorjaarsinspectie" wordt de blokkering gerepareerd, en de terminalschroeven van de combinerbox aangedraaid, wat in de zomer het verhittingsprobleem grotendeels kan verlichten.

4.4.2 Inverterfouten

Inverterfouten manifesteren zich vaak als stillegging en niet in staat om zelf te starten, meestal voorkomend in het beginstadium van de inbedrijfstelling; na de loop-in-periode zijn de meeste hitte-afvoerfouten (oververhitting), of accessoirebeschadiging en softwarefouten.
De sleutel tot preventie en afhandeling van inverterfouten ligt in dagelijkse reiniging van het filter, waarborgen van hitte-afvoer, versterken van de inspectie van koelventilatoren, en tijdig repareren en vervangen bij het ontdekken van afwijkingen.

4.4.3 Stroomversterkerfouten

De technologie van transformators is rijp, en het faalpercentage van drogetransformators is extreem laag onder normale omstandigheden. Veelvoorkomende fouten omvatten onjuiste blokkering die leidt tot het binnendringen van kleine dieren, koelventilatorfouten, en loslaten van de vergrendeling van de veiligheidsgriddeur van het hoofdlichaam. In kustgebieden en vis-zon-complementaire projecten zijn de kabelkoppen, kabels, en bliksemafleiders van de hoogspanningschakelaars van stroomversterkers de belangrijkste inspectieitems. Wanneer een fout optreedt, zal dit de hele collectielijn doen stoppen met werken.
De preventie en afhandeling van stroomversterkerfouten rust nog steeds op dagelijkse inspectie ter plaatse en tijdige implementatie van technisch toezicht om problemen te voorkomen voordat ze optreden.