高海拔地区光伏电站运维实践

高海拔地区光伏电站运维实践

左志刚

国能（共和）新能源开发有限公司   青海省  813000

摘要：高原地区建造光伏电站有着诸多困难，比如气压低，含氧量小，温差较大等情况，这些严酷的自然条件是当前光伏电站需要长期运行过程中必然要面对的考验。光伏电站自身的运行稳定性和安全性在高原如何得到保障，就成为了我们研究的内容。

关键词：高海拔 光伏 运维

我们国家的高海拔地区由于含氧量相对较低以及自然条件、路况等方面相对比较恶劣，因此无论是火电还是水电，在高海拔地区都不占据优势。同时随着我们国家强调环境保护以及低碳减排的要求不断强化，高海拔地区应用新能源装置进行发电的呼声越来越高。高海拔地区如果可以长久建立和维护光伏电站，就可以对广大农牧民的生产生活用电进行极大的改善，无论是社会效益还是生态效益都非常显著。但是由于相对海拔高，缺氧以及温差的各类严酷条件，光伏电站在建立之后如何进行针对性维护就成为了我们需要着手解决的问题。

1高原地区光伏电站的运维情况分析

根据当前某高原光伏电站的现场维护，我们发现了大量的缺陷和故障问题资料，在经过和内地平原地区相同电站的维护经验对比，我们得到的经验如下。

首先，高原地区绝缘类的缺陷和故障相对来说问题较多，低气压对电气设备的影响相对较大。各类设备的外绝缘故障发生率明显高于平原地区，过去的7年内某高原光伏电站已经发生了三次因为绝缘降低而导致的电缆线头被击穿的情况出现。

其次是由于气压降低导致的材料结构密封性受损。电站内部的串接电缆和MC4插头相对来说老化的程度比平原地区要严重的多，电工捆扎带寿命在内地正常使用寿命一半的时间内就会发生老化断落的情况。各类管线和机壳的防火堵料老化和脆化程度明显加剧，同时对于可蒸发的润滑剂蒸发速度过快，或者塑料元件老化等情况更是屡见不鲜。

最后则是当地的气候条件变化造成了相关影响，在雨季时大量的降水造成了光伏电站设计区域出现了冲沟和积水现象，结构大量发生故障。基于平原相关参数指标的设备，在高原运转过程中不能很好的磨合适应。电压的穿越嵌屏和过频要求比在平原地区高得多。

经过数据对比，高原光伏电站对于各类材料的要求比平原地区的光伏材料要求严格很多，因此我们要针对这方面进行不断的强化。

2针对高海拔地区气候条件特点下的光伏电站运维思路

首先在进行维护的时候，我们充分考虑到高海拔地区运动人数相对较少的情况，在当前光伏电站内部的检测设备后台配置了相关的操作系统，运维中心实时对当前的电站运营状态进行针对性的检测并配置了远程控制会诊系统。如果电站出现问题，在网络不中断的前提下，可以进行实时远程操作，减少了电站现场人员的具体需求，降低了值守的频率，实现了智能化运营维护的思路。

其次是根据当前高海拔具体条件配置了相应的核心组件。首先是对逆变器进行了合理选型，在当前的形势下，主串式逆变器可以完美满足当前高海拔地区的安全规范要求，同时由于自身体积较小，在进行安装的时候无需额外建立土建基础工程，因此无论是安装还是维护，都极大的方便了后续的处理步骤。基于PLC构建下的电力载波技术，可以对各类通信线路尤其是RS485等类似的通信线路进行了减少和降低，对当前的安装成本进行了更进一步的节约。在进行逆变器安装的时候，我们采取了IP65防护等级构建下的配置，对于雷击和冰雹、降水等，都有了很好的防护作用，这也对后续的日常巡检和维护需求进行了全面的降低，同时也降低了运维的成本。

