光伏发电圆盘设备改造

2015年11月22日() | 打印内容 打印内容

摘 要:在实际的改造过程中,应首先确立光伏发电圆盘改造要求,落实光伏发电圆盘改造的相关措施、确立改造目标及方案,同时制定好施工安全监测体系以及做好数据的整理收集,对光伏发电圆盘改造进行简要说明,在实际的企业技术设备改造过程中,应重点将光伏发电圆盘改造及维护的相关理论研究方法应用到实际工作中去,理论对于实际实践工作具有十分重要的引导作用,只有应用到实践中去才能够真正发挥出理论的作用价值,发挥出理论应有的引导作用。

前 言:

目前1MW四倍聚光双轴跟踪式电站,由于设计问题导致其运行两年以来不断出现问题,致使发电效率逐年下降,大大影响发电量。主要存在问题如下:

实际完成发电量与可研报告设计值比较相差甚远。投运首年完成发电量153.5732KWh,与设计值204KWh相差50.43KWh,完成率75.28%;年利用小时数1536h ,与设计值2040504小时。2011年电量差57.9KWh,完成率71.61%,年利用小时数1460小时,差580小时;投运次年电量差61.31KWh,完成率69.94%,年利用小时数1420小时,差620小时。

1MW电站发电量与平板固定式相比相差甚远。同地区同容量电站1年发电量165.44KWh,年利用小时1654小时,而1MW电站首年累计发电量153.5732KWh年利用小时1536小时。与平板固定式相比,1MW电站发电量低7.2%,首年利用小时数少7.1%

发电圆盘跟踪不准,故障率高。发电圆盘跟踪一直不准,包括方位与仰角,在每天早上机组开始运行时运维人员须将20台圆盘全部手动校正一次,之后每小时再对其手动校正。跟踪不准问题出现次数约为20/天以上,此缺陷严重影响电站的发电量,具体损失电量统计约为单台每小时2-5KWh

光漏斗损坏严重。1MW电站自投运初期就一直存在光漏斗损坏的情况,最初主要为光漏斗烧坏,运行至第二年出现光漏斗密封面失效进水、透光面老化严重的问题。

通过几年的运维经验分析,固定式光伏发电模式其稳定性远远高于跟踪式,而传统平板式组件其稳定性与长期利用率远远高于漏斗式。我企业1MW光伏电站若能解决上述几大问题则电站设备利用率及发电量将会得到有效提升。

在实际的改造工作中,探索1MW光伏电站改造及维护的方法,对改造工作的成功与否至关重要。

1、前后排组件间距

依据二期可研报告,阵列倾角确定后,为避免前后出现阴影遮挡,前后间距为:冬至日(一年当中物体在太阳下阴影长度最长的一天)上午900到下午300,组件之间南北方向无阴影遮挡。安装好后组件仰角不再调整。

计算当太阳能电池组件方阵前后安装时的最小间距D,如下图所示:

一般确定原则:冬至当天早900至下午300太阳能电池组件方阵不应被遮挡。

计算公式如下:

太阳高度角的公式:sina = sinf sind+cosf cosd cosw

太阳方位角的公式:sinβ = cosd sinw/cosa       式中:

f为当地纬度为38.1°

d为太阳赤纬,冬至日的太阳赤纬为-23.5°

w为时角,上午9:00的时角为-45°

D = cosβ×LL = H/tanaa = arcsin (sinf sind+cosf cosd cosw)

即:

光伏发电圆盘太阳电池组件排布方式为:太阳电池组件纵向一块横置,

通过以上公式计算得知:

当地冬至日上午9:00的太阳高度角15.37°

因发电圆盘为方位跟踪式,故其中相对太阳方位角度为0°,cosβ=1

H为电池板两横边相对高度991×sin36°=582.4mm

则:

    2128mm

组件倾斜36°后,组件上缘与下缘产生相对高度差,阳光下组件产生阴影,为保证在本项目选址地处,冬至日上午九时到下午三时子方阵之间不形成阴影遮挡,经计算,组件倾斜后组件上缘与下缘之间相对高度与前后排安装距离,如下列图表所示:

 

因此,当固定式太阳电池组件阵列间距为2128mm时可以保证两排阵列在上午9 点到下午3 点之间前排不对后排造成遮挡。

发电圆盘目前单台共有22排组件,采用留取偶数排的原则,将之前的22排更改为11排,前后间距为3200mm。依据上述计算得出数据,前后排间距为2128mm时可以保证两排阵列在上午9 点到下午3 点之间前排不对后排造成遮挡。目前发电圆盘实际间距为1660mm,增大至3200mm,满足条件,为减少工程量和降低工程难度故排间距选为3200mm

