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基于风光互补电场光伏设备运行维护管理的探究
摘要:可再生能源是现代社会重点发展的应用能源。在这其中,风能、光能是最常见的可再生能源。人们为了利用风能与光能,建设了大量的风电、光电场。为了更高效地利用风能、光能,人们研发建设了风光互补发电场。风光互补发电场满足了人们同时利用风能与光能的需求,提高了能源的利用效率。风光互补发电场为了保证其正常的运行发电,必须做好相关设备设施的运行维护管理工作。本文介绍了风光互补发电场的主要概况,并以光伏设备为例,介绍了其运行维护管理的具体要求,列举了当前风光互补发电场在光伏设备运维管理中的主要问题,并重点探究了强化光伏设备运维管理的有效措施,以促进风光互补发电场的标准化、规范化的运维管理工作。
关键词:风光互补发电场;光伏设备;运维管理;管理问题;强化措施;
引言
风光互补发电场是人们出于高效利用可再生能源的目的而开发建设的一种发电场。这种清洁的可再生能源发电场可以简单看作是风电场与光电场的有效结合,实现两种发电场的优势互补,使发电场能够兼顾风能发电与光能发电。风光互补发电场的优势是非常突出的,在保证发电稳定性和供电稳定性方面有着良好的表现。风光互补发电场对运维管理人员的日常工作提出更高的要求,以保证发电场的正常发电。但在实际的运维管理中,尤其是光伏设备的运维管理工作,依然暴露出了多种问题。光伏设备是风光互补发电场的重要组成设备,其运行稳定性会直接影响到发电场的发电工作,因此,风光互补发电场需要采取有效措施,以进一步强化对光伏设备的运行维护管理。
一、风光互补发电场的概况
风能发电场与光能发电场只能利用单一的可再生能源进行发电。这种单一的发电模式具有一定的局限性,容易因天气因素而导致发电量锐减或发电过程中断,因而无法为用户提供稳定的电力能源供应。鉴于这一问题,人们提出了风光互补发电场的概念。风光互补发电场的核心是风光互补发电系统,该系统充分利用了风能与太阳能之间的互补性特点,因此该系统在发电过程中保持了良好的稳定性,从而有效弥补了风电或光电独立发电系统的不稳定性与间断性。由于风光互补法发电系统可以根据实际的用电情况和电力资源情况合理地调控配置系统容量。所以该系统的发电可靠性较强。此外,风光互补发电系统具有一定的独立性,既可以独立于电网进行供电,也可以并入电网进行供电。并网时,此套系统的运行不需要消耗城市用电。由于风光互补发电系统的独立性较强,因而其发电场的建设受地域限制的影响较小。又因为该系统良好的环保性和节能性,所以在近年来风光互补发电系统得到广泛的推广和应用。目前,投入使用的风光互补发电场可以根据运行方式的不同而分为离网运行模式和并网运行模式。
风光互补发电系统由多个组件构成,以离网发电系统为例,其主要组件有以下几种设备:
光伏电池组:该组件为发电系统的核心组件之一,能够根据系统使用需求进行串联或并联,其主要功能是将太阳能转换为电能。
风能发电机组:该组件同样是风光互补发电系统组件的核心构成之一。其主要功能是将风力转换为电能。
蓄电池组:该组件是风光互补发电系统中重要的储能组件。蓄电池组可以储存光伏电池组产生的电能。当光照条件不足且风力较小时,发电系统的发电总量也会较少,此时蓄电池组会释放所储存的电能,以满足用户的电力使用需求。如果用户用电负荷较大,且大于风光互补发电系统的正常发电量时,蓄电池组同样会释放电能,以满足当前用户的负载能量需求。
控制器:该组件为风光互补发电系统的控制组件,可以规定蓄电池组的充电、放电条件,也可以根据负载电源需求对光伏阵列和风力发电机组进行控制。
逆变器:该组件的功能主要是将光伏电池组产生的或蓄电池组释放的直流电转换为交流电,以满足负载电源的使用需求。
二、光伏设备运行维护管理要求
光伏设备作为风光互补发电场的核心设备,其运行维护管理工作是发电场日常运维管理的重点内容。在对光伏设备进行运行维护管理时,要严格按照发电场、行业或国家制定的相关运维管理标准执行。为了提高光伏设备运维管理的全面性、有效性,对相关运维管理人员的实际工作提出以下几点要求。
第一,运维人员要保持高度负责的工作态度进行日常的运行维护管理工作,要不断提高自身的职业能力和职业道德,采取巡查、巡视、摸排、检查相结合的运维管理模式。对待运行维护管理工作不敷衍了事,讲究实事求是。
第二,运维管理人员要仔细检查光伏设备组件的运行情况,查看光伏电池组的发电量是否正常。若发现光伏电池组的发电量明显减少,要对比分析各个光伏电池组件的发电量,准确找出光伏电池组发电量减少的具体原因,确定是否有损坏或故障的光伏电池组件,如光伏电池组件采光面出现裂缝。
第三,要仔细检查光伏设备的电气系统。首先检查其电气组件的外表是否出现破损情况。其次要重点检查其线路的连接情况,查看其外界线路是否连接正常。如是否存在短路、断路问题,电池板连接线是否出现松动,电池板的正负接触线是否超出标准控制,电气组件支架是否被腐蚀等情况。一旦发现电气系统的故障问题,运维人员要立即进行处理。此外,运维人员还要定期清理电气系统组件表面的杂物、灰尘,以减少电气系统短路问题的发生。
第四,要定期检查光伏设备组件是否保持干净整洁。光伏电池组件需要接收太阳光的照射才能进行发电工作,如果其采光面被污物覆盖,便会影响其正常的发电运行。而风光互补发电场多建设在野外环境中,光伏电池组采光面容易被沙尘覆盖。因此,运维人员要定期清理光伏电池组,防止污物长期积聚而导致光伏电池组出现故障。