第三，在进行逆变器等相关核心组件配置的时候，首先要考虑的是对其进行宽温的设计选用。高原气候不定，环境温度需求变化较大，从最低的零下25度到最高的零上45度，都是当前光伏电站可能遭遇到的气温。因此针对这种空气湿度相对较大，空气压力相对较低的极端条件，我们可以通过涂抹法来进行针对性的逆变器电路板保障处理，对其主要的防尘和防腐能力进行全面的改善，并在此基础上强化当前电路板的潮湿能力。我们还有需要注重当前逆变器自身结构构件下的优化设计，通过对当前电气内部的间隙进行调节和处理，对当前逆变器自身的导体爬电距离进行针对高原条件构建下的优化，并提升在这种条件和气候下的设备适应力，就可以对当前设备本身的电气性能进行全面的提升，针对当前高原的极端条件，进行高寿命运行的准备。

第四，科学确定当前功率的余量。对于平均海拔超过1000米的高原环境构建下，根据当前特定条件气候的影响，我们需要对当前光伏电站的逆变器自身的功率余量进行针对性的确定，以避免由于出现过热的情况，造成突然停电和跳闸，或者由于电流过大造成跳闸的相应情况出现。一般来说，1千米其逆变器自身就要出现5%左右的降容，因此在进行设计安装的时候，我们需要把这部分降容的数字考虑进去，对逆变器的功率进行增强。针对功率增强的方式，我们可以采用如下的思路进行考虑：

（1）通过智能光伏无熔丝或者是通过自然气温散热等相关核心技术进行调整，针对整个逆变系统的简化处理，对于相关部件中凡是可以去掉的全部去掉，降低零件损耗率和整体的故障率。

（2）在进行针对性配置的时候，我们还需要考虑到高海拔地区的自身特点，尽可能降低会被紫外线辐射造成老化的相关配件比重。一般来说，针对于高原地区的光伏组件，其配置主要为EVA层/太阳能电池片/EVA层和背板这4层进行组合。这种组合的方式可以有效降低当前太阳紫外线对于光伏组件的伤害，同时在背板的上表面和下表面都涂有含氟层，尽可能的延长寿命。

第五，对电站核心设备的维修管理进行强化。高原地区相对气候条件恶劣，自然条件较差，因此为了避免对当前的故障造成整个电站的整体影响，我们可以对于风沙相对严重的高原地区派专人在每天的早上和晚上利用专业的抹布进行光伏阵列的清洁处理，降低灰尘对光伏阵列的影响，同时设置较短的周期进行光伏件自身的连线检测，对于不牢固的连线进行及时的更换和处理。每年需要进行1~2次的蓄电池检修，通过各种方式的检测来对蓄电池等设备的参数信息进行确认。在此基础上，逆变器和光伏电站自身的直流控制装置也要进行检修维护，保证其在寿命周期内部可以满足当前的工作需求。同时对于各类架空线路的巡检力度要增强，随时准备检查当前的架空线路是否出现了杂物堆放的情况，或者有可能出现的破裂替换，绝缘子安装是否正常，是否需要进行更换等等。

最后则是针对当前高海拔地区的特点进行针对性的职业健康制度健全。为了降低当前的高原气候对于相关的维护人员健康的不利影响，供电企业需要建立起相应的健康制度来保障维护人员的身心健康，通过常规体检以及健康评估等各种方式，对于维护人员自身的基本情况和健康状况具有一个直观的掌握，同时根据相关内容的了解进行综合性分析，为当前的管理人员制定相应的管理方案，帮助人员树立健康意识，保护自己身体的健康，为光伏电站的维护贡献出自己的力量。

结论

高海拔地区的光伏电站维护难度相对比平原上的光伏电站维护难度大的多，我们可以通过对设备选择以及维护管理制度的改进和人员身心健康的管理，有效提升光伏电站的可靠性和易护性，在当前光伏电站当运营周期内部的经济社会效益进行全面的提升。

参考文献

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[2]何泳,关利勋. 帕米尔高原建起光伏电站[N]. 深圳特区报,2021-10-07(A02).

[3]白珍,靳姗姗,赵斌,袁喜鹏,吕玉龙.高原高寒地区离网光伏电站选型设计[J].西藏科技,2020(07):70-73.