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光伏组件故障分析
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逆变器如何做好光伏电站的“安全管家”（防电弧火灾篇）
11:41:33&&发布：&&来源：深圳古瑞瓦特
摘要： 逆变器作为光伏电站的核心，主要作用是把光伏组件不规则的直流电，转换为正弦波交流电，同时还有过压、过流保护、绝缘阻抗保护、漏电流保护、电网电压频率异常保护等功能。
&逆变器作为光伏电站的核心，主要作用是把光伏组件不规则的直流电，转换为正弦波交流电，同时还有过压、过流保护、绝缘阻抗保护、漏电流保护、电网电压频率异常保护等功能。随着光伏组件价格下调和效率的提升，光伏平价上网的时间越来越近，光伏开始走近千家万户，人们还希望逆变器能在系统中发挥更重要的作用，使光伏系统更稳定，更安全，收效更高。古瑞瓦特公司顺应发展潮流，经过多年研究，开发了多项实用功能，如组串监测功能、组件防PID（Potential Induced Degradation）功能，电弧故障分断器AFCI（Arc Fault Circuit Interrupters）、快速关断RSD（Rapid Shut down）等，这些技术的应用，让光伏系统的安全可靠性得到进一步提高，延缓了组件的衰减，提高经济效率。
本篇将重点介绍逆变器的直流拉弧监测功能和快速关断装置。
火灾是光伏电站经济效益损失最大的事故，如果是安装在厂房或者民居屋顶上，还很容易危及人身安全。光伏电站一旦发生火灾，不能直接用水来灭火，首先要以最快的速度切断电源，光伏电站中的火灾事故因素很多，直流拉弧是主要的原因。
在整个光伏系统中直流侧电压通常高达600-1000V，由于光伏组件接头接点松脱，接触不良、电线受潮、绝缘破裂等原因而极易引起直流拉弧现象。
直流拉弧会导致接触部分温度急剧升高，持续的电弧会产生℃的高温，并伴随着高温碳化周围器件，轻者熔断保险、线缆，重者烧毁组件和设备引起火灾。目前，UL和NEC安规对80V以上的直流系统，都有拉弧检测功能的强制要求。由于光伏系统发生火灾后不能直接用水扑灭，预警和预防，显得十分重要，特别是对于彩钢瓦屋顶，维护人员很难检查出故障点和隐患，所以安装具有拉弧检测功能的逆变器是十分必要的。
古瑞瓦特公司推出一种电路保护装置AFCI，其主要作用是防止故障电弧引起火灾。它有检测并区别逆变器在启停或开关时产生的正常电弧和故障电弧的能力，发现故障电弧后及时切断电路。除此之外，AFCI还具有如下特点：
具备有效的直流电弧识别能力，允许最大直流电流可达60A；
具备友好的接口，可遥接控制断路器或连接器等；
具备RS232转485通信功能，可实时监控模块状态；
LED、蜂鸣器可作为快速识别模块工作状态，声光报警；
功能模块化，易于移植到各个系列产品中；
产品通过UL1699B(type1)认证；
目前，古瑞瓦特全系列北美机器标配AFCI功能，Growatt30-50KTL3-S系列机型标配内置AFCI功能。
分布式系统普及，户用光伏系统增长迅猛，使得越来越多的人接触光伏，但还是很大一部分人对光伏系统的工作原理、系统故障处理方法一无所知，当光伏系统重大故障发生后，需要有专业的装置在保证人生安全的情况下尽量减小损失。
为维护广大人民群众的生命和财产安全，古瑞瓦特率先推出一种针对家庭光伏分布式项目，能远程快速关断光伏系统直流侧组串的快速关断装置，简称RSD。此设备的主要特点是能够在电网发生故障或人为切断等情况下，自动断开每个光伏组串的连接，从而减少组串的电压，保证系统中无高压电，降低触电风险，提高其安全性和实用性。
根据根据NEC690.12标准要求，当市电停电或者认为逆变器设备启动远程关机的情况下，快速关断装置启动后，在光伏阵列10英尺范围或进入建筑物5英尺范围，光伏系统电压必须在10秒钟的时间内降低到30V以下，功率降低到240VA以下。
