选对逆变器到底能不能降低火灾隐患？

2018-05-15 03:04

一提起光伏电站，最害怕的是什么？当然是火灾！前段时间某地光伏电站起火的视频在网络上疯传，再一次把电站的安全问题提到了风口浪尖之上。今天我们就从逆变器的角度来谈一谈如何降低甚至说杜绝潜在的火灾隐患。

众所周知，光伏电站直流侧是电站故障的重灾区。在传统的光伏系统中，光伏电站直流侧存在着直流高压，电压通常高达600－1000V，由于光伏组件接头接点松脱，接触不良、电线受潮、绝缘破裂等原因而极易引起直流拉弧现象。直流拉弧会导致接触部分温度急剧升高，持续的电弧会产生3000－7000℃的高温，并伴随着高温碳化周围器件，轻者熔断保险、线缆，重者烧毁组件和设备引起火灾。据知名光伏网站统计，在光伏电站的火灾中，80％以上的电站着火是由于直流侧的故障，由直流高压引起的电弧火花是光伏火灾的“元凶”。

可见，在传统光伏系统中，直流高压带来极大的安全隐患。特别在屋顶项目中，直流拉弧起火将会波及建筑物自身并威胁建筑物内的人员财产安全。所以，在屋顶项目中，光伏电站的安全性是首要关注的问题，需要从光伏逆变器设备角度以及光伏电站系统设计角度（本文暂不分析）综合考虑加以解决。

如图1所示，微逆系统中为每个光伏组件配一个可以直接交流输出的逆变器，一方面使光伏组件之间完全解耦，以实现所有组件的精准控制，另一方面又直接避免了光伏组件串联所带来的高压风险。在屋顶光伏项目中，与传统光伏系统相比，微逆系统在火灾预防上有以下技术优势：

图1 微逆系统图

如前所述，传统光伏系统中，直流侧光伏电池经过串联构成一条200V～600V或甚至更高的高压直流母线然后接入逆变器，在安装过程中容易引发对工程人员的电击伤害，在长期运行过程中更有绝缘损坏或连接件接触不良导致的直流电弧风险，电弧温度可达数千度从而引发火灾，造成火灾或人身伤害。

同时，传统光伏系统还要面临以下业内难题：直流保护器件更贵，比交流保护器件可靠性低，高压直流电弧难以分断；光伏组件呈电流源特性，过流后电流不会明显变大，使保护变得更加困难；有光的时候就有电能产生，难以切断，发生故障尤其是火灾后对救援与灭火人员造生威胁。

图2 系统电压对比图

在微逆系统中，由于每个光伏组件独立接入逆变器，因此系统最高直流电压为光伏电池开路电压，大约在40V左右，安装和使用过程中非常安全，无电击及拉弧起火风险，从根本上解决了传统系统中高直流电压的业内难题。

综上，单纯从逆变器角度来看，低电压、无直流电弧风险的微型逆变器在火灾预防上可以说是无逆变器能出其右。