引言：随着30、60目标的逼近，新能源行业得到了飞速的发展，国内太阳能发电量的占比不断提高，太阳能发电具有清洁、可控、稳定等特点，是清洁能源企业重点发展方向，然而因太阳能发电场占地面积大的特点，也让其日常管理较为困难，本文以共青城市红星太阳能发电场为依托，重点介绍太阳能发电场日常生产过程中的主要故障以及解决方案，为太阳能发电场站的运行维护提供的可行性方案以及案例，对优化太阳能发电场站的运行维护具有重要意义。
一、共青红星太阳能发电场简介
1.1 地理位置
国家电投集团江西电力有限公司新能源发电分公司共青红星光伏电站位于九江市共青城市江益镇帅家村，东经115°北纬29°，场区介于南昌市与九江市之间，距九江市直线距离55km，距离南昌市直线距离57km。场区总面积约6200千平米，地势平坦，地表以农作物为主。场区为鄱阳湖滞洪区，周边有防洪堤坝，堤顶高程19.40~20.62m，堤顶宽3~4m，防洪能力20年一遇。
1.2 发电设备的主要结构
电站一期项目共有100个1.0MW光伏发电子系统组成，安装324516块单片功率320Wp多晶光伏组件。电站选用平单轴、斜单轴跟踪系统，采用分块发电，集中并网方式。总装机100.6MWp，单轴跟踪90.6MWp，斜单轴跟踪10MWp。每个光伏子阵由24台组串式逆变器、12台交流汇流箱及1台1000kVA组合式变压器组成。共计八条集电线路、两段35kV母线，两台50000kVA油浸式有载调压变压器及一套110kV GIS成套装置，通过110kV红益线接入对侧江益变电站110kV母线侧，送出距离约为20km。
电站二期项目共有48个3.15MW光伏发电子系统组成。安装约314000块单片功率550Wp单晶光伏组件。电站选用平单轴跟踪系统，采用分块发电，集中并网方式。总装机172.76688MWp。每个光伏子阵由11-16台组串式逆变器及1台3150kVA组合式变压器组成。共计9条集电线路、两段35kV母线，两台主变容量分别为80000、90000kVA油浸式有载调压变压器及一套110kV GIS成套装置，通过110kV红杨线接入杨家岭变电站110kV侧。
1.3 发电原理
太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
红星光伏属于光—电直接转换方式，该方式是利用光电效应将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用，与火力发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。
二、共青场站主要缺陷的分析
2.1 组串支路零电压电流现象：组串中存在MC4接头虚接、进水造成接头烧断；组串中的组件接线盒鼓包、破裂造成断流；组串中的组件存在雷击、吹断线等损坏情况。
2.2逆变器停机现象：组串进线直流电缆受伤、破皮后接地造成绝缘阻抗低停机；组串之间短路造成大电流过流停机；风扇故障或散热口堵塞造成高温停机；逆变器内部主板、电容、电器元件损坏烧毁等造成系统故障停机；逆变器交流侧断电无电压造成逆变器孤岛保护停机。
2.3交流汇流箱跳闸现象：负荷过大造成跳闸；相间短路造成跳闸；三相不平衡造成跳闸等。
2.4箱变低压侧跳闸现象：进线电缆单相接地造成跳闸；进线电缆相间短路造成跳闸；绝缘油位过低造成跳闸；绕组超高温造成跳闸；绕组绝缘故障造成跳闸。
2.5方阵通讯中断现象：光缆弯折断裂造成通讯中断；尾纤弯折断裂造成通讯中断；测控装置、交换机故障造成通讯中断；
2.6集电线开关跳闸现象：进线过符合造成跳闸、进线高压电缆单相接地造成跳闸、进线电缆相间短路造成跳闸；进线电缆三相不平衡造成跳闸；
三、太阳能发电站的主要缺陷的处理方法
3.1 组串缺陷处理办法：在组串式逆变器处测量该组串正负极回路，无电压说明中间连接直流电缆烧断（在烧断处重新制作MC4接头），电压偏低说明光伏组件存在故障（观察组件外观、接线盒存在异常更换该组件），组串正负极单项对地无压降或其中一相满电压（找到绝缘故障线路进行更换）
3.2 逆变器缺陷处理办法：先后台通讯查看报警信息，绝缘阻抗低、过流（查找出故障组串后修复）温度异常（检查出风口及风扇）交流侧失电（检查箱变低压侧空开）系统故障（逆变器内部元器件故障需更换配件或整机）
3.3交流汇流箱缺陷处理办法：先检查外观有无异常、异味现象，断电状态检查三相绝缘电阻及对地电阻。
3.4箱变缺陷处理办法：先查看外观、油位、压力释放器无异常后调出箱变测控装置报警动作信息，对各支路进线电缆相间和单相对地绝缘检测，必要时停电对绕组进行绝缘和直阻试验。
3.5方阵通讯缺陷处理办法：对通讯交换机进行查看有无断电和故障，后找出无通讯方阵的首尾两端，进行光路打光测试，找出光路不通光缆进行熔纤修复。对个别信号不对点情况需找到相信位置节点查找出故障原因。
3.6集电线开关处理办法：观察外观有无异常、异味情况，查看测控装置报警动作信息，停电对进线高压电缆进行绝缘测量，排查找出绝缘故障高压电缆线路进行处理。
四、结论
本文以共青太阳能发电站为原型，重点介绍了光伏发电日常生产中的主要故障，并分析产生故障的原因和解决方案，得到以下结论：
1、太阳能发电场站的主要故障为逆变器停机、主要部件跳闸以及通讯中断，因此，在日常的检查中，要重点检查这些部位。
2、对于光伏组串故障，主要是进水和雷击造成的，对此应提高光伏组串的防水性能和防雷性能。
3、通讯故障，主要是光缆弯折断裂以及测控装置、交换机故障导致的，一般主要出现在端口处，因此对于通信线路的安装要尽量避免弯折，线路要固定完整。
4、交流汇流箱跳闸主要是负荷过大、相间短路、三相不平衡导致的，因此在日常运行维护时，要及时关注负荷，及时调整。
5、在日常维护工作中，要时刻注意箱变的情况，尤其是绝缘和油位。
参考文献：
1、《共青光伏场站运行规程》
2、《共青光伏场站检修规程》
