打賞
一下
最新最快太陽能光伏資訊

直流高壓--光伏電站不應該回避的問題

2017年3月3日,昱能科技承辦了國內首場“分布式光伏安全”研討會,在國內首次正式提出:直流高壓——光伏電站不應該回避的問題。在過去的一年里,光伏電站火災事件時有發生。光伏火災的預防措施關注點依然集中在產品質量、安裝規范及產品選型上,以上方面對光伏電站安全確實非常重要,但對‘直流高壓’的關注依然缺席。直流高壓一方面會在系統中引發不間斷的電弧火花,增加系統火災風險,另一方面一旦光伏系統著火,直流高壓對消防員的人身安全造成威脅,阻礙火災施救。組件級電力電子是國際公認的直流高壓成熟解決方案,昱能科技一直致力于組件級電力電子(微型逆變器、優化器、關斷器等)的研發及市場化,我們很欣慰地看到各大逆變器廠商包括陽光、華為等多家企業都陸續推出類似解決方案。最后,我們在此呼吁各大協會、媒體、企業一同承擔社會責任,不再回避“直流高壓”問題,將關于直流高壓解決方案納入國家標準指導意見,與國際安規接軌,為廣大用戶的生命財產安全保駕護航,為光伏行業健康持續發展做出應有的貢獻!

事件一:

2018年4月18,位于江蘇南通一光伏電站突發起火,現場濃煙滾滾,起火原因尚不明確。

事件二:

2018年4月20日左右,一則村級光伏電站火災視頻在網絡流傳,視頻顯示,整個電站一片狼藉,組件板基本被燒光,只剩下一些凌亂散落的金屬支架。火災原因尚不明確。

短短幾日之內,竟然發生兩起光伏電站火災事件。在此,小編愿事故沒有造成人員傷亡,也衷心的希望此類事件不再發生!安全問題關乎著業主的生命及財產安全,重中之重!

究其根本直流高壓不能忽視

由光伏電站造成的火災起火原因主要有以下幾點:系統零部件質量、逆變器元器件質量、電纜質量,匯流箱、變壓器等的防雷接地問題,施工、安裝不規范等。但究其根本,光伏電站中,直流側存在的直流高壓是引發光伏系統火災的“罪魁禍首”。據統計,在光伏電站(電站自身原因)的火災中,80%以上的電站著火都是由于直流側的故障,由直流高壓引起的電弧火花是光伏火災的“元兇”。

不考慮其他接觸件以及絕緣部位,在一個10MW的分布式電站中,光接觸點便超過了80,000個,它們時刻存在發生直流電弧的可能性。即便在25年的電站運行時間中只有1/1000的接觸點發生直流電弧,這個電站也會發生80次直流電弧事件,引起火災的概率非常之高。

高壓電弧風險與火災施救風險

在傳統的組串式光伏系統中有兩大風險的存在:高壓電弧風險與火災施救風險。在傳統系統中,太陽能組件以串列方式排成陣列,整串線路電壓累計,一般可以達到600V~1000V的高壓。當系統長年累月運行,電線絕緣層腐蝕后電線容易裸露,非常容易產生直流電弧,擊穿空氣,引發火災。

當電弧引發的火災或其他原因造成的火災發生時,直流側的高壓電又給救火帶極大的風險。火災發生時,即使交流側的電閘關閉,逆變器側交流電壓變為0V,但對直流側而言,只要有光照就會有電壓。尤其當直流側達到600V~1000V以上的高壓時,危險不言而喻。救火工作十分危險,只能從遠處進行施救。

根據GBT 18379-2001 《建筑物電氣裝置的電壓區段》中定義的I區段電壓等級的限值為120VDC,所以120VDC及以下被認為是人體在正常和故障兩種狀態下使用各種電器設備,并處于各種環境狀態下可觸及導電零部件的電壓限值,而120VDC以上是不安全的。顯而易見,傳統的光伏系統中存在的直流電壓是120V的5~10倍,將對人類的生命安全產生威脅。

