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1500Vdc光伏系统,你再不知道就OUT了!

2016-09-19 PV兔子
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       2016年1月,国内首个1500V光伏发电系统示范项目——格尔木阳光启恒新能源格尔木市30MW光伏并网发电项目正式并网发电,标志着国内1500V光伏系统真正进入实际示范应用阶段。电站位于青海省格尔木东出口光伏产业园,占地约4381平方米,总装机量30MW。其中26MW为1000V系统,4MW为1500V系统。        虽然格尔木市30MW光伏并网发电项目只有4MW应用了1500V逆变器系统,但是随着领跑者计划对光伏设备制造企业的要求越来越高,1500V逆变器距离在光伏项目上大规模使用还有多大距离呢?
1500V逆变器大解析1、首先我们先来看一下国内某厂家1500V逆变器的技术参数:2、其次1500V光伏系统其它设备匹配情况:    国内目前主流组件厂商天合、英利、晶科、晶澳、阿特斯等企业也均推出了适应1500V系统的光伏组件。3、相比传统集中式逆变器,1500V逆变器对系统的主要优劣分析:
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汇流箱等电气设备减少VS组件失配边界条件假设使用目前符合领跑者要求单晶280W组件,其开路电压为39.22V,组件的最佳工作电压31.96V1000V逆变器光伏组件串联个数应保证满足逆变器的直流MPPT电压和最大直流允许电压的要求。1000V常规并网逆变器的MPPT电压跟踪范围为500~850V,最大开路电压为1000V。在不考虑光伏电池组件工作温度修正系数影响的情况下,该矩阵光伏电池组件在标准测试条件下(光照1000W/m2、工作温度为25℃),允许的最大串联数(Smax)及最小串联数(Smin)分别为:Noc≤21(块)Nmax≤21(块)Nmin≥16(块)结合施工安装等因素并进一步的温度系数修正验算表明,该矩阵组件的串联数一般选用20为最佳。1MW单元的光伏电站:20串*179汇流箱数量:12
1500V逆变器1500V常规并网逆变器的MPPT电压跟踪范围为820~1250V,最大开路电压为1500V。在不考虑光伏电池组件工作温度修正系数影响的情况下,该矩阵光伏电池组件在标准测试条件下(光照1000W/m2、工作温度为25℃),允许的最大串联数(Smax)及最小串联数(Smin)分别为:Noc≤31(块)Nmax≤30(块)Nmin≥26(块)结合施工安装等因素并进一步的温度系数修正验算表明,该矩阵组件的串联数选用30为最佳.1MW单元的光伏电站:30串*120汇流箱数量:8
可见一兆瓦组件单元汇流箱数量减少1/3。然而相反的,由于30个组件为一串,组件之间的匹配呈现水桶效应,组件失配率必然会增加,从而影响整体电站的系统效率。对于组件失配的影响,1500V逆变器的推广势必对组件厂商提出了更高的标准,兔子君调查目前国内已有厂家承诺组件出厂功率浮动不超过1%。
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交直流线损减少VS电气安全性从系统的角度来看,更高的输入、输出电压等级,可以降低交直流侧线损及变压器低压侧绕组损耗,电站的系统效率预期可以提升1.5-2%。        P=I2R=U2/R 相比1500V电压U1,1000V电压U2=2/3U1,P1/P2=9/4;
 即在同样线缆长度以及电阻率情况下,P1功率为P2功率的2.25倍。
 然而电压的升高会降低电气的安全性和可靠性,同时增大PID等风险:1. 组件主要考虑背板局放、电连接器和电绝缘等影响组件可靠性和安全性的因素。2. 1500V系统电压对逆变器要求更高,主要考虑绝缘,电气间隙以及电压升高后可能带来击穿放电等问题,因此逆变器需要采用更复杂的拓扑结构设计和更高电压等级的功率器件以及直流开关设备。
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综合成本的降低装机成本运营成本由于组串和汇流箱数量的降低,低压电缆长度的减少,会使1500V系统设备的数量减少大约30%,相对应的在运维过程中:1. 巡检时间缩短30%。2. 核心电气的故障点减少30%
小结
综上所述,尽管1500V逆变器在国内尚处于示范阶段,但是其给目前光伏系统设计节约了成本,有效减少了单位每瓦造价,提高系统效率同时能够产生良好的经济效益。随着国家大力推进光伏领跑者基地示范项目,势必会给1500V逆变器在光伏电站中的广泛应用带来新的机遇,同时也为其他组件和电气设备提出了更高的标准。
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