太陽能光伏發電系統實現光能到電能的轉換，由光伏組件陣列、直流匯流箱、逆變器、升壓變壓器等多部分組成，結構復雜且長時間帶電運行，易出現問題。需分析運維情況，明確薄弱點并針對性解決，確保系統有效安全穩定運行。

光伏組件運維難：組件數量多，隱患難排查，“帶病"或低效運行損失大。一是組件清洗不及時，如西北春冬季風沙大，表面浮沉影響發電效率；二是部分方陣組件熱斑多，單個組件異常會影響整組串發電量，且隱患無儀器難發現。

匯流箱排查難：存量電站建站久，匯流箱多采用 RS485 通信，多數通信模塊故障或通信線斷線，在線監控系統無法提供準確數據和故障信息，增加運維工作量，降低效率。

逆變器運維難：逆變器是電能轉換核心設備，數量多、集成化高且長期帶電運行，受高溫、灰塵等因素易故障停機。同時運維人員專業水平不足，故障難及時處理，需廠家到場，導致長時間停機影響收益。

電能質量問題：并網點電壓、電流隨輻照度等因素變動，復雜潮流條件下可能產生反向電流，導致傳輸功率下降、負載電壓上升，且光伏作為電網電源點，發展趨勢易變，自主性難控制。

光伏組件的精細化運維

科學制定清洗計劃：定期清潔組件，常用人工清洗、機器人清洗等方法。人工清洗需控制壓力防組件損壞，機器人清洗效率高但成本高。需結合項目特點、季節環境等制定針對性維護計劃。

避免熱斑現象：組件被遮擋易生熱斑，影響光能轉換且損壞組件。需清除組件表面附著物，了解電池內部及反向電流狀態，必要時優化組件功能。依據低效組件數據，拆除匯流箱異常支路組件，重新安裝正常組件，空余支架換裝同規格組件，保證發電能力和上網容量。

匯流箱無線通信技術的應用

匯流箱是電流匯集單元，通信對掌握設備運行至關重要。電站占地廣、匯流箱多，傳統通信故障修復需大量人力物力，且難保證長期可靠通信。通過技改采用無線通信，可提高數據可靠性和運維效率，增加發電量與收益。

逆變器維護

定期維護直流匯集接線端子，檢查接頭接觸、引線等情況，及時處理問題。并網前檢測電網相序、PV 絕緣阻抗等關鍵量。確保電網電壓和 PV 電壓在規定范圍，超出則逆變器斷開電網防損壞。定期巡查設備參數、運行方式等，保證通風良好、冷卻系統正常，無異常振動、聲音和氣味。

改善調壓措施

優化負荷調節系統電壓，動態監控線路，多次迭代調整負荷防過電壓。采用逆變器、升壓箱變等具備負載穩壓性能的設備，應對電壓波動。裝設無功補償裝置，設恒電壓模式保證系統電壓，維持電網穩定。

概述

“雙碳"目標下，分布式光伏發展提速，未來10年新能源裝機年增速將超110GW。分布式光伏不依賴土地，靈活性高，河北、甘肅等多省已推進整縣分布式光伏工作，戶用和工商業企業屋頂光伏發展迅速。

相關標準

遵循Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網技術規定》、GB/T 29319-2012《光伏發電系統接入配電網技術規定》等標準，其中分布式電源并網電壓等級可依裝機容量初步選擇，且優先低電壓等級接入。

解決方案

（1）交流220V并網

多用于8kW左右居民屋頂光伏，部分為自發自用、余電不上網模式，需裝防逆流保護裝置。可通過云平臺管理，安科瑞提供智能網關、防逆流裝置等設備及相關解決方案。

部分小型光伏電站為自發自用，余電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。光伏電站規模較小，而且比較分散，對于光伏電站的管理者來說，通過云平臺來管理此類光伏電站非常有必要，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

（2）交流380V并網

適用于8kW~400kW工商業企業屋頂光伏，多自發自用、余電上網。并網點前和企業與公共電網連接處需裝計量電表，數據傳至用電信息采集系統。部分電站需監測電能質量或裝防逆流裝置，安科瑞提供相應設備及云平臺管理方案。

光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過匯流箱接入逆變器，然后接入企業380V電網，實現自發自用，余電上網。在380V并網點前需要安裝計量電表用于計量光伏發電量，同時在企業電網和公共電網連接處也需要安裝雙向計量電表，用于計量企業上網電量，數據均應上傳供電部門用電信息采集系統，用于光伏發電補貼和上網電量結算。

部分光伏電站并網點需要監測并網點電能質量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨的電能質量監測裝置。部分光伏電站為自發自用，余電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。

