光伏发电系统中的光伏逆变器故障检测与排除技术研究

光伏发电系统中的光伏逆变器故障检测与排除技术研究

王世邦  葛庆  程辉杰  贺沛沛 张卫军

华能榆社发电有限责任公司031800

摘要：随着我国科学技术的进步，光伏发电站已经成为当今社会发展的一个重要组成部分，其发电量不断增加，光伏逆变器则是其中不可或缺的关键部件，可以将直流电转换为交流电，保证太阳能发电系统的稳定性和可靠性。然而，由于光伏逆变器经常遭受各种故障的困扰，因此，深入研究其常见故障的原因，显得尤为必要。基于此，本文依据实际工作经验，对光伏电站逆变器常见故障、处理及原因展开探讨与分析，期望能够为业内人士提供一些启发与参考。

关键词：光伏电站；逆变器；故障；处理；原因

1光伏电站概述

1.1光伏发电站结构

光伏发电系统是一种高效、环保的发电技术，通过使用晶硅板和逆变器来提供太阳能。这种技术的目的在于将太阳辐射转化为电能，通过电池板和逆变器来实现发电。在这个系统中，反射镜和聚光透镜起着至关重要的作用。

（1）通过使用光伏模板，光伏方阵能够捕捉光能信号并产生光伏效应。

（2）蓄电池的功能是将电能储存和释放，通过在其两端形成电动势，从而实现光能的转换。为了防止过度储存或过度放电，可以在蓄电池上安装控制器，以有效地保护其充放电过程，从而延长其使用寿命。

（3）逆变器是将直流电转换为交流电的重要设备，其可以根据不同的应用场景分为正弦波和方波两种，其中正弦波逆变器更为普遍，但其成本也相对较高。

（4）通过太阳光跟踪系统，光伏发电系统能够实时监测太阳光的变化，并且随着太阳光的转动而调整，从而最大限度地提升发电效率。

1.2光伏发电站优点

（1）节能环保。光伏发电是一种可持续发展的清洁能源，不会产生任何有害的污染物和温室气体，可以有效地减缓全球气候变化的影响。

（2）可以再生。太阳能是一种可持续发展的自然资源，通过建设光伏电站，可以有效利用这种资源，减少对其他可再生能源的依赖，从而实现可持续发展。

（3）分布性强。光伏电站具有灵活地布局能力，可以在城市、农村、山区、荒漠等多种环境中安装，大幅缩短了用电环节之间的距离，极大地提升了用电效率。

2光伏电站逆变器常见故障

通过综合分析以往工作经验可知，光伏电站逆变器常见故障主要体现在：

2.1电网连接失败

光伏逆变器的故障是非常普遍的，其连接方式受到多种因素的影响，部分由于电网的变化，比如电压波动、断电，有的则是由于逆变器内部的电线松动或者接触不良造成的。这些都有可能导致光伏逆变器的性能下降，甚至损坏。

2.2直流侧故障

直流侧的光伏逆变器故障是一个普遍存在的问题，这可能是由于太阳能电池板的缺陷、电缆接线不当、直流断路器的故障等原因造成的。

2.3交流侧故障

交流侧的光伏逆变器可能会受到各种因素的影响，包括负载过大、电网电压波动、接地不良以及逆变器内部组件的故障。

3光伏电站逆变器常见故障原因与处理对策

3.1电网连接失败

（1）电网出现故障。由于电网的故障，使得连接失败可以归结为多个方面的原因，主要有断电、电压波动、电流超负荷等。当出现此类情况时，逆变器就会无法将直流电转换成有效的交流电，从而影响到整个系统的运行。此时，应该耐心地等待电网的恢复。如果发现电网出现问题，应立即通知供电部门，并等待他们的处理。同时，为了防止电网故障对逆变器造成损害，在等待处理的过程中，应该断开它的电源。

（2）逆变器接线位置出现松动或者损坏问题。基于实际状况分析，倘若逆变器的连接线出现松动或损坏，将会严重影响电网的正常运行。因此，在安装和使用过程中，应该定期检查连接线，确保其牢固可靠，没有受到任何外力的影响，一旦发现连接线松动或损坏，应立即进行修复或更换。因此，如果发现连接线松动，应立即进行紧固；如果连接线受损，则必须更换其中的一部分或整个逆变器。

（3）电网电压不稳定。由于电网电压的剧烈变化，逆变器很有可能会出现故障，从而导致电网连接失败。为了避免这种情况的发生，建议定期检测电网的电压，确保它处于稳定状态。如果发现电压变化较大，建议采取措施，如增加电容器或者更换稳压器；同时，在安装逆变器时，要确保其位于电网质量较高的地方，以减小电压变化带来的不利影响。

3.2直流侧故障

光伏逆变器的直流侧故障是一个普遍存在的问题，可能会导致太阳能电池板的输出电流和电压受到影响，从而影响整个系统的性能。

（1）太阳能电池板故障。光伏电站的太阳能电池板是关键构成部分，其质量和性能对光伏逆变器的运行至关重要。因此，必须定期维护并保养这些电池板，比如清洗、拧紧螺丝。此外，一旦发现电池板有问题，就必须立即实行维修。

（2）电缆接线故障。由于电缆接线故障可能导致直流侧电路堵塞，影响逆变器的正常运行，因此，应定期检查电缆接线处，确保接触良好、无松动或腐蚀，并及时紧固或更换，以防止发生意外情况。此外，实践中应采取有效措施，加强电缆基础的防沉降工作，以确保电缆的安全可靠运行。

（3）直流接地。由于光伏板引出的直流电缆可能会受到绝缘层的破坏，使得它们无法正确地与金属支架和大地相连，从而导致了直流接地的发生；此外，由于逆变器的直流连接端子也可能会受到绝缘的破坏，使得其无法正确地与逆变器的金属外壳相连。为了确保逆变器的安全性，首先必须检查接地组件的位置，然后移除其负载。一旦发现电缆有损坏，应立即进行维修。如果还有直流接地，就必须打开逆变器的防护罩，检查直流连接的端子是否正常。倘若发现有损坏，应立即更换，或者将组件转移到备用端子上。

3.3交流侧故障

光伏逆变器在将直流电转换为交流电时，如果出现故障，将会导致输出功率显著降低，甚至可能完全失效，从而影响光伏发电的效率和可靠性。

（1）负载负荷过大。如果光伏电站的设计不当，可能会导致负载超出逆变器的承受能力，从而使得逆变器和连接部件受到过大的压力，最终可能出现故障。因此，应该定期检查光伏电站的负荷状况，以确保其不超出逆变器的承受能力；如果发现负荷过大，则应该及时采取措施，如降低负荷或增加逆变器的容量。

（2）电网电压波动。光伏逆变器的稳定性和工作效率受到电网电压的影响，特别是在高负荷和剧烈波动的情况下，逆变器容易出现故障。为了保证逆变器的正常运行，应定期检查电网的稳定性和波动性，并采取相应措施规定，应该增加电容器，调整电网电压。此外，为了防止逆变器出现故障，应使用电网波动监测装置，实时监测电网电压变化，并及时采取相应的措施。

4结束语

总体而言，随着环境污染日益严重，光伏发电作为一种清洁能源受到越来越多的关注。光伏逆变器是光伏发电系统中不可或缺的一部分，负责将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，在高电压和大功率条件下工作，一旦出现故障，将会对正常发电造成严重影响，因此，对其故障问题、原因等相关内容作出分析与阐述，并采取有效的处理措施，显得尤为重要。

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