那么RSD快速关断系统是如何实现的呢？快速关断装置原理图如下：系统由快速判断箱和电源箱两组部组成，关断箱装在组件阵列和逆变器之间，由两组常开继电器组成，继电器由电源箱提供电源。
快速关断装置关断方式有主动和被动两种方式：
1、被动方式：当电网掉电发生孤岛保护后，电源箱停电，关断箱继电器停止工作断开，每个光伏组串与逆变器设备之间也断开，避免设备继续带电。
2、主动方式，当电网发生紧急故障或人员触电时，可手动按下控制电源箱紧急控制开关，切断关断箱的电源，隔断系统的电气连接，避免故障进一步扩大升级，并上传快速关断箱状态信息给逆变器设备。
快速关断系统的最大特点在于：快速断开设备与电网以及组件的电气连接，使电气系统在故障时快速断开，保护组件和设备安全，隔断设备安全隐患。最大程度上降低了电气与人接触的可能性，大大增加系统安全性，特别适合在分布式户用系统中使用。
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中国分布式能源网是由亚太未来能源研究院和亚太能源智库机构联合推出的分布式能源领域第一权威垂直门户网站，分布式能源网（区域能源、分布式光伏、光伏电站、新能源分布式等），是分布式能源行业业内信息资讯和行业专家观点、高层声音、技术文章、政策发布的主要平台。围绕分布式能源产业的各方面提供数据资讯、互动学习、公关支持；针对分布式能源产业链的各个环节进行行业追踪、市场调研、行情分析的垂直型服务台。&重点频道：每日新闻（企业新闻、行业新闻、媒体报道）、能源财经（人物报道、专家观点、能源与金融、专题）、能源需求（供求、人才招聘、项目案例）、能源联盟（VIP企业、线下活动）、能源科普和公益（杂志、手机报、图书）。
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光伏电站运维常见故障及解决方法
光伏电站运维常见故障及解决方法
1、逆变器屏幕没有显示故障分析：没有直流输入，逆变器LCD是由直流供电的。可能原因：(1)组件电压不够。逆变器工作电压是100V到500V，低于100V时，逆变器不工作。组件电压和太阳能辐照度有关。(2)PV输入端子接反，PV端子有正负两极，要互相对应，不能和别的组串接反。(3)直流开关没有合上。(4)组件串联时，某一个接头没有接好。(5)有一组件短路，造成其它组串也不能工作。解决办法：用万用表电压档测量逆变器直流输入电压。电压正常时，总电压是各组件电压之和。如果没有电压，依次检测直流开关，接线端子，电缆接头，组件等是否正常。如果有多路组件，要分开单独接入测试。如果逆变器是使用一段时间，没有发现原因，则是逆变器硬件电路发生故障，需要联系售后。2、逆变器不并网故障分析：逆变器和电网没有连接。可能原因：(1)交流开关没有合上。(2)逆变器交流输出端子没有接上。(3)接线时，把逆变器输出接线端子上排松动了。解决办法：用万用表电压档测量逆变器交流输出电压，在正常情况下，输出端子应该有220V或者380V电压，如果没有，依次检测接线端子是否有松动，交流开关是否闭合，漏电保护开关是否断开。3、PV过压故障分析：直流电压过高报警。可能原因：组件串联数量过多，造成电压超过逆变器的电压。解决办法：因为组件的温度特性，温度越低，电压越高。单相组串式逆变器输入电压范围是100-500V，建议组串后电压在350-400V之间，三相组串式逆变器输入电压范围是250-800V，建议组串后电压在600-650V之间。在这个电压区间，逆变器效率较高，早晚辐照度低时也可发电，但又不至于电压超出逆变器电压上限，引起报警而停机。4、隔离故障故障分析：光伏系统对地绝缘电阻小于2兆欧。可能原因：太阳能组件，接线盒，直流电缆，逆变器，交流电缆，接线端子等地方有电线对地短路或者绝缘层破坏。PV接线端子和交流接线外壳松动，导致进水。解决办法：断开电网，逆变器，依次检查各部件电线对地的电阻，找出问题点，并更换。5、漏电流故障故障分析：漏电流太大。解决办法：取下PV阵列输入端，然后检查外围的AC电网。