Vận hành hệ thống PV và kiểm tra sợi quang: Bộ hoàn chỉnh các phương pháp thực hành tốt nhất tại hiện trường

Bài viết

Ngày 25 tháng 11 năm 2024

Trong các nhà máy PV, các liên kết truyền thông sợi có trách nhiệm truyền dữ liệu vận hành từ mọi biến tần đến hệ thống giám sát trung tâm. Nếu liên kết sợi quang bị gián đoạn, hệ thống giám sát không thể thu được dữ liệu biến tần - nghĩa là nhóm vận hành nhà máy PV không thể biết biến tần nào gặp sự cố, công suất đầu ra là bao nhiêu hoặc hiệu suất có bình thường hay không.

Liên kết sợi thực vật PV: Tại sao chúng quan trọng hơn bạn nghĩ

Trong các nhà máy PV, các liên kết truyền thông sợi có trách nhiệm truyền dữ liệu vận hành từ mọi biến tần đến hệ thống giám sát trung tâm. Nếu liên kết sợi quang bị gián đoạn, hệ thống giám sát không thể thu được dữ liệu biến tần - nghĩa là nhóm vận hành nhà máy PV không thể biết biến tần nào gặp sự cố, công suất đầu ra là bao nhiêu hoặc hiệu suất có bình thường hay không. Đối với một nhà máy quang điện 100MW có tiềm năng hàng trăm bộ biến tần, nếu tất cả các liên kết sợi quang bị gián đoạn, nhóm vận hành phải khắc phục sự cố biến tần bằng biến tần với chi phí rất lớn.

Các liên kết sợi quang của nhà máy PV phải đối mặt với những thách thức môi trường đặc biệt. Thứ nhất: nhiệt độ môi trường xung quanh cao - Các nhà máy PV thường được xây dựng ở khu vực thoáng đãng, với nhiệt độ mặt đất vào mùa hè vượt quá 60°C và chất xơ làm tăng tốc độ lão hóa ở nhiệt độ cao. Thứ hai: Tiếp xúc với tia cực tím - lớp đệm polyester của sợi bị phân hủy dưới bức xạ tia cực tím, gây ra hiện tượng giòn của sợi. Thứ ba: động vật gặm nhấm - rãnh cáp và sợi quang trên cao trong các nhà máy quang điện là mục tiêu lý tưởng cho loài gặm nhấm. Thứ tư: gió và cát - trong các nhà máy quang điện sa mạc và gobi, gió và cát có thể làm mòn lớp vỏ sợi bên ngoài.

Do đó, việc kiểm tra sợi quang của nhà máy quang điện nên được đưa vào kế hoạch bảo trì thường xuyên. Trong quá trình nghiệm thu nhà máy mới, hãy kiểm tra công suất phát, công suất thu và suy hao liên kết của mọi liên kết sợi quang. Trong quá trình sử dụng, hãy kiểm tra sức mạnh và tổn thất liên kết quan trọng hàng quý. Sau khi xảy ra lỗi, trước tiên hãy sử dụng nguồn đèn đỏ để xác định vị trí chỗ bị hỏng, sau đó sử dụng OPM để xác minh việc sửa chữa.

Quy trình kiểm tra sợi quang trong quá trình vận hành hệ thống PV

Giai đoạn vận hành hệ thống PV là giai đoạn quan trọng để kiểm tra sợi quang. Ở giai đoạn này, tất cả các liên kết sợi đều mới và dữ liệu thử nghiệm có thể đóng vai trò là 'đường cơ sở về sức khỏe' — các kết quả thử nghiệm trong tương lai có thể được so sánh với đường cơ sở này.

