2016年,中國以突破34GW的年總裝機量連續四年領跑全球光伏市場.除了炙手可熱的裝機熱潮以外,業界也在不斷探討,如何以更先進的技術讓光伏的發電成本持續下降,同時優化發電效率.
直流電源1500V電壓直流電源系統相比常規的1000V直流電源系統,可以減少直流電源側組串數,從而減少光伏電纜用量和直流電源匯流箱數量,降低直流電源線路損耗,減少安裝成本.同時,電流不變的前提下提升電壓,意味著匯流箱、逆變電源等電氣設備單位功率密度的提高,從直流電源系統上降低光伏發電成本,提高直流電源系統發電效率.從全球市場來看,北美和歐洲的大部分直流電源系統也正逐步向直流電源1500V遞進.
那么,DC1500V直流電源系統對光伏逆變電源及其他核心部件設計提出了怎樣的技術挑戰?直流電源器件制造商該如何應對?直流電源工程師大中華區太陽能及燃料電池技術服務經理戴建偉先生就此話題為業界提供了應對思路和解決方案.
直流電源1000V和1500V直流電源系統要求,差異在哪里?
IEC/EN 62109-1/2標準具體規范了光伏逆變電源的安全要求,涉及七大危害防護:電氣、機械、過溫、防火、化學、噪聲、液體氣體爆炸危險.直流電源1000V和1500V直流電源系統安全設計要求的區別主要集中在電氣安全.
直流電源標準規定,安全可觸及部分和危險電壓部分必須要有可靠的防護以確保安全.防護方式有以下4種:
1、 直流電源隔離防護2、 直流電源高阻防護3、 直流電源限壓防護4、 直流電源接地保護那么,相對于1000V直流電源系統,怎樣的防護才能滿足1500V直流電源系統的要求?
隔離防護是利用電氣間隙和爬電距離來阻隔危險電壓對人接觸安全可觸及部分時造成的觸電危險,是電氣安全防護中常用且可靠的方式.
直流電源工程師指出,在電氣間隙的要求上直流電源1000V和1500V沒有差異.但是,直流電源1500V直流電源系統的爬電距離要求比1000V直流電源系統提高較多,對現有的逆變電源及相關直流電源器件的安全設計造成一定挑戰,詳見下表:
DC1500V直流電源系統,光伏逆變電源設計思路詳解針對爬電距離要求升級的安全防護設計解決方案爬電距離的提升對逆變電源及直流電源器件制造商來說是個很大的挑戰,有沒有好的辦法可以解決?直流電源工程師提出了一種有效的解決方案:
標準明確定義了影響爬電距離的四大因素:污染等級、工作電壓、絕緣材料組別和絕緣類型.其中降低污染等級可以大幅降低爬電距離的限值要求,是可以滿足標準要求的可行措施,而灌膠與涂層就是降低污染等級的有效手段.
使用灌膠與涂層后,改變非常明顯.從下表可以看到,由于污染等級從2類變為1類在直流電源1500V直流電源系統中,基本絕緣和加強絕緣的限值分別從之前的15mm和30mm降到了5.2mm和10.4mm.
DC1500V直流電源系統,光伏逆變電源設計思路詳解評估灌膠與涂層的關鍵測試有哪些?
除此以外,直流電源工程師還特別提出直流電源1500V直流電源系統還需要非常重視以下問題:例如直流電源拉弧和PID防護等.
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