光伏

致命漏洞!光伏電站70%起火竟因這個(gè)小故障,運(yùn)維再不重視就晚了!

ainet.cn   2025年03月21日

作為光伏電站的“心臟”,逆變器的穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系發(fā)電效率與系統(tǒng)安全。

其中組串電流反灌是運(yùn)維中常見(jiàn)且易被忽視的故障,若處理不當(dāng)可能引發(fā)設(shè)備損壞甚至火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

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組串電流反灌的成因分析

組串電流反灌的本質(zhì)是同一MPPT電路下的多路組串間存在電壓差,導(dǎo)致高電壓組串的電流反向流入低電壓組串,形成異常回路。

具體成因可分為以下四類(lèi):  

組串配置差異

同一MPPT下的組串若組件型號(hào)、串聯(lián)數(shù)量或朝向不一致,開(kāi)路電壓差異會(huì)直接導(dǎo)致工作電壓失衡,形成反灌電流。

假如某MPPT接入5路組串,其中1路因串聯(lián)組件少2塊,其電壓顯著低于其他組串,成為反灌的“低壓通道”。

光照不均與遮擋

組件表面陰影(如鳥(niǎo)糞、落葉、建筑物遮擋)或局部老化會(huì)導(dǎo)致組串輸出功率驟降,電壓隨之降低。

測(cè)試表明,當(dāng)某組串被遮擋50%時(shí),其電壓可下降30%,與正常組串形成顯著壓差,引發(fā)反灌。  

組串反接或錯(cuò)接

施工或運(yùn)維中誤將組串正負(fù)極反接,或不同MPPT的組串混接,也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)形成異?;芈?。

設(shè)備保護(hù)機(jī)制失效

隔離開(kāi)關(guān)或熔絲性能不足時(shí),無(wú)法及時(shí)切斷故障電流。

某實(shí)測(cè)案例中,隔離開(kāi)關(guān)在反灌電流30A時(shí)延遲240ms動(dòng)作,而組件溫度已升至76.8℃;若保護(hù)完全失效,組件可能因持續(xù)升溫而燒毀。  

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如何快速發(fā)現(xiàn)組串電流反灌?

告警信號(hào)與故障代碼

主流逆變器均配備反灌檢測(cè)功能,觸發(fā)后會(huì)主動(dòng)告警。例如:  

陽(yáng)光電源SG系列:故障代碼1400~143-1提示“組串電流反灌”,需檢查組串配置與遮擋。  

華為SUN2000系列:通過(guò)智能組串分?jǐn)嗉夹g(shù)檢測(cè)電流異常,主動(dòng)推送“反灌告警”并記錄故障組串編號(hào)。  

數(shù)據(jù)分析與對(duì)比

利用監(jiān)控系統(tǒng)觀察組串電流、電壓曲線:  

異常特征:某組串電流為負(fù)值(反向流動(dòng)),或同一MPPT下多路組串電流總和異常低于理論值。  

典型案例:某電站發(fā)現(xiàn)1路組串電流為-8A,其余4路均為12A,判定為該組串存在反灌,經(jīng)查為組件局部熱斑導(dǎo)致電壓下降。  

紅外熱成像輔助定位

反灌電流會(huì)導(dǎo)致故障組串或線纜溫度異常升高。使用紅外熱像儀掃描直流側(cè),若某組串接線盒或線纜溫度顯著高于周邊(如溫差>15℃),需優(yōu)先排查。  

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故障處理流程與關(guān)鍵技術(shù)

第一步:緊急停機(jī)與安全隔離

立即斷開(kāi)逆變器直流側(cè)開(kāi)關(guān),避免反灌電流持續(xù)升溫。

注意:若直流電流>0.5A,禁止直接拔插端子,需等待輻照度降低(如陰天或夜間)操作,防止拉弧風(fēng)險(xiǎn)。

第二步:定位故障組串

通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)鎖定異常組串,或使用鉗形表逐路測(cè)量電流方向。

若組串并聯(lián)數(shù)較多,可依次斷開(kāi)各支路,觀察反灌電流變化以縮小排查范圍。

第三步:針對(duì)性修復(fù)

配置差異:調(diào)整組串串聯(lián)數(shù)量,確保同一MPPT下各支路Voc差值<5%。

遮擋或老化:清理組件表面異物,更換熱斑嚴(yán)重的組件。若組串整體老化,建議整串更換。

接線錯(cuò)誤:校正反接的組串極性,并檢查MPPT分組是否符合“同型號(hào)、同數(shù)量、同朝向”原則。

第四步:驗(yàn)證與重啟

修復(fù)后,在低輻照度條件下重啟系統(tǒng),觀察電流方向與溫度是否恢復(fù)正常。  

若故障反復(fù)出現(xiàn),需聯(lián)系廠家檢測(cè)隔離開(kāi)關(guān)或升級(jí)固件。  

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預(yù)防措施:從被動(dòng)應(yīng)對(duì)到主動(dòng)防護(hù)

設(shè)計(jì)階段規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)

同一MPPT接入的組串需確保組件型號(hào)、數(shù)量、傾角完全一致,Voc差異控制在2%以內(nèi)。  

選用支持“組串級(jí)分?jǐn)?rdquo;的逆變器,可在10ms內(nèi)切斷故障電流,避免反灌擴(kuò)散。 

運(yùn)維階段精細(xì)管理

每月抽取10%組串進(jìn)行IV特性測(cè)試,及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部遮擋或老化。  

根據(jù)環(huán)境灰塵積累速度制定清洗計(jì)劃,避免因污漬導(dǎo)致壓差。  

設(shè)備升級(jí)與冗余配置

采用無(wú)熔絲設(shè)計(jì)(如華為智能組串關(guān)斷技術(shù)),避免熔絲氧化失效。  

在匯流箱內(nèi)每組串正極串聯(lián)防反二極管,隔離反向電流(需注意二極管耐壓與功耗匹配)。  

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結(jié)語(yǔ)

組串電流反灌看似“小故障”,實(shí)則是電站安全的重大隱患。

運(yùn)維人員需掌握“精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)—快速定位—根因修復(fù)—主動(dòng)防御”的全流程能力,同時(shí)結(jié)合智能化工具提升效率。

隨著市場(chǎng)頭部企業(yè)推出組串級(jí)分?jǐn)嗉夹g(shù),未來(lái)光伏系統(tǒng)的“主動(dòng)安全”能力將大幅提升,但核心仍在于從業(yè)者對(duì)技術(shù)原理的深刻理解與規(guī)范操作。  

致新手建議:從首次參與運(yùn)維開(kāi)始,建立“組串均一性”意識(shí),養(yǎng)成“數(shù)據(jù)比對(duì)+實(shí)地驗(yàn)證”的雙重習(xí)慣,這是規(guī)避反灌風(fēng)險(xiǎn)的基石。  

(來(lái)源:光伏技術(shù)3.0)

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