【阿波罗名家谈】报告，这里的组串有问题！
光伏电站所有组串全部投运后，运维修复工作主要集中在线路故障及设备故障。汇流箱故障诊断即是设备故障监测中重要的一环。直流汇流箱内原件轻小、数量少、线路简单，一旦故障准确定位后，修复难度不大。
然而，汇流箱组串“难以故障定位“才是业界的真实现状，致使光伏电站发电效率不断走低。
智能运维时代，汇流箱组串故障如何实现第一时间侦测？
对于大型光伏并网发电系统，为了尽量减少线损、方便维护、提高系统可靠性，并实时对光伏发电系统进行系列的雷电防护、避免系统遭受雷击，一般需要在光伏组件与逆变器之间增加直流汇流装置。
由于光伏和熔芯本身特性易导致熔芯损坏，据不完全统计，国内光伏电站每月约有总熔丝1%左右的维护量。以100Wp光伏并网电站为例：采用250MWp多晶硅组件，16路汇流箱需1300台左右，每台汇流箱正负极各采用16个熔断器，总需超过2万个熔断器。因此，该电站每月可能的熔丝维护量将达到几百个。
要在超过2万个熔断器中找到这几百个的损伤熔丝，目前现场检测的方法通常为：找到区内每一个直流汇流箱，打开汇流箱，用手持电流钳表测量每个组串的工作电流来确认组串的状态，逐一手工记录。但在部分电站，由于直流汇流箱内直流线缆过于紧密，直流钳表无法卡入，导致无法测量。运维人员不得不断开直流汇流箱开关和对应组串熔丝，再逐串检测组串的电压和熔丝的状态。检查工作量大，现场运维繁琐且困难、缓慢，在给运维人员带来巨大工作量和技术要求的同时，也会危及运维人员的人身安全。
普通直流汇流箱的监控后台无法对每路组串电流、总电压、温度、防雷器状态、断路器状态等进行采集，而每台汇流箱之间距离较远，导致其中一台汇流箱出现问题，难以快速准确定位并解决问题，如此巨大的维护工作量，难免会造成检修时出现工作疏漏，影响后续发电量，增加了运营维护成本。
1300台汇流箱全部巡检一次将花费大量时间，并损失数万度的发电量。再合并计算人工、车辆等成本投入，巡检将消耗高额的运维费用。此种情况在屋顶分布式、渔光互补、山地电站表现会更加明显。需要特别注意的是，这样的巡检方式并不可靠，易产生人为疏忽，比如检查完成后忘记合闸，影响更多发电量。
目前不少电站的运维人员只有几个人，面对几十MW甚至上百MW的庞大电站，难以全面检查到每个光伏子阵，更难以细致到每个组串，所以一些电站的汇流箱巡检约一季度或半年一次。这样的巡检频次，很难发现电站运行过程中存在的细小问题，虽然细微，但长期累积引起的发电量损失和危害却不可轻视。
因此，选用普通直流汇流箱，运维人员难以在故障发生的第一时间发现故障、处理故障。多数故障往往在巡检时或累计影响较大时才被发现，但此时故障引起的发电量损失已按千、万计算。
智能汇流箱与普通汇流箱和主要差别在是否具有监控功能。智能汇流箱可从智能运维监控后台清晰地发现汇流箱的离散率以及每一串电流信息，结合声光告警更及时有效的通知运维人员，减少发电量损失。
通过阿波罗光伏云平台智能运维后台监控系统，运维人员可第一时间获得电站异常告警，并随时查看场站所有汇流箱的电流/电量离散率排行。阿波罗光伏云平台将自动判断离散率是否过高，从而智能定位异常汇流箱或异常汇流箱组串，并对该汇流箱离散率及支路电流进行时间维度的比较，帮助识别出现异常的时间段和支路电流。时间即是金钱，智能运维系统的第一时间告警将大大提高运维效率，最大限度地减少发电量损失。
智能光伏直流箱检测模块采用性能可靠的直流霍尔传感器，对每路光伏组串进行电流、总电压进行采集监测、报警和本地故障定位，能对汇流箱内的温度进行测量，直流断路器、防雷器的状态检测等。
智能汇流箱监控模块工作电源取自内部电源，具备数码显示功能，能在设备上显示每路组串的电流、总电压、总功率，汇流箱内的温度，直流断路器、防雷器状态，系统功率及设备地址等相关信息；支持Modbus RTU通讯协议，通讯地址、波特率等都可自由设定。
监控装置主要分为两大部分：显示部分和设置部分。其中显示部分包含6位数码管显示和指示灯显示部分，数码管循环显示输入电压、16路输入电流、波特率、设备地址和温度。设置部分包含复位、波特率设置和通讯地址设置；设置地址操作简洁方便，无需辅助设备可就地更改设备地址。
汇流箱技术可同时选配防反二极管，以保证输出不会逆流；正负极都带直流熔断器，保证后续工作元器件的稳定运行；四级断路器分别串联导轨式光伏汇流采集装置使用，提高电压保护等级；自供电技术的应用，使得汇流箱本身成本降低的同时也降低了对于独立电源的消耗成本；智能数据采集装置，使用户方便掌握每一路光伏组件的工作状态。室外汇流箱箱体采用IP65防护等级，提高系统运行的安全稳定性。
损失发电量 VS 初始投资
初始投资：100MW共1300台直流汇流箱，假设智能光伏直流汇流箱较光伏直流汇流箱高出成本500元/台，则投资共计65万。
损失发电量：假设100MW电站年故障1%，则约影响发电量100万度/年，折合损失100万元/年。
考虑光伏电站长达25年运行时间，采用智能直流汇流箱结合智能监控运维平台，可以更有效地减少电站汇流箱故障运维时间，更大力度地节省运维成本，并且一次性投入的成本基本可以在一年内收回。
智能运维是光伏发展的必然，采用智能汇流箱可以更高效定位故障，通过智能运维手段提高发电效率、降低电站运维成本，为投资者创造更多价值。笔者建议已建电站可以考虑更改智能直流汇流箱，新建电站在设计中更多考虑智能直流汇流箱，打造真正的智能光伏电站。
责任编辑：张凯
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