直流端和交流端全部断开，让逆变器停电30分钟以上，如果自己能恢复就继续使用，如果不能恢复，联系售后技术工程师。6、电网错误故障分析：电网电压和频率过低或者过高。解决办法：用万用表测量电网电压和频率，如果超出了，等待电网恢复正常。如果电网正常，则是逆变器检测电路板发电故障，请把直流端和交流端全部断开，让逆变器停电30分钟以上，如果自己能恢复就继续使用，如果不能恢复，就联系售后技术工程师。7、逆变器硬件故障分为可恢复故障和不可恢复故障。故障分析：逆变器电路板，检测电路，功率回路，通讯回路等电路有故障。解决办法：逆变器出现上述硬件故障，请把直流端和交流端全部断开，让逆变器停电30分钟以上，如果自己能恢复就继续使用，如果不能恢复，就联系售后技术工程师。8、系统输出功率偏小达不到理想的输出功率。可能原因：影响光伏电站输出功率因素很多，包括太阳辐射量，太阳电池组件的倾斜角度，灰尘和阴影阻挡，组件的温度特性等。因系统配置安装不当造成系统功率偏小。常见解决办法有：(1)在安装前，检测每一块组件的功率是否足够。(2)调整组件的安装角度和朝向。(3)检查组件是否有阴影和灰尘。(4)检测组件串联后电压是否在电压范围内，电压过低系统效率会降低。(5)多路组串安装前，先检查各路组串的开路电压，相差不超过5V，如果发现电压不对，要检查线路和接头。(6)安装时，可以分批接入，每一组接入时，记录每一组的功率，组串之间功率相差不超过2%。(7)安装地方通风不畅通，逆变器热量没有及时散播出去，或者直接在阳光下曝露，造成逆变器温度过高。(8)逆变器有双路MPPT接入，每一路输入功率只有总功率的50%。原则上每一路设计安装功率应该相等，如果只接在一路MPPT端子上，输出功率会减半。(9)电缆接头接触不良，电缆过长，线径过细，有电压损耗，最后造成功率损耗。(10)光伏电站并网交流开关容量过小，达不到逆变器输出要求。9、交流侧过压电网阻抗过大，光伏发电用户侧消化不了，输送出去时又因阻抗过大，造成逆变器输出侧电压过高，引起逆变器保护关机，或者降额运行。常见解决办法有：(1)加大输出电缆，因为电缆越粗，阻抗越低。(2)逆变器靠近并网点，电缆越短，阻抗越低。
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如何解决太阳能电池板故障
板在制造、运输、设置时以及因老化，会发生各种各样的故障。笔者将就检测这些故障的方法，介绍Chemitox(东京都大田区)在评测服务中的事例和积累的知识。
本文介绍单元(发电元件)产生的一种典型性故障&&母线(单元上的粗金属布线)断线事例。此故障是在制造工序中，形成母线的焊锡导致了布线的不良。
焊接不良及焊锡材料本身的问题是原因。
这种板设置并开始发电后，因为设置环境中的温度随着时间的推移会大幅变化，焊锡的接触不良会越来越严重，从而导致单元与母线之间的接触电阻升高，即使能够发电，通过这里的很多电流也会转化成热量而流失。
白天因电流持续流动，会持续热量。倘若这个状态持续，电线将会发生炭化，之后可能会起火。
在温度变化大的自然环境中，焊锡断线会日渐加重。
背面的树脂背膜将会烧焦，表面的保护玻璃也可能破损。
引发这种故障的母线断线是能够提前发现的。因为在断线初期，输出功率会呈现出独特的变化。
母线开始断线的初期，在多的时候，温度会升得更高，输出功率会大幅降低。相反，在少的时候，温度会降低，输出功率趋近于正常。
比如说，在以组串(板串联的单位)为单位监控时，由与其他组串输出功率变化趋势的不同，就可以发现呈母线断线初期特有的输出功率变化的所在的组串。
排查呈现这种症状的板，可以采用查看热成像图像、进行EL(电致发光)检查，或是检测I-V(电流-电压)特性的方法，就可以确认焊接不良所造成的断线等情况了。
关键词阅读：
　1987年出生的陈闪今年正值三十而立的人生阶段，而他现已是最年轻的上市公司董事...[]
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