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1500Vdc的光伏系统距离大规模应用还有多远?

导读: 相对于目前光伏电站中广泛使用的1000Vdc的光伏系统,以逆变器厂家为主导的1500Vdc的光伏系统研究,近期越来越成为行业的技术热点。那我们很容易会产生这样一些疑问。

  相对于目前光伏电站中广泛使用的1000Vdc的光伏系统,以逆变器厂家为主导的1500Vdc的光伏系统研究,近期越来越成为行业的技术热点。那我们很容易会产生这样一些疑问:

  为什么要把电压从1000Vdc升高到1500Vdc?

  除了逆变器,其他的电气设备都能耐1500Vdc的高压吗?

  1500Vdc系统现在有人用了吗?效果如何?

  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。

  以265W组件1MW的发电单元为例,

  1000Vdc系统:176个光伏组串,12个汇流箱;

  1500Vdc系统:118个光伏组串,8个汇流箱;

  因此,光伏组件~汇流箱的直流电缆量约为原来的0.67倍,汇流箱~逆变器的直流电缆量约为原来的0.5倍。

  2)减少直流线损∵P损=I2R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)<0.67R电缆(1000Vdc)

  综上所述,直流部分的1500VdcP损约为1000VdcP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。

综合对比

  因此,1500Vdc与1000Vdc相比,性价比能提高多少,还需要进一步的测算。

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