光伏電站在運維過程中由于各種主觀或客觀的因素，如不可抗力的惡劣天氣、設備性能衰退、材料老化、設計選型問題、野蠻施工遺留問題等等導致設備在運行過程中出現故障，從而給電站的發電量帶來損失，給電站的安全性帶來潛在影響。下文從光伏組件、匯流箱和逆變器3大設備簡要介紹常見的故障問題。

1．光伏組件掉落

某電站處于西部，一年內常伴有異常惡劣天氣，極端大風并伴有沙塵，由于異常惡劣天氣的影響，嚴重危及光伏電站的安全，特別是大風引起電池組件的脫落，將造成組件背板破損、組件鋼化玻璃破損及接線盒導線斷裂。組件掉落主要有如下因素：

1）、電站安全生產中存在管理比較粗放、系統性管理不夠、人員素質不高、現場管理不到位，設備日常監視、巡視檢查不到位、不徹底，設備隱患處理不及時的問題。比如電站組織人員對光伏區進行除草工作時發現組件壓塊松動現象，除草過程中已對光伏區組件松動壓塊進行了禁固處理。由于電站組件數量較多 ，人員緊缺未能及時組織人員對電站組件壓塊松動情況進行專項檢查。

2）、電站組件安裝、固定方式及施工質量。西部光伏電站組件安裝方式一般采用36°－37°傾角，組件鋪設方式采用縱向布置的方式將組件鋪設在支架上。電站組件固定方式主要是根據組件鋪設傾角、鋪設方式、及電站所在地氣象條件確定。目前電站組件固定方式采用壓塊固定，每個組件至少需要用四個壓塊來固定，電站組件為縱向布置，每個組件長邊框方向各安裝兩個壓塊，根據壓塊布置位置的不同，可以將壓塊分為側壓塊和中壓塊兩種，側壓塊適用于只有一塊組件邊需要固定的情況，中壓塊適用于左右均有組件需要固定的情況。

壓塊一般采用M6的內六角螺栓（螺栓進行熱浸鋅處理），和配套的螺母，再配彈簧墊圈和平墊圈將光伏電池組件固定在支架檁條（支架為C型鋼）上。但是由于施工階段，由于導軌長度未達到設計要求、支架傾斜不平、組件相鄰間距過大，造成螺栓未緊固到位等問題，帶來了潛在的安全隱患，如圖1和圖2所示。

3）、電站所處環境。西部電站位于荒漠地帶，地勢平坦，光照充足，氣候干燥，全年多西北風，春冬季多大風，電站光伏區四周無防風措施，大風來襲時組件無任何保護措施。

綜上所述，組件安裝時由于處在一個傾斜的角度，組件邊框受到應力和扭曲力的作用，邊框在力的作用下發生變形，支架在風力的作用發生整體晃動使組件壓塊發生變形；由于所配套的組件壓塊螺母（未達到設計標準要求）不夠標準，在支架檁條（支架為C型鋼）卡槽中出現歪斜，導致組件在風力的作用下使壓塊螺母位置發生變動從支架檁條上脫出，導致組件脫離支架，致使組件掉落受損。

若出現一塊壓塊緊固不到位，一旦出現異常大風，會導致整個單元支架上安裝的組件整體脫落，組件以固定的傾角縱向平鋪固定在支架上，組件分上下兩列整齊固定在支架上，排列在支架上方組件若發生脫落事故，在風力和重力的作用下對排列在下方的組件造成損傷，對光伏電站的影響較大。

關于組件掉落的防范措施如下：

1）組件固定方式，采用壓塊與抱箍組合的固定方式，對光伏區處于迎風面（西北風）組件陣列，組件邊壓塊加裝U型螺栓或者用雙股2平方毫米鐵絲進行綁扎固定，使組件固定更可靠；同時緊固支架防風拉桿，以防支架隨風扭動。

2）加強電力生產安全管理。電力安全生產要始終堅持“安全第一、預防為主”的方針，堅持以人為本，牢固樹立“責任重于泰山”的觀念，把安全生產放在各項工作的首位。就是要做到“防微杜漸”、“居安思危，防患于未然”要求把安全管理由過去的問題發生和事故處理轉變為發現問題和事故預防，把工作的重點放到預測、預控和預防上，特別是要把查設備隱患、建立健全規章制度等工作落到實處，從人員、設備、規章制度、技術標準等各方面加強全面的安全管理，落實各級人員安全責任，建立健全安全生產問責機制，嚴格進行安全考核和責任追究，健全和完善安全生產的工作體系。切實做到責任到位、措施到位，人員到位，規范現場作業要求，提升電站事故防范工作水平。