Quy trình vận hành tiêu chuẩn như sau. Bước một: chuẩn bị trước khi thử nghiệm. Xác nhận bước sóng OPM phù hợp với bước sóng của hệ thống (thường là 1310nm hoặc 1550nm); kiểm tra độ sạch của bề mặt sợi; xác nhận loại bộ chuyển đổi phù hợp với giao diện cáp quang. Bước hai: kiểm tra phía truyền. Kết nối OPM với phía phát của sợi quang (thường là đầu ra của công tắc hoặc mô-đun quang) và đọc công suất phát. Bước ba: kiểm tra bên nhận. Kết nối OPM với phía nhận của sợi quang (thường là đầu vào của một công tắc hoặc mô-đun quang khác) và đọc công suất thu. Bước bốn: tính toán tổn thất liên kết. Công suất nhận trừ đi công suất phát bằng suy hao liên kết. Bước năm: xác minh đèn đỏ. Chuyển sang chế độ đèn đỏ và kiểm tra đường dẫn sợi quang xem có bị đứt không. Bước sáu: ghi lại tất cả dữ liệu, lưu trữ làm đường cơ sở.

Trong quá trình vận hành thử, một bước dễ bị bỏ qua là kiểm tra tất cả các sợi dự phòng. Khung phân phối sợi trong các nhà máy quang điện thường có sợi dự phòng - những sợi này ban đầu có thể không hoạt động nhưng có thể cần thiết trong tương lai. Nếu sau này sợi quang dự phòng bị hỏng khi cần thiết, chi phí khắc phục sự cố sẽ cao hơn nhiều so với việc kiểm tra nó ngay bây giờ.

Sáu điểm hoạt động để thử nghiệm hiện trường

Trong thử nghiệm hiện trường của nhà máy PV, một số điểm vận hành có thể cải thiện đáng kể hiệu quả và độ chính xác. Đầu tiên: 'làm sạch trước khi thử nghiệm.' Bụi ở mặt cuối sợi là nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến kết quả thử nghiệm bất thường. Trước mỗi lần kiểm tra, kiểm tra mặt cuối bằng thấu kính phóng đại; nếu bẩn thì lau sạch bằng que lau sợi và cồn khan. Bước đơn giản này tránh được nhiều chẩn đoán sai.

Thứ hai: 'kiểm tra cả hai sợi.' Trong một liên kết sợi quang, thường có hai sợi - một sợi truyền (Tx), một sợi nhận (Rx). Mất liên kết có thể khác nhau giữa hai. Chỉ kiểm tra một cái và rút ra kết luận có thể bỏ sót vấn đề với cái kia. Cách tiếp cận đúng là kiểm tra cả hai và so sánh chênh lệch tổn thất. Nếu chênh lệch vượt quá 3dB, một sợi có thể gặp vấn đề về uốn cong, đứt hoặc đứt.

Thứ ba: 'ghi lại nhiệt độ môi trường xung quanh.' Suy hao sợi quang phụ thuộc vào nhiệt độ - mỗi lần thay đổi 10°C có thể làm thay đổi tổn hao sợi quang khoảng 0,1dB/km. Nếu không ghi lại nhiệt độ môi trường trong quá trình thử nghiệm, phân tích tiếp theo không thể xác định liệu những thay đổi tổn thất có phản ánh sự lão hóa của sợi hay sự thay đổi nhiệt độ hay không.

Thứ tư: 'đánh dấu các liên kết bất thường.' Sau khi kiểm tra, đánh dấu tất cả các liên kết có tổn thất vượt quá 1,5× giá trị thiết kế, chụp ảnh các vị trí bất thường và theo dõi chúng. Đừng chỉ ghi lại chúng trên giấy - hãy tải ảnh lên hệ thống quản lý kỹ thuật để đảm bảo dữ liệu không bị mất.

Thứ năm: 'so sánh định kỳ.' Sau mỗi lần kiểm tra, hãy so sánh dữ liệu hiện tại với dữ liệu kiểm tra trước đó. Nếu suy hao của liên kết tăng đáng kể trong một khoảng thời gian ngắn (vượt quá 3dB), thì liên kết đó có thể bị lão hóa do uốn cong, đứt gãy hoặc đầu cuối và cần sắp xếp xử lý sự cố.

Thứ sáu: 'kiểm tra sợi dự phòng định kỳ.' Các sợi dự phòng, mặc dù hiện không hoạt động, vẫn phải được kiểm tra sáu tháng một lần - để đảm bảo chúng sẵn sàng khi cần.

