一、1500Vdc光伏系统的技术优劣势分析 1优势分析 1)减少汇流箱、直流电缆用量 1000Vdc系统的每个组串一般为22个组件,而1500VDC系统的每个组串可允许32个组件。 2)减少直流线损 ∵ P损 = I2 R电缆 I=P/U ∴ U提高1.5倍→I变为(1/1.5)→P损变为1/2.25 又∵ R电缆=ρL/S 直流电缆的L变为原来的0.67、0.5倍 ∴ R电缆(1500Vdc)<0.67 R电缆(1000Vdc) 综上所述,直流部分的1500VdcP损约为1000Vdc P损的0.3倍。 3)减少一定的工程量和故障率 由于直流电缆和汇流箱数量减少,施工过程中安装的电缆接头、汇流箱接线就会减少,而这两处是故障易发点。因此,1500Vdc可能会减少一定的故障率。 2劣势分析 1)设备要求提高 与1000Vdc系统相比,电压提高到1500Vdc对断路器、熔断器、防雷器及开关电源等器件有重大影响,提出了更高的耐压、可靠性要求,从而设备单价会提高。 2)安全要求更高 电压提高到1500Vdc后,电气被击穿放电的危险提高,从而要提高绝缘保护和电气间隙;另外,直流侧一旦发生事故,将面临更为严重的直流灭弧问题。因此,1500Vdc系统使系统在安全防护方面的要求提高。 3)增加PID效应的可能 光伏组件串联之后,高压组件的电池片和地面之间形成的漏电流是造成PID效应的重要原因(详细解释可在后台回复“103”查看)。电压从1000Vdc提高到1500Vdc后,显然电池片与地面间的压差增大,会增加PID效应的可能性。 4)增加匹配损失 光伏组串间存在一定的匹配损失,主要由下述几个原因造成: 不同光伏组件出厂功率会有0~3%的偏差, 运输、安装过程形成的隐裂会造成功率偏差 安装后的不均匀衰减、不均匀遮挡,也会造成功率偏差。 鉴于上述因素,将每个组串由22个组件提高到32个组件,显然会增加匹配损失。 3综合分析 上述分析中,1500Vdc 相对于1000Vdc的优劣势综合对比如下表。
二、1500Vdc的光伏系统核心设备情况 1光伏组件 目前,First Solar、阿特斯、天合、英利等企业都推出了1500Vdc的光伏组件,包括常规组件和双玻组件。 2逆变器 目前主流厂家都推出了1500Vdc逆变器,容量1MVA~4MVA,已在示范电站中有所应用。1500Vdc的电压等级已经被涵盖在相关IEC标准中。 3汇流箱及其他关键部件 汇流箱和各关键器件的标准已准备就绪,1500Vdc已经进入汇流箱认证标准CGC/GF 037:2014《光伏汇流设备技术规范》中; 1500Vdc已被大部分IEC标准澄清属于低电压指令范畴,如:断路器标准 IEC 61439-1 和IEC60439-1,光伏专用保险丝 IEC60269-6,光伏专用防雷器 EN50539-11/-12。 然而,由于1500Vdc光伏系统尚处于示范阶段,市场需求量有限,因此上述设备尚未开始大规模的量产。 三、1500Vdc光伏系统的应用情况 1国外的应用案例
First solar 2014年5月宣布,在 Deming, New Mexico建成的第一个1500Vdc电站投入使用。电站总容量52MW,34个阵列采用1000Vdc结构,其余阵列采用1500Vdc结构。
SMA 2014年7月宣布,其在德国北部卡塞尔Niestetal的工业园区Sandershauser Berg industrial park建设的3.2MW光伏电站已投入使用,该电站采用了1500Vdc的系统。 2国内的应用案例
2016年1月,国内首个1500Vdc光伏发电系统示范项目——格尔木阳光启恒新能源格尔木市30MW光伏并网发电项目正式并网发电,标志着国内1500Vdc光伏系统真正进入实际示范应用阶段。 从上述的案例来看,1500Vdc的光伏系统在国外从2014年开始有应用,在国内目前尚处于示范阶段。因此,该系统的诸多特性除理论分析之外,还需要在实践中收集更多的数据和经验。 |
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