分散式光伏電站常見故障原因及解決方案

第一章影響光伏電站發電量的因素

光伏電站發電量計算方法，理論年發電量=年平均太陽輻射總量*電池總面積*光電轉換效率。但由於各種因素的影響，光伏電站發電量實際上並沒有那麼多，實際年發電量=理論年發電量*實際發電效率。那麼影響光伏電站發電量有哪些因素？以下是我結合日常的設計以及施工經驗，給大家講一講分散式電站發電量的一些基礎常識。

作者簡介：劉繼茂，深圳晶福源市場部業務員，哈爾濱工業大學電力電子研究生。1994年開始從事設備維修和設計工作，2008年開始從事逆變器研發和光伏系統設計工作。研究過國內外100多個光伏電站運行情況，設計過1000多個併網和離網系統，對設備的選型，可靠性設計，運行維護有獨到的理解。更多內容請參考作者的小店：http://shop58660964.taobao.com/。

1.1、太陽輻射量

太陽能電池組件是將太陽能轉化為電能的裝置，光照輻射強度直接影響著發電量。各地區的太陽能輻射量數據可以通過NASA氣象資料查詢網站獲取，也可以藉助光伏設計軟體例如PV-SYS、RETScreen得到。

1.2、太陽能電池組件的傾斜角度

從氣象站得到的資料，一般為水平面上的太陽輻射量，換算成光伏陣列傾斜面的輻射量，才能進行光伏系統發電量的計算。最佳傾角與項目所在地的緯度有關。大致經驗值如下：

A、緯度0°～25°，傾斜角等於緯度

B、緯度26°～40°，傾角等於緯度加5°～10°

C、緯度41°～55°，傾角等於緯度加10°～15°

1.3、太陽能電池組件轉化效率

1.4、系統損失和所有產品一樣，光伏電站在長達25年的壽命周期中，組件效率、電氣元件性能會逐步降低，發電量隨之逐年遞減。除去這些自然老化的因素之外，還有組件、逆變器的質量問題，線路布局、灰塵、串並聯損失、線纜損失等多種因素。

一般光伏電站的財務模型中，系統發電量三年遞減約5%，20年後發電量遞減到80%。

1.4.1組合損失

凡是串聯就會由於組件的電流差異造成電流損失；並聯就會由於組件的電壓差異造成電壓損失；而組合損失可達到8%以上，中國工程建設標準化協會標準規定小於10%。

因此為了減低組合損失，應注意：

1）應該在電站安裝前嚴格挑選電流一致的組件串聯。

2）組件的衰減特性儘可能一致。

1.4.2灰塵遮擋

在所有影響光伏電站整體發電能力的各種因素中，灰塵是第一大殺手。灰塵光伏電站的影響主要有：通過遮蔽達到組件的光線，從而影響發電量；影響散熱，從而影響轉換效率；具備酸鹼性的灰塵長時間沉積在組件表面，侵蝕板面造成板面粗糙不平，有利於灰塵的進一步積聚，同時增加了陽光的漫反射。所以組件需要不定期擦拭清潔。

現階段光伏電站的清潔主要有，洒水車，人工清潔，機器人三種方式。

1.4.3溫度特性

溫度上升1℃，晶體硅太陽電池：最大輸出功率下降0.04%，開路電壓下降0.04%（-2mv/℃），短路電流上升0.04%。為了減少溫度對發電量的影響，應該保持組件良好的通風條件。

1.4.4線路、變壓器損失

系統的直流、交流迴路的線損要控制在5%以內。為此，設計上要採用導電性能好的導線，導線需要有足夠的直徑。系統維護中要特別注意接插件以及接線端子是否牢固。

1.4.5逆變器效率

逆變器由於有電感、變壓器和IGBT、MOSFET等功率器件，在運行時，會產生損耗。一般組串式逆變器效率為97-98%，集中式逆變器效率為98%，變壓器效率為99%。

1.4.6陰影、積雪遮擋

在分散式電站中，周圍如果有高大建築物，會對組件造成陰影，設計時應盡量避開。根據電路原理，組件串聯時，電流是由最少的一塊決定的，因此如果有一塊有陰影，就會影響這一路組件的發電功率。

當組件上有積雪時，也會影響發電，必須儘快掃除。

第2章分散式光伏電站常見故障

2.1、故障現象：逆變器屏幕沒有顯示

故障分析：沒有直流輸入，逆變器LCD是由直流供電的。

可能原因：

（1）組件電壓不夠。逆變器工作電壓是100V到500V，低於100V時，逆變器不工作。組件電壓和太陽能輻照度有關，

（2）PV輸入端子接反，PV端子有正負兩極，要互相對應，不能和別的組串接反。

（3）直流開關沒有合上。

（4）組件串聯時，某一個接頭沒有接好。

（5）有一組件短路，造成其它組串也不能工作

解決辦法：用萬用表電壓檔測量逆變器直流輸入電壓。電壓正常時，總電壓是各組件電壓之和。如果沒有電壓，依次檢測直流開關，接線端子，電纜接頭，組件等是否正常。如果有多路組件，要分開單獨接入測試。