第五,要做好光伏设备的保护工作。野外环境下,光伏设备的工作条件较差,容易受到天气因素的影响,而导致光伏设备故障或损坏,如暴雨、高温、寒冷、大风、雷电等恶劣天气。因此,运维管理人员要时刻注意发电场所在区域的气象变化,提前采取有效的防护措施。例如,运维管理人员要定期检查光伏设备的接地系统是否完好,确保接地系统的有效性,以有效预防雷击;在高温天气时,运维管理人员要使用冷水清理光伏设备组件,为其做降温处理,防止因温度过高引起设备故障。
第六,要加强对跟踪系统的运行维护管理。光伏发电跟踪系统是确保光伏电池组件始终对准太阳方向,接收太阳能的重要系统。由于跟踪系统的故障率相对较高,因此运维管理人员要加强对该系统的检查维修。运维管理人员要做好充足的检查准备,检查跟踪系统的操作使用是否符合标准要求,其连线接触栓是否出现了松动或漏洞。
第七,做好光伏设备运维管理记录。实际进行光伏设备运行维护管理时,相关人员要制定好完善的运维管理计划,明确日常运维管理的内容,同时还要做好各项运行维护管理的详细记录,如光伏设备的运行情况、电气组件的运行状况、光伏设备的运行环境等等。同时还要做好光伏设备故障问题处理的台账,记录各个故障问题的详细信息。
三、光伏设备运行维护管理的主要问题
在风光互补发电场光伏设备运行维护管理工作中出现的问题主要集中在两个方面,一方面是运行维护管理人员的职业能力不足。一些风光互补风电场聘用的运行维护管理人员缺乏充足的运维管理经验,容易在日常运维管理中出现纰漏,或者难以有效解决一些设备的故障问题。另一方面风光互补发电站的建设问题。风光互补发电场在建设施工时,由于施工问题而导致光伏设备没有严格按照相关的建设标准进行安装调试,从而导致光伏设备的安装质量不符合建设标准。经过一段时期的使用后,光伏设备的运行问题便会逐渐显现出来。
四、光伏设备运行维护管理的强化措施
1、建立完善的光伏设备管理系统
为强化风光互补发电场光伏设备的运行维护管理工作,可以建立一套完善的光伏设备管理系统,通过该系统可以实时监测和管理风电场光伏设备的运行情况。这一管理系统应当包括信息管理平台和设备数据库。风光互补发电场可以聘用专业技术人员,根据发电场的实际运行情况,建立合适的光伏设备管理平台和相应的技术文件数据库。运维管理人员可以使用专业设备采集光伏设备正常的运行数据,储存到数据库中。在运行维护管理时,运维人员可以根据管理平台和数据库对光伏设备进行实时监管。
2、完善光伏设备管理档案
光伏设备的运行维护管理必须建立相应的完善的管理档案。该管理档案主要储存管理风光互补发电场光伏设备的设计图纸、验收文件、操作说明书、工作原理。运行维护管理人员在工作时可以通过该档案调取必要的数据文件,从而方便运维管理工作的开展。例如,建立光伏设备的运行档案。该档案中主要记录光伏设备的运行情况,运维管理人员可以通过查看光伏设备的运行记录,了解设备的运行规律,确定设备是否存在故障。光伏设备的运行维护管理涉及的工作内容较多,运行档案的使用可以减少运维管理操作中的失误或纰漏,帮助运维管理人员更加方便地开展运维管理工作。光伏设备的运行档案还会记录设备故障的解决信息,从而为设备的运维管理工作提供重要的参考资料。
3、加强运维管理人员培训
运维管理人员的个人素质能力与光伏设备运行维护管理的实际效果有着直接关系。因此,可以通过提高运维管理人员的职业素质能力,达到强化光伏设备运维管理水平的目的。为此,需要对发电场的运维管理从业人员进行专业的有效的岗前培训工作,确保每位上岗的运维管理人员能够胜任本职工作。在实际工作中,也要继续对运维管理人员进行培训,促使其不断学习新的运维管理技能与知识,不断加强和巩固其安全管理意识,促使运维管理人员更加认真负责地对待光伏设备的运维管理工作,减少其工作失误。
4、加强设备巡查管理
设备巡查是光伏设备运行维护管理中的重要工作,有效的设备巡查能够有效发现光伏设备运行中存在的故障问题,能够起到查漏补缺的作用,及时发现或制止外力因素对光伏设备的损坏。因此,风光互补发电场要加强对光伏设备巡查工作的管理力度。为此,要制定完善的光伏设备巡查计划,明确运维人员需要巡视检查的具体内容。发电场还要建立并实施严格巡查工作管理制度,建立合理的巡查倒班制度、签到制度,合理地安排运维人员进行巡视检查。同时还要明确各个运维管理人员在巡查过程中的责任,建立相应的追责制度,一旦的出现设备巡查责任,要追究个人的责任问题。此外,还应当建立相应的激励制度,对在巡查工作中有突出表现的运维管理人员或队伍进行适当的奖励。
结束语
保障风光互补发电场正常运行的关键在于做好光伏设备的运行维护管理。在开展实际的运维管理工作时,需要以光伏设备的实际运行情况为依据。为此,可以建立完善的运维管理系统,加强对运维管理人员的培训工作,提高其运维管理能力,严格落实光伏设备运行维护管理的各项要求,切实做好光伏设备巡视检查工作,才能保证光伏设备在发电过程中的安全稳定运行。
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作者简介:宋海平(1992.07-),男,汉,青海西宁,本科,助理工程师,主要研究方向:光伏、风电项目。
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