MLPE組件級電力電子解決方案

如何解決、改善直流拉弧引發的直流高壓問題呢?歐美等國外的光伏技術一直是先行于國內的,組件級電子電子(MLPE)產品在國外的應用已經相當成熟。目前,在國內,組件級電力電子技術及產品正被越來越多的人所熟悉,并得到行業認可。目前,絕大多數的組件與組串逆變器廠家已開始關注并涉足組件級電力電子領域,推出相關系列產品。

組件級電力電子,字面意思即為組件級別的電子設備。該技術包含電力電子、半導體器件、通訊、云計算及高可靠制造等多個方面。目前現有產品系列包括微型逆變器、功率優化器及關斷器等等。

方案一:微型逆變器方案

采用微型逆變器的光伏系統,為全并聯電路設計,組件之間不再有電壓疊加,直流電壓小于60伏(不高于組件最高輸出直流電壓),徹底解決了由于高壓直流拉弧引起火災的風險,同時也解決了當房屋起火時,因光伏電站而阻礙了施救的問題。

該方案的初始投資成本略高,但隨著配合大功率組件的微逆產品的問世,加之以其25年的設計使用壽命、發電量多、易運維等優勢,使得微型逆變器綜合系統方案成本與小型組串逆變器系統基本持平,相信在今后會是民用光伏的首選產品。

方案二:功率優化器及關斷器方案

安裝有功率優化器及關斷器的光伏系統具有組件級遠程監控、關斷功能,雖然不能直接解決直流高壓問題,但在發生火災之后能夠關斷每塊組件的直流輸出,不會威脅到消防員的人身安全,解決了光伏系統的施救風險。當逆變器與電網斷開時,交流端輸出為0V時,系統會自動切斷連接,實現組件級別的關斷。

功率優化器及關斷器方案成本較低,可以被大多數的業主所接受。該方案不僅可用于民用系統,也可廣泛應用于商用甚至大型地面電站中。

高標準的光伏安全規范勢在必行

光伏安全關系到人身安全,因此要嚴格杜絕直流高壓等問題對人員帶來的安全隱患。

電力公司對交流側的電網用電安全有非常明確的規定,但光伏系統的直流側高壓(從幾十伏到超過一千伏)是往往容易被忽視的。這一問題現在已經越來越受到大家的重視,國外的一些光伏標準對此都已經做了詳細的規范要求,國內標準起草和修訂時也開始逐漸將這一議題納入重了點考慮范疇。

國外規定:

•美國,防火協會修改國家電氣規范:“住宅用光伏發電系統中,在緊急情況發生時,光伏系統交流并網端斷開后,直流端電壓最大不能超過80伏。

•意大利,消防員在建筑物帶電壓的情況下,是不可以進行滅火工作的。

•德國,率先執行VDE防火安全標準,明確規定在光伏系統中逆變器與組件之間需要增加一個直流電切斷裝置。

•澳大利亞,根據OVE R11-1: 2013規范,在組件附近必須有斷路裝置。

在國內光伏行業逐漸發展壯大的今天,我們期待相關部門盡快發布一套完整、清晰的國家標準,對光伏電站中直流高壓問題作出明確的規范。行業協會、行業媒體及廣大光伏企業有義務也有責任主動向建筑部門、消防部門、安監局等相關部委提交相關建議,協助相關國家標準出臺。企業自身加強技術創新,為電站運營中的出現的各種問題提供優質的解決方案。生產高品質的產品,電站的穩定運行、為用戶的安全提供堅實的保障。

最新相關

跟蹤器設計優化雙面光伏組件邊緣

太陽能跟蹤器制造商正向市場推出專門設計的產品型號,以迎接即將到來的雙面面板浪潮。雙面面板可比單面面板多捕獲10%以上的光線,而且單軸跟蹤器通常能將雙面增益增加25%,因此這兩種技術相結合,...

中国体彩七星彩