如果逆變器是使用一段時間，沒有發現原因，則是逆變器硬體電路發生故障，請聯繫我公司售後。

2、故障現象：逆變器不併網。

故障分析：逆變器和電網沒有連接。

可能原因：

（1）交流開關沒有合上。

（2）逆變器交流輸出端子沒有接上

（3）接線時，把逆變器輸出接線端子上排鬆動了。

解決辦法：用萬用表電壓檔測量逆變器交流輸出電壓，在正常情況下，輸出端子應該有220V或者380V電壓，如果沒有，依次檢測接線端子是否有鬆動，交流開關是否閉合，漏電保護開關是否斷開。

3、PV過壓：

故障分析：直流電壓過高報警

可能原因：組件串聯數量過多，造成電壓超過逆變器的電壓。

解決辦法：因為組件的溫度特性，溫度越低，電壓越高。單相組串式逆變器輸入電壓範圍是100-500V，建議組串后電壓在350-400V之間，三相組串式逆變器輸入電壓範圍是250-800V，建議組串后電壓在600-650V之間。在這個電壓區間，逆變器效率較高，早晚輻照度低時也可發電，但又不至於電壓超出逆變器電壓上限，引起報警而停機。

4、隔離故障：

故障分析：光伏系統對地絕緣電阻小於2兆歐。

可能原因：太陽能組件，接線盒，直流電纜，逆變器，交流電纜，接線端子等地方有電線對地短路或者絕緣層破壞。PV接線端子和交流接線外殼鬆動，導致進水。

解決辦法：斷開電網，逆變器，依次檢查各部件電線對地的電阻，找出問題點，並更換。

5、漏電流故障：

故障分析：漏電流太大。

解決辦法：取下PV陣列輸入端，然後檢查外圍的AC電網。

直流端和交流端全部斷開，讓逆變器停電30分鐘以上，如果自己能恢復就繼續使用，如果不能恢復，聯繫售後技術工程師。

6、電網錯誤：

故障分析：電網電壓和頻率過低或者過高。

解決辦法：用萬用表測量電網電壓和頻率，如果超出了，等待電網恢復正常。如果電網正常，則是逆變器檢測電路板發電故障，請把直流端和交流端全部斷開，讓逆變器停電30分鐘以上，如果自己能恢復就繼續使用，如果不能恢復，就聯繫售後技術工程師。

7、逆變器硬體故障：分為可恢復故障和不可恢復故障

故障分析：逆變器電路板，檢測電路，功率迴路，通訊迴路等電路有故障。

解決辦法：逆變器出現上述硬體故障，請把直流端和交流端全部斷開，讓逆變器停電30分鐘以上，如果自己能恢復就繼續使用，如果不能恢復，就聯繫售後技術工程師。

8、系統輸出功率偏小：達不到理想的輸出功率

可能原因：影響光伏系統輸出功率因素很多，包括太陽輻射量，太陽電池組件的傾斜角度，灰塵和陰影阻擋，組件的溫度特性，詳見第一章。

因系統配置安裝不當造成系統功率偏小。常見解決辦法有：

（1）在安裝前，檢測每一塊組件的功率是否足夠。

（2）根據第一章，調整組件的安裝角度和朝向；

（3）檢查組件是否有陰影和灰塵。

（4）檢測組件串聯后電壓是否在電壓範圍內，電壓過低系統效率會降低。

（5）多路組串安裝前，先檢查各路組串的開路電壓，相差不超過5V，如果發現電壓不對，要檢查線路和接頭。

（6）安裝時，可以分批接入，每一組接入時，記錄每一組的功率，組串之間功率相差不超過2%。

（7）安裝地方通風不暢通，逆變器熱量沒有及時散播出去，或者直接在陽光下曝露，造成逆變器溫度過高。

（8）逆變器有雙路MPPT接入，每一路輸入功率只有總功率的50%。原則上每一路設計安裝功率應該相等，如果只接在一路MPPT端子上，輸出功率會減半。

（9）電纜接頭接觸不良，電纜過長，線徑過細，有電壓損耗，最後造成功率損耗。

（10）併網交流開關容量過小，達不到逆變器輸出要求。

9、交流側過壓

電網阻抗過大，光伏發電用戶側消化不了，輸送出去時又因阻抗過大，造成逆變器輸出側電壓過高，引起逆變器保護關機，或者降額運行。

常見解決辦法有：

（1）加大輸出電纜，因為電纜越粗，阻抗越低。

（2）逆變器靠近併網點，電纜越短，阻抗越低

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