這種并網模式單體光伏電站規模適中，可通過云平臺采用光伏發電數據和儲能系統運行數據，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

（3）10kV或35kV并網

單點并網裝機容量小于6兆瓦的非戶用工商業分布式光伏，需升壓后并網。供電部門對穩控系統、電能質量等要求高，并網點需監測電能質量。系統涉及設備多，安科瑞提供APV光伏匯流箱AM5SE微機保護測控裝置等設備及配套解決方案。

上圖為一個1MW分布式光伏電站的示意圖，光伏陣列接入光伏匯流箱，經過直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據情況可不設置)，經過升壓變壓器升壓至10kV或35kV后并入中壓電網。由于光伏電站裝機容量比較大，涉及到的保護和測控設備比較多，主要如下表：

系統功能設計

安科瑞光伏電站監控軟件Acrel-2000Z，基于Windows7系統，采用C/S架構，可實時采集數據，實現電站整體信息監控、組件分布監控、逆變器監控等功能，還能進行歷史數據管理、日發電趨勢分析和故障報警。

對光伏電站的整體信息進行監控，采用圖形和數據的形式實時動態地展現電站概況、電站實時發電及發電統計信息。包括電站概括、環境參數、實時信息、發電量統計及發電量信息

通過主界面可以對光伏陣列現場環境進行實時監測與顯示，如室外溫度值、風速、風向、光照強度等。

a）通過對電站內一次及二次配電網絡狀態的監控，了解電站內各電氣設備的運行情況及狀態，并對電站的并網狀態、有/無功功率流向情況等進行實時監控。

b）光伏組件分布監控

能夠根據微逆變反應的數據顯示各組太陽能電池板的工作狀態（是否正常發電），根據組串式逆變器顯示各光伏組串輸出功率，分別計量兩種兩種逆變方式的發電量日發電量、日發電量曲線、月發電量柱狀圖、年發電量柱狀圖等，并對這兩種方式發電量進行對比。

c）逆變器監控

組串式逆變器主要監測指標包括：直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、逆變器內溫度、時鐘、頻率、功率因數、當前發電功率、日發電量、累積發電量、累積CO2 減排量、電網電壓過高、電網電壓過低、電網頻率過高、電網頻率過低、直流電壓過高、直流電壓過低、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、DSP 故障、通訊故障等。監控系統可繪制顯示逆變器電壓—時間曲線、功率—時間曲線等，直流側輸入電流實時曲線、交流側逆變輸出電流曲線，并采集與顯示各逆變器日發電量等電參量。

d）交流匯流箱監控

交流匯流箱主要監測指標包括：光伏組串輸出直流電壓、輸出直流電流、輸出直流功率、各路輸入總發電功率、總發電量、匯流箱輸出電流、匯流箱輸出電壓、匯流箱輸出功率、電流監測允差報警、傳輸電纜/ 短路故障告警、空氣開關狀態、故障信息等。

e）交流配電柜監控

交流配電柜主要監測指標包括：光伏發電總輸出有功功率、無功功率、功率因數、電壓、電流、斷路器故障信息、防雷器狀態信息等。

f）并網柜監控

通過對并網柜的監控，計量上網電量、內部用電量、電能質量、光伏發電系統有功和無功輸出、發電量、功率因數、并網點的電壓和頻率、注入系統的電等參數，計算碳減排量，并折算成標準煤，計算發電收益。

g）環境參數監控

環境參數主要監測指標包括：日照輻射、風速、風向、環境溫度、太陽能電池板溫度等，對比實際微逆或幾種微逆輸出指導電池板需要清洗等信息。

h）歷史數據管理

監控系統可針對光伏發電現場的各種事件進行記錄，如：通訊采集異常、開關變位、操作記錄等，時間記錄支持按類型查詢，并可對越限報警值進行更改設置。

i）日發電趨勢分析

系統提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面，可以反映出每天24小時內光伏發電量與該日日照強度，環境溫度，風速等的波動情況。

j）故障報警

當電池板長時間輸出功率偏低進行故障指示，建議運維人員前往現場檢查是否有故障發生等；另外對于并網柜部分的主斷路器分合閘狀態進行監視，當出現開關變位及時報警，提醒運維人員。

近些年隨著能源的需求不斷增加，面臨很多非可再生資源大量消耗和突出的環境污染問題，光伏發電等清潔能源的開發和應用不斷加快。為了光伏發電系統能夠正常有效運行，需要對其進行定期的運維分析，明確問題所在，采取針對性措施進行優化，確保光伏發電系統的正常運行，進一步促進清潔能源的發展。