2、跟踪系统处理

现有的方位跟踪系统不做任何改动,仍然采用时间跟踪技术,将原有仰角跟踪系统拆除,取消仰角跟踪系统,变为单轴跟踪。

3、固定支架处理

将原来22排支架从第2排开始,拆除11排奇数排支架及漏斗托架,剩余11排支架,原来的排间距离由1600mm增大至3200mm

剩余11排支架位置不变,将原有漏斗托架按照每横排为一整组进行整体固定,连接相邻两排托架,使之成为整体托架,将托架角度调至36°。

原有仰角跟踪系统机械部分不予拆除,用作现有的固定装置,由于原有跟踪系统分布不均,且密度不够,可能会导致托架支撑力度不够,东西方向每隔一短距横排中间需加装已拆除立柱,并进行托架支撑加固。

4、电池板排列

1)拆除现有全部光漏斗式组件,拆除现有全部组件连接线。

2)依照剩余11排支架位置进行支架加固和根据295W电池板尺寸安装横、竖梁。

3)现场安装电池板,功率为295W,尺寸:1956*991*50mm

1排:支架长21616mm,安装11

2排:支架长31446mm,安装16

3排:支架长33412mm,安装17

45678排:支架长35378mm,各安装18

9排:支架长33412mm,安装17

10排:支架长27514mm,安装14

11排:支架长9820mm,安装5

11排总计可安装功率为295W电池板170块(已扣除组件间防风间隙10mm),总计容量可达到50.15KW,满足逆变器运行条件。

5、电池板固定

采用短边竖向打孔方式进行电池板的固定,每边用26mm螺丝进行固定。每排数量依照设计数量进行安装,电池板之间留有10mm防风间隙。

6、布线方式

采用光伏专用电缆按照每组17块电池板原则进行分组布线,将170块电池板分为10组,即由10个支路进入汇流箱。布线要求尽可能控制10组电缆长度相同,以提高效率。

10个支路接入圆盘中心接线端子,再经过现有6组支路汇入逆变室汇流箱,汇流箱上侧至逆变器电缆不再改动。

7 改造中应注意的问题

7.1 制定严密的施工安全技术措施

7.1.1施工安全技术措施的制定:安全是实现生产的重要前提,对于生产起到保障和促进的作用,尽管在及特殊情况下安全同生产之间会存在细小的差异和矛盾,从安全生产的角度出发,这二者之间不存在任何的矛盾性。依据国家相关的安全法规规定,在安全管理小组的监督下,相关机构及人员应制定合理的安全措施管理守则,使用科学的改造技术,这就要求参与改造的技术及操作人员认真贯彻并实行安全预防与安全生产的引导方针,依据实际的改造及管理的现场情况,对不同的技术人员和改造人员制定相应的改造措施管理办法,设立专门的安全及监督人员对整个现场的安全状况以及改造过程中的安全问题进行全程跟踪监督。所以,改造的安全问题应作为一项重点问题来实施。本次改造的技术措施为:

(1)拆除光漏斗前应先将逆变器、汇流箱及每排光漏斗组串断开隔离,并将反送交流电断路器断开,锁上柜门,悬挂标示牌。

(2)原有二极管保护将不再使用,故要全部拆除。

(3)安装电池板后接线要仔细核对组件数量,防止多接或少接。每组出线需标记清楚,最终分组可靠接入圆盘中心端子排。每组接线要可靠连接,确保正负极准确接入。

(4)布线完成后要对每组支路绝缘进行检查;直流线路正负极核对检查;检查有无接地故障;每组电压进行测量,检查核对无误后再检查汇流箱内电压,全部正常后才可将直流侧并入系统。

(5)开机运行,先送逆变器交流侧电源,带逆变器带电正常后再送入直流侧电源,观察逆变器自检情况及功率等各项参数,如有异常马上停机断电隔离进行处理。

7.2 制定严密的施工组织措施

7.2.1 施工组织机构的设立:在进行光伏发电圆盘改造之前应成立专门的安装小组,整个小组成员由生产人员、技术人员、安全监督人员、设备安装人员以及检修人员构成,负责整项改造工程的施工流程。整个改造过程采取责任制,工作总负责人作为第一责任人,负责工程改造中全面工作。各技术工程成员同时担任各小组的安全员,负责监督小组成员的安全情况以及安全事务的具体落实情况。在各个小组开展改造工作之前,要对当前阶段工作的技术措施等进行分析,严格实行相关规定。

(1)本次技改工作由陈国军负责。运维部主要负责工程部及其他部门人员全力配合,力争最短时间内完成技改工作。

(2)本次技改人员分安全组、技术组、质量组,安全组由王春生负责,主要针对在技改工作过程中的各项安全措施进行落实并监督实施,以及在技改过程中出现的不安全事件的预防与处理。

