國家能源局：2020年實現(xiàn)用戶側的平價上網

發(fā)布時間：2017-05-04 來源：Solarbe索比光伏網

　　在IEC標準中跟組件系統(tǒng)電壓相關的，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)電壓對應的空氣間隙和爬電距離提出了更高要求等，對組件的結構設計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)的測試主要變更點為電氣安全相關的測試，其他測試如老化、力學測試沒有變化。

　　GBT50797-2012光伏發(fā)電站設計規(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算，不超過1000V;按照國內西部地區(qū)最低-30℃和常用多晶硅電池板計算，最多22塊串聯(lián)。但實際組件開路電壓要考慮輻照和溫升的影響。

　　當前常規(guī)開路電壓評估方法根據(jù)當?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算。實際運行中最低溫度時輻照在100W/m2以下，輻照達到1000W/m2時組件溫升30~40℃，實際組串全天最大開路電壓時，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構(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標準有較大富裕。

　　在浮地系統(tǒng)中，當組串的正負極有接地故障，會導致電池組件對地電壓等于系統(tǒng)電壓，目前國內有技術領先的逆變器廠家會實時檢測直流側的對地絕緣情況，一旦發(fā)現(xiàn)絕緣問題，會將組串進行短路處理，讓系統(tǒng)電壓降到0，消除過電壓和漏電風險。

　　所以系統(tǒng)電壓即使超過1000V(1100V以內)在浮地系統(tǒng)中使用當前的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驗數(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，但是需要取得對應的認證。

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

　　2，直流線纜

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

　　在標準中有如下的標注：系統(tǒng)的工作電壓可能會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(導線-導線，非接地系統(tǒng)，非負載條件下電路)。

　　如果在直流系統(tǒng)中使用電纜，兩個導體之間的額定電壓應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)電壓在開路時達到1.8kV，在帶載時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，將開路電壓達到1100V的耐壓，并不是難事。逆變器內部的器件均滿足1100V系統(tǒng)的耐壓要求。考慮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險。在歐洲和美國的一些主流廠家中，包括SMA、POWERONE、KAKO、GE，國內廠家如華為、陽光等，均已經推出了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仍可繼續(xù)使用符合現(xiàn)行標準的設備，對應的組件、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備，相比1000V方案，初始投資成本進一步降低。經過測算，1100V系統(tǒng)24塊一串設計方案，相比1000V系統(tǒng)，初始成本可降低約0.06元/W，同時發(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。

　　遠有2020實現(xiàn)用戶側平價上網的目標要求，近有成本收益的現(xiàn)實核算，面對降本的現(xiàn)實壓力，光伏行業(yè)的競賽結果終將取決于新技術。從目前來看，1100V系統(tǒng)成本、發(fā)電量優(yōu)于1000V系統(tǒng)，而在產業(yè)鏈配套、核心部件、技術成熟度以及標準規(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，成為平價上網吹響的第一聲號角。