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國家能源局：2020年實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的平價(jià)上網(wǎng)

發(fā)布時(shí)間：2017-05-04 來源：Solarbe索比光伏網(wǎng)

　　在IEC標(biāo)準(zhǔn)中跟組件系統(tǒng)電壓相關(guān)的，主要有以下參數(shù)的要求：

　　1>IEC61215：主要是一些測試參數(shù)上的改變，例如絕緣耐壓測試、濕漏電測試，背板局部放電測試等;

　　2>IEC61730-1：主要是針對更高等級系統(tǒng)電壓對應(yīng)的空氣間隙和爬電距離提出了更高要求等，對組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出來了更高的安全要求;

　　3>IEC61730-2：主要是一些安規(guī)測試參數(shù)上的改變，例如絕緣耐壓測試、脈沖電壓測試等;

　　這些電壓參數(shù)的測試主要變更點(diǎn)為電氣安全相關(guān)的測試，其他測試如老化、力學(xué)測試沒有變化。

　　GBT50797-2012光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，組串最大接入組件數(shù)量要根據(jù)光伏組件工作條件下的極限低溫。當(dāng)前根據(jù)歷史最低極限溫度，按照組件在1000W/m2光照下的開路電壓計(jì)算，不超過1000V;按照國內(nèi)西部地區(qū)最低-30℃和常用多晶硅電池板計(jì)算，最多22塊串聯(lián)。但實(shí)際組件開路電壓要考慮輻照和溫升的影響。

　　當(dāng)前常規(guī)開路電壓評估方法根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖畹蜆O限溫度，按照組件在1000W/m2光照下的開路電壓計(jì)算。實(shí)際運(yùn)行中最低溫度時(shí)輻照在100W/m2以下，輻照達(dá)到1000W/m2時(shí)組件溫升30~40℃，實(shí)際組串全天最大開路電壓時(shí)，輻照低于1000W/m2、溫度高于歷史極限低溫，而輻照降低，溫度升高都將導(dǎo)致組串開壓降低。所以，修正輻照和溫升后，組件開路電壓較當(dāng)前主流算法低80V以上。

　　從組件耐壓性考慮，其可靠性和安全性因素包括電池結(jié)構(gòu)(電氣間隙)、背板、接線盒、連接器等。其中組件、接線盒、連接器的電氣間隙和爬電距離相對IEC61215標(biāo)準(zhǔn)有較大富裕。

　　在浮地系統(tǒng)中，當(dāng)組串的正負(fù)極有接地故障，會(huì)導(dǎo)致電池組件對地電壓等于系統(tǒng)電壓，目前國內(nèi)有技術(shù)領(lǐng)先的逆變器廠家會(huì)實(shí)時(shí)檢測直流側(cè)的對地絕緣情況，一旦發(fā)現(xiàn)絕緣問題，會(huì)將組串進(jìn)行短路處理，讓系統(tǒng)電壓降到0，消除過電壓和漏電風(fēng)險(xiǎn)。

　　所以系統(tǒng)電壓即使超過1000V(1100V以內(nèi))在浮地系統(tǒng)中使用當(dāng)前的1000V組件并沒有可靠性問題。

　　另外，目前階段無論是含氟背板還是氟碳涂料背板(包括PVF/PET/PVF/PVDF/PET/PVDF PTFE/PET/PTFE等)，其背板材料分為1000V系統(tǒng)和1500系統(tǒng)，而基本上包括中來、眀冠、臺宏、福斯特等背板耐壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均大于1200V。在1100V系統(tǒng)上，基本上不需要重新研發(fā)就可以使用，但是需要取得對應(yīng)的認(rèn)證。

　　目前，國內(nèi)包括英利、愛康、晶科、中利科技、比亞迪等組件廠商已經(jīng)推出了1100V的系統(tǒng)方案，也推出相對應(yīng)的1100V組件，后面有更多的組件廠家正在做1100V認(rèn)證和準(zhǔn)備認(rèn)證中。

　　2，直流線纜

　　光伏直流線纜耐壓參考標(biāo)準(zhǔn)《2Pfg 1169/08.2007 Requrements for cables for use in photovoltaic-system》，可滿足1100V電壓的需求。

　　在標(biāo)準(zhǔn)中有如下的標(biāo)注：系統(tǒng)的工作電壓可能會(huì)永久超過額定電壓的20%。電纜可在電壓值高于額定電壓20%的情況下操作，只要該額定電壓不小于系統(tǒng)的額定電壓。

　　而對于額定電壓，在1000V的定義中如下：

　　交流U0/U 0,6/1 kV(相對地電壓/相對相)1.8千伏直流(導(dǎo)線-導(dǎo)線，非接地系統(tǒng)，非負(fù)載條件下電路)。

　　如果在直流系統(tǒng)中使用電纜，兩個(gè)導(dǎo)體之間的額定電壓應(yīng)不得超過電纜額定電壓U的1.5倍值。在單相接地直流系統(tǒng)中，此值應(yīng)乘以因數(shù)0.5。

　　對于浮地系統(tǒng)來說，額定電壓為0.6/1kV的線纜可支持直流系統(tǒng)電壓在開路時(shí)達(dá)到1.8kV，在帶載時(shí)1.2KV要求，因此，可滿足1100V系統(tǒng)中使用。

　　3,逆變器

　　在逆變器方面，相比1500V系統(tǒng)，1100V系統(tǒng)只是把電壓提升了1.1倍，而且僅在極端低溫下存在這種情況，這對逆變器廠商來說，將開路電壓達(dá)到1100V的耐壓，并不是難事。逆變器內(nèi)部的器件均滿足1100V系統(tǒng)的耐壓要求?？紤]到直流單相接地故障也不能損壞組件，要求使用1000V組件的系統(tǒng)中，逆變器能夠檢測到絕緣故障并能消除高電壓風(fēng)險(xiǎn)。在歐洲和美國的一些主流廠家中，包括SMA、POWERONE、KAKO、GE，國內(nèi)廠家如華為、陽光等，均已經(jīng)推出了1100V逆變器,而部分美國逆變器廠商推出了1250V系統(tǒng)。

　　可以說1100V方案在降低成本的同時(shí)仍可繼續(xù)使用符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，對應(yīng)的組件、線纜、逆變器均能夠滿足要求。

　　基于此，1100V方案不需要升級特定的設(shè)備，相比1000V方案，初始投資成本進(jìn)一步降低。經(jīng)過測算，1100V系統(tǒng)24塊一串設(shè)計(jì)方案，相比1000V系統(tǒng)，初始成本可降低約0.06元/W，同時(shí)發(fā)電量提升3%左右(比集中式)，每年增值0.07元/W，100MW 25年增值1.9億。

　　遠(yuǎn)有2020實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)平價(jià)上網(wǎng)的目標(biāo)要求，近有成本收益的現(xiàn)實(shí)核算，面對降本的現(xiàn)實(shí)壓力，光伏行業(yè)的競賽結(jié)果終將取決于新技術(shù)。從目前來看，1100V系統(tǒng)成本、發(fā)電量優(yōu)于1000V系統(tǒng)，而在產(chǎn)業(yè)鏈配套、核心部件、技術(shù)成熟度以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范上和1000V系統(tǒng)基本保持不變，是現(xiàn)有情況下最佳的理想方案，這也是目前一些大型光伏電站開發(fā)商青睞于1100V系統(tǒng)的原因，也使得1100V系統(tǒng)現(xiàn)階段最有可能取得突破，成為平價(jià)上網(wǎng)吹響的第一聲號角。