眾所周知，光伏電站占地面積大、設備類型和數(shù)量眾多。由于這些設備來自不同廠商，導致不同技術發(fā)展水平的設備彼此無法兼容，出現(xiàn)了設備故障隱患率高、光伏發(fā)電系統(tǒng)運行不穩(wěn)定、太陽能資源利用率較低等問題，嚴重影響了光伏電站的經(jīng)濟效益。

如何客觀、公正地評價光伏電站的系統(tǒng)運行性能、設備運行性能？如何及時發(fā)現(xiàn)故障隱患、有效提高電站發(fā)電量？針對以上問題，本文詳細說明了通過建立科學的、可量化的評價指標發(fā)現(xiàn)一段時間內(nèi)電站運維中存在的問題（系統(tǒng)層面問題、設備層面問題以及運維作業(yè)問題），及時排除設備故障和隱患，從而提升電站運維管理水平，保障光伏電站安全、可靠運行。

1.電站整體運行水平分析

等效利用小時數(shù)分析

等效利用小時數(shù)是指在統(tǒng)計周期內(nèi)，電站發(fā)電量折算到該站全部裝機滿負荷運行條件下的發(fā)電小時數(shù)，它是評估電站運行水平的重要指標。電站管理者可通過對比等效利用小時數(shù)宏觀了解電站的發(fā)電能力。

如果電站的等效利用小時數(shù)指標低于同地區(qū)、同資源條件下的其他光伏電站，說明電站的發(fā)電能力較弱或者日常運維管理不到位，電站的發(fā)電量還有提升空間。

出現(xiàn)這種情況，需要進一步分析電站的系統(tǒng)效率和設備可利用率，評估整個電站的系統(tǒng)性能，找出電站等效利用小時數(shù)偏低的主要原因。

系統(tǒng)效率分析

系統(tǒng)效率是指在統(tǒng)計周期內(nèi)，光伏電站上網(wǎng)等價發(fā)電時與峰值日照小時數(shù)的比值，它是評估電站整個光伏發(fā)電系統(tǒng)運行水平的核心指標。對于地面集中式光伏電站，其系統(tǒng)效率合理范圍在75%~85%之間。

如果電站的系統(tǒng)效率指標不在合理范圍內(nèi)，需要進一步分析電站整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量損耗，找出能耗損失異常點。

電站能耗分析

太陽輻射能量流經(jīng)光伏組件、匯流箱、逆變器、箱變和主變等設備后，均會有不同程度的能量損耗，其能量損耗可用光伏方陣吸收損耗、逆變器損耗、集電線路及箱變損耗和升壓站損耗四大損耗來衡量，結(jié)合木聯(lián)能10.16GW電站運行數(shù)據(jù)分析結(jié)果得出，各段損耗的合理范圍如下：

1）集電線路及箱變損耗和升壓站損耗通常與設備自身性能關系密切，電量損耗也相對穩(wěn)定，一般集電線路及箱變損耗約為1.5%，升壓站損耗約為0.6%。需要注意的是，如果光伏電站的集電線路、箱變或者主變設備發(fā)生故障，將會引起重大的電量損失，因此日常運維中一定要保證其正常、穩(wěn)定運行。

2）逆變器損耗是指在逆變器在交、直流轉(zhuǎn)換過程中，其內(nèi)部的逆變電路以及相關器件的損耗，逆變器損耗一般在3%以內(nèi)，如果電站的逆變器損耗大于3%，則需要查看逆變器轉(zhuǎn)換效率是否達到設備性能要求。

3）光伏方陣是光伏電站中電量損耗的重災區(qū)，光伏方陣吸收損耗主要包含了電池組件失配、組件衰減、溫升、MPPT跟蹤損失、灰塵污漬遮擋損失、直流電纜線損、故障導致的組串電流異常等，光伏方陣吸收損耗的合理范圍在10%~20%。