3）規范事故匯報流程。完善和健全事故應急處理機制，事故發生后應立即將事故情況報告公司相關本門及領導，同時成立事故處理小組并組織召開故障分析會議，查找故障原因并制定故障處理方案，將故障處理方案報送公司相關本門及領導。各崗位人員明確崗位職責，應驗收崗位，發生事故時迅速查找故障點，將故障設備進行隔離，解除對人身設備的威脅，查找事故的原因，消除故障，同時注意非事故設備的正常運行。

4）加強設備日常管理。加強設備日常監視、巡視檢查力度，并做好記錄。發現問題及時處理，同時做好事故預想，結合站內設備運行狀況，加強設備排查力度，根據不同設備完善設備巡查內容，杜絕避免因巡查不到位致使設備故障異常的發生。

2．匯流箱燒毀問題

直流拉弧是電站運行中常見問題。主要原因如下：

1）組串匯流接線錯誤

發生該低級錯誤主要為施工期間，存在短路或正負極性接反。施工時接完線后需要檢查每一串的極性和電壓，判斷組串開路電壓是否正常。

2）故障電弧燃燒端子

組串正負極性之間的高壓之間會產生電弧，組串不發電時，電壓表現為開路電壓，一般最高可達700V以上。光伏組件系統是一種直流電的發電裝置，其造成的故障電弧稱之為“直流故障電弧”，此與一般交流故障電弧最大不同處在于其沒有相位改變所造成的閑歇性周期現象。換句話說，一旦發生了直流故障電弧，高熱現象將會維持直至電源來源消失。由于故障電弧產生的高熱可達攝氏1，000度以上，因此不僅會造成周遭的絕緣物質分解或碳化而失去絕緣的功效，同時也容易導致鄰近的物質達到燃點而被點燃起火。故障電弧可能集中在斷路器上的輸入和輸出端、或每一路的接線端子上，若接觸不良很容易造成拉弧，當電站某匯流箱長期不工作時，內部斷路器和熔斷器應全部斷開。

防范措施和建議：

匯流箱設備采購時，必須帶有電弧檢測及切斷功能。定期對匯流箱進行巡檢，對接線端子松動現象應及時處理。發電現場加強管理，發電區域非電站管理人員應避免隨意進入現場，禁止隨意打開匯流箱蓋板。業主應對現場安裝安保監控設備，若發生故障等可以以最快時間進行及時處理。

3．逆變器問題

逆變器運行過程中容易出現的故障報警有通訊中斷、模塊過溫、風速模塊故障、絕緣阻抗過低、電網電壓異常、主板故障等，因故障經常會導致逆變器自動保護突然停機，如某逆變器設備報警為模塊過溫，設備保護停機。后經發現為逆變器室設計不合理，散熱不良，及氣候干燥。

逆變器散熱系統需良好有效，長期高溫運行會對設備硬件造成影響，并導致設備損壞。IGBT模塊軸流風機長時間運轉，風機軸承老化，出現軸承卡死，軸承潤滑不良，導致風機異響或停止工作， IGBT模塊過溫會造成火災隱患，而且嚴重影響發電量，此時應對異常的風機進行更換及維修；進行風機保養，軸承填充潤滑油，更換損壞的軸承，更換風機軸承時間早上或者下午進行，待發電峰值低時，進行更換，盡量減少更換停機過程中的電量損失。

對于電站運維人員，日常應加強巡檢力度，利用監控管理系統進行管控光伏區設備運行狀況，做到設備無告警運行，發現故障及時處理，減少設備故障損失電量。加強運維員業務知識培訓，能做到設備出現故障，迅速判斷出故障點及時處理。通過對設備歷史故障進行篩查，確定易損故障件名稱，采購易發生故障元器件作為備品備件，以防出現故障無備件可更換。加強設備的維護保養工作，確保設備在最佳工作狀態運行。

小結

光伏電站運行周期長達25年以上，電站的主要設備如光伏組件、支架、匯流箱、逆變器、電纜、高壓設備等等都可能因自身或外在的因素發生故障，運維期間應對設備資產檔案加強管理，做到設備的銘牌參數、型號、供應商、設備的位置、歷史運行狀態和故障記錄、維修和更換記錄都可追溯，電站應做好設備運行記錄，因為對于后期新電站設備的選型將提供有益的參考。對于故障發生后，應及時進行維修或替換，對于故障的類型和故障的損失電量應做好計算存檔。對于經常發生故障的設備，經判斷為設備選型失誤或設備質量問題的，應及時進行更換，以免影響發電量。