技术组由梁瑞负责,主要完成技改工作过程中的所有技术相关工作,并负责落实安全技术措施措施。

质量组由马继坤负责安装、焊接、间距等过程中的相关问题。

(3)此次技改工作由企业内部组织开展,施工主体为内部人员,可适当进行外部劳动力雇佣。

(4)此次共计划完成20台发电圆盘的改造,技改时间计划单台为5天。

7.3 做好数据的整理收集

光伏发电圆盘改造及维护的相关资料和图纸从某种角度来说就是改造过程的语言和规定,然而从当前的情况来看,实际的施工过程与图纸规定大相径庭的现象比比皆是,所以,企业相关监督部门必须加大数据及图纸的管理力度,实施竣工图管理,这样为发电设备的改造以及设备返修提供直接严格的数据技术支撑,同时对于加强企业工程项目管理,提升设备工程改造质量来讲具有十分重大的意义。

无论任何项目,在设计图纸最终确定之后,必须经过严格的测试、审查以及安装等等过程才能够最终确定使用,在改造初始时,可以对图纸提出科学合理的修改意见,同时还可以进一步挖掘出施工图纸本身所使用的方法。在安装阶段,可提出进一步意见,可能还会在造现场进行实际的修改引导。在改造的调试过程中,相关运行部门可以依据自身具有的经验,提供合理的修改意见。


圆盘横梁长度详细数据

                                    单位:mm

排数

实际长度

可装数量

取整块数

防风间隙

最终长度

差额

要加块数

最终块数

所欠尺寸

加后长度

备 注

2

17860

9.13

9

80

17684

176

2

11

3756

21616

 

4

27480

14.05

14

130

27514

-34

2

16

3966

31446

 

6

29900

15.29

15

140

29480

420

2

17

3512

33412

 

8

35920

18.36

18

170

35378

542

 

18

-542

35378

 

10

35920

18.36

18

170

35378

542

 

18

-542

35378

 

12

35920

18.36

18

170

35378

542

 

18

-542

35378

 

14

35920

18.36

18

170

35378

542

 

18

-542

35378

 

16

33500

17.13

17

160

33412

88

1

18

1878

35378

 

17(柜子)

29900

15.29

15

140

29480

420

 

 

 

 

不选

18

29900

15.29

15

140

29480

420

2

17

3512

33412

 

20

23880

12.21

12

110

23582

298

2

14

3634

27514

 

22

5820

2.98

3

20

5888

-68

2

5

4000

9820

 


7.4 本次技改工作重点

7.4.1 支架部分的加固和支架横、竖梁的安装,及电池板的固定。

7.4.2 重新布线必须由每17块电池板组成一个支路,共组成10个支路进行并联汇入汇流箱。

7.4.3 分组接线时注意每组数量及接线的可靠性,每组应按照预先编好顺序进行接线。

结 语

在实际的改造过程中,应首先确立光伏发电圆盘改造要求,落实光伏发电圆盘改造的相关措施、确立改造目标及方案,同时制定好施工安全监测体系以及做好数据的整理收集,对光伏发电圆盘改造进行简要说明。应重点将光伏发电圆盘改造及维护的相关理论研究方法应用到实际工作中去,理论对于实际实践工作具有十分重要的引导作用,只有应用到实践中去才能够真正发挥出理论的作用价值,发挥出理论应有的引导作用。另一方面,光伏发电圆盘改造及维护过程不单纯是给机械设备进行科学化维护和改造,同时也是一次对于参与改造及维护的人员一次锻炼和实训的机会,对于很多人员来讲,实际的工作经验是十分重要的,参与改造工作是提升自身能力的际遇。所以,企业应对参与改造的相关技术人员提出相关的要求,规定工作人员不仅仅要将光伏发电圆盘的改造工作做好,同时也要积极加强实际学习,提升自身的岗位能力,在学习过程中进行实践,在实践过程中掌握常识,通过相关具体的应用,可以有效的由思维认知向理性认识过渡,坚持理论与实践相互结合,可以有效的提高技术人员的综合业务能力和实际工作能力。

 

参考文献                                         

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[2]赵丽敏,曹志峰,许洪华.50KWP并网光伏电站系统设计及运行数据分析.太阳能学报第27卷第二期2006.2

[3]方小菊,黄永杰,覃秀凤.机电设备的发展及维护维修[J].广西轻工业,2011,(07):8384.

[4]王长贵.并网光伏发电系统综述(上)太阳能.2008.2

[5]亚搏体育更新客户端辰旭凉州太阳能发电有限企业管理系统文件.运行过程、检修规程

 


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来源(亚搏体育更新客户端辰旭凉州太阳能发电有限企业) 编辑(陈国军 马继坤 梁瑞) 阅读()
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