Từ dữ liệu thử nghiệm đến các quyết định vận hành: Bảo trì sợi dựa trên dữ liệu

Mục đích cuối cùng của việc kiểm tra sợi là hướng dẫn các quyết định vận hành. Dữ liệu thử nghiệm không có giá trị cho đến khi được chuyển đổi thành hành động vận hành. Do đó, việc đóng vòng lặp từ dữ liệu thử nghiệm đến các quyết định vận hành là cốt lõi của hệ thống bảo trì cáp quang.

Bảo trì sợi theo hướng dữ liệu bao gồm ba lớp. Lớp một là 'cảnh báo ngưỡng' — khi mất liên kết vượt quá ngưỡng đặt trước, hệ thống sẽ tự động cảnh báo cho nhóm vận hành để sắp xếp khắc phục sự cố. Lớp thứ hai là 'phân tích xu hướng' - bằng cách so sánh dữ liệu lịch sử, xác định các liên kết có tỷ lệ gia tăng tổn thất bất thường và lên lịch bảo trì trước. Lớp thứ ba là 'bảo trì dự đoán' — bằng cách khớp đường cong tổn thất theo thời gian, dự đoán tuổi thọ còn lại của liên kết và lên lịch thay thế trước khi hỏng hóc.

Để đạt được ba lớp này, cần có một kho lưu trữ tình trạng sợi hoàn chỉnh. Kho lưu trữ của mỗi liên kết bao gồm: số liên kết, vị trí bắt đầu và kết thúc, loại sợi, bước sóng, tổn thất thiết kế, dữ liệu kiểm tra lịch sử (ngày, công suất phát, công suất nhận, mất liên kết, nhiệt độ môi trường), hồ sơ bất thường và kết quả giải quyết. Sử dụng phần mềm quản lý kiểm tra sợi chuyên nghiệp để quản lý dữ liệu này — Excel phù hợp với quy mô nhỏ (hàng chục liên kết), trong khi phần mềm quản lý chuyên nghiệp phù hợp với quy mô lớn hơn (hàng trăm đến hàng nghìn liên kết).

Lời khuyên cuối cùng dành cho Nhóm Kỹ thuật PV và Người mua

Đối với các nhóm kỹ thuật PV, hãy thiết lập các tiêu chuẩn thử nghiệm sợi quang ngay từ đầu dự án - đừng đợi cho đến khi dự án được bàn giao. Đường cơ sở về sức khỏe của sợi được thiết lập trong giai đoạn vận hành hệ thống đóng vai trò là tiêu chuẩn tham khảo cho mười năm hoạt động tiếp theo. Nếu không có đường cơ sở, dữ liệu thử nghiệm trong tương lai sẽ mất đi ý nghĩa so sánh.

Đối với người mua, khi lựa chọn thiết bị kiểm tra sợi, không chỉ so sánh giá mua ban đầu. Ngoài ra, hãy xem xét chi phí sử dụng lâu dài — bao gồm phí dịch vụ hiệu chuẩn, chi phí thay thế bộ chuyển đổi, tuổi thọ và tuổi thọ của pin cũng như tốc độ phản hồi hỗ trợ kỹ thuật của nhà sản xuất. Một thiết bị rẻ hơn 20% nhưng có bộ điều hợp dễ bị hỏng, yêu cầu các bộ phận ở nước ngoài có thể có tổng chi phí sở hữu cao hơn.

Cuối cùng, mục tiêu cuối cùng của việc kiểm tra sợi quang không phải là đo lượng suy hao sợi - mà là ngăn chặn sự gián đoạn của sợi quang không đúng lúc. Để đạt được điều này, dữ liệu thử nghiệm phải chuyển thành hành động vận hành và hành động vận hành phải có chủ sở hữu và thời hạn rõ ràng. Chỉ khi đó việc kiểm tra chất xơ mới thực sự mang lại giá trị. View the PV Test Instruments Collection