太陽光発電における昇圧トランスフォーマの動作モードとは何ですか

1 太陽光発電プロセスの概要

私の日常業務は最前線での運用保守技術者として、太陽光パネルを個別に接続して太陽光モジュールを作り、それらをコンビナーボックスを通じて並列に接続して太陽光アレイを形成するプロセスに関わっています。太陽エネルギーは太陽光アレイによって直流（DC）に変換され、その後三相インバータ（DC-AC）を通じて三相交流（AC）に変換されます。次に昇圧トランスフォーマーが電圧を公共電力網の要求に合わせて上昇させ、電気エネルギーをグリッド接続設備に統合および分配することができます。

2 太陽光発電運用における一般的な障害の分類
2.1 変電所運用障害

メンテナンス中に変電所の障害は、送電線障害、バスバー障害、変圧器障害、高圧スイッチおよび補助機器の障害、保護継電装置の障害に分類できます。これらは直接電気エネルギーの電圧変換と伝送に影響を与えます。

2.2 PVエリア運用障害

PVエリアの障害はしばしば適切でない設置方法によるものであり、太陽光パネル、ストリング、コンビナーボックスの問題、不十分な調整によるインバータの故障、昇圧トランスフォーマー補助機器の障害などが含まれます。また、点検時の見落としにより潜在的な危険が未検出となることで、潜在的な故障が悪化することがあります。

2.3 通信および自動化障害

通信および自動化システムの障害は直ちに発電に影響を与えることはありませんが、運用分析、欠陥検出、遠隔制御能力を妨げ、対処しないと安全上のリスクが高まります。

2.4 地理的および環境的障害

土壌沈下による設備の変形、安全クリアランス不足による電気ショートサーキット、塩害による腐食、湿気による絶縁劣化、野生動物の侵入によるショートサーキットなど、環境要因により障害が発生します。

3 一般的な障害の根本原因

理論的には厳格な管理により事故や重大な障害は防ぐことができますが、実際には以下の理由により電気安全上の事故や設備故障が続きます：

• 初期のPVプロジェクトの設計上の欠陥：急いで開発されたため経験不足。

• タイトなスケジュールにより施工品質が低下し、作業の質が低く長期的な運用リスクがある。

• 包括的な運転試験なしでは設備の信頼性を評価できず、低品質の部品を使用している。

• メンテナンス従事者のスキルギャップ：多くの新規採用者が古い訓練方法に依存しており、故障診断や緊急対応の熟練度が不足している。

4 解決策

PV発電所における一般的な障害に対処するための技術的な戦略には以下があります：

• サイト固有の条件に合わせた設計を確保するための厳格な事前計画。

• 契約者の厳格な選定と品質管理を含む包括的なインフラ管理。

• 基準未満の製品を排除するための厳しい設備認証。

• 人員の責任感と技術的な専門知識を向上させるための強化された訓練プログラム。
  これらの措置の実施により、障害の発生を大幅に減少させることができます。

4.1 変電所障害の対処

変電所の障害は標準的な電気障害管理プロトコルに従います。バスバーの停電やライントリップが発生した場合、単一バスバーの変電所では全所停電が発生し、アイランド保護とインバータのシャットダウンが引き起こされます。オペレーターは以下を行う必要があります：

• 補助電源を確保し、DCおよび通信のバックアップシステムを確認する。

• 保護装置の動作を分析し、障害タイプを特定する。

• 一次システムを点検し、障害を見つけ、グリッドオペレーターとの協調により安全な復旧を行う。

4.2 PVエリア障害の原因

PVエリアの障害の主な要因には以下があります：

• 不良な設置方法：緩い接続、基準未満の部品、コンビナーボックスの不十分なシーリング。

• インバータと変圧器の設置、配線、調整チーム間の効果的な連携不足。

• 特に沿岸の塩害による腐食と絶縁劣化。

• 長時間の運用による摩耗：ファン部品、端子台、筐体のラッチの緩み。

4.3 障害防止戦略

電気設備の障害に対する予防措置には以下があります：

• 引渡し前に建設品質が運用基準を満たしていることを確認する。

• 運用中の積極的な技術監視と環境リスクの軽減。

• ターゲットトレーニングを通じて人員の責任感と分析スキルを育成する。

4.4 障害検出と対処

太陽光パネルとコンビナーボックス間の隠れた障害は、明確な症状なくエネルギー損失を引き起こしますが、クランプメータを使用してストリング電流を測定することで検出できます。故障した部品、ヒューズ、または接続はすぐに交換する必要があります。

4.4.1 コンビナーボックス障害

一般的な問題にはシールの故障、通信モジュールの故障、端子の緩みによる過熱があります。春のメンテナンス時に定期的な点検を行い、再シーリングと接続の締め付けを行うことで、夏の過熱リスクを軽減することができます。

4.4.2 インバータ障害

インバータの故障は通常、初期運用時にシャットダウンや起動問題として現れます。コミッショニング後は、通風不良や部品・ソフトウェアの故障による過熱が一般的です。予防措置にはフィルターの定期的な清掃とファンの点検が含まれます。

4.4.3 昇圧トランスフォーマー障害

現代の乾式トランスフォーマーはほとんど故障しませんが、一般的な問題にはシール不良による野生動物の侵入、ファンの故障、バルブのラッチの故障があります。沿岸地域やハイブリッドプロジェクトでは、ケーブル終端と避雷器に特別な注意が必要で、集電線の停止を防ぐ必要があります。障害防止には定期的な点検と技術的な監視に依存します。