在四大損耗指標中，如果某項或者某些項損耗指標偏離合理范圍，則需要進一步分析其對應的設備可利用率，找出能量異常損耗的根本原因。

設備可利用率分析

設備可利用率指標是用來衡量設備運行穩(wěn)定性及可靠性的關鍵指標。例如在發(fā)電時間段內(nèi)，某臺逆變器故障停機，那么該逆變器的可利用率一定不會高。結(jié)合木聯(lián)能10.16GW電站運行數(shù)據(jù)分析結(jié)果得出，統(tǒng)計周期內(nèi)光伏電站的逆變器可利用率不能低于98%，若逆變器可利用率低于98%，說明有部分逆變器故障停機（排查檢修停機和限電停機時長）時間過長，從而會導致光伏方陣吸收損耗增大。因此，可以通過設備可利用率指標快速定位出異常運行的設備，找到電站電量損失的主要源頭。

有時，設備雖然沒有故障停機，但其運行性能卻不是最佳狀態(tài)（如匯流箱支路電流偏低），也會造成一定的電量損失。這時，可以通過分析逆變器輸出功率離散率和匯流箱組串電流離散率這兩個指標，衡量設備運行的一致性，找到運行不佳的設備。

逆變器輸出功率離散率和匯流箱組串電流離散率分析

若排除逆變器本身的設備故障問題，則可以通過分析逆變器輸出功率離散率和匯流箱組串電流離散率兩個指標進一步分析逆變器所帶電池組串是否正常運行。

如果電站同一型號逆變器輸出功率離散率偏大，則說明電站存在輸出功率較低的逆變器。針對輸出功率較低的逆變器查看匯流箱組串電流離散率指標，如果匯流箱組串電流離散率偏高，其原因可能有兩種：一種是匯流箱通訊異常，而電池組串、匯流箱和逆變器實際都正常運行；另一種是故障導致的組串電流異常，如電池板損壞、雜草遮擋、連接器插頭斷開或損壞、匯流箱保險燒壞等。

通過逆變器輸出功率離散率和匯流箱組串電流離散率這兩個指標可以快速定位出運行不佳的設備，是電站發(fā)電量提升的關鍵點。

因此，當電站的等效利用小時數(shù)和系統(tǒng)效率偏低時，首先需要分析電站的四大損耗，找出能量損耗的異常點，其次再通過深入分析設備可利用率，并結(jié)合逆變器輸出功率離散率和匯流箱組串電流離散率這兩個指標定位出故障設備和運行不佳設備，找到電站等效利用小時數(shù)和系統(tǒng)效率偏低的真正原因。

2.如何提升電站的運維水平

科學的故障等級分類

在光伏電站的日常運維中，根據(jù)設備故障的影響程度可將設備故障分為四個等級：

A類：危及電站主要設備安全運行、電網(wǎng)安全或人身安全的缺陷。

B類：危及安全生產(chǎn)或設備安全經(jīng)濟運行，影響發(fā)電單元正常出力，消除故障技術難度較大，不能在短時間內(nèi)消除的缺陷。

C類：設備在生產(chǎn)過程中發(fā)生影響發(fā)電單元出力或?qū)е乱粋€發(fā)電單元停電的缺陷。

D類：設備在生產(chǎn)過程中發(fā)生的一般性質(zhì)的缺陷。

及時的故障響應和高效的故障消缺率

在日常運維工作中，對于不同的故障類型，消缺的響應速度要求也不同，根據(jù)上面的分類，一般A類和C類缺陷響應速度要求最高，然后是C類，而B類缺陷不做限時要求，但是出現(xiàn)問題后要盡快響應。

只有及時的故障響應、準確的故障定位和快速的故障消缺，才能有效減少設備故障時長，從而減少設備故障損失電量。在電站日常運維中，要求故障響應及時率為100%，故障消缺率不低于98%。

定期的預防性維護

通過定期的預防性維護工作，能夠有效降低設備故障頻次，將故障隱患消滅于萌芽之中。如大風來臨前通過緊固組件壓塊，能夠有效減少組件被大風吹掉；定期的組件清洗，能夠降低灰塵遮擋造成的發(fā)電量損失等。

總之，通過科學的故障等級分類、及時的故障響應和高效的故障消缺率，能夠有效減少設備故障時長，從而減少故障損失電量。通過定期的預防性維護工作，能夠有效降低設備故障頻次，延長設備壽命，從而保證整個電站安全、穩(wěn)定、高效運行。