相對(duì)于目前光伏電站中廣泛使用的1000Vdc的光伏系統(tǒng)，以逆變器廠家為主導(dǎo)的1500Vdc的光伏系統(tǒng)研究，近期越來(lái)越成為行業(yè)的技術(shù)熱點(diǎn)。那我們很容易會(huì)產(chǎn)生這樣一些疑問(wèn)：

為什么要把電壓從1000Vdc升高到1500Vdc？

除了逆變器，其他的電氣設(shè)備都能耐1500Vdc的高壓?jiǎn)幔?/p>

1500Vdc系統(tǒng)現(xiàn)在有人用了嗎？效果如何？

一、1500Vdc光伏系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)分析

1優(yōu)勢(shì)分析

1)減少匯流箱、直流電纜用量1000Vdc系統(tǒng)的每個(gè)組串一般為22個(gè)組件，而1500VDC系統(tǒng)的每個(gè)組串可允許32個(gè)組件。

以265W組件1MW的發(fā)電單元為例，

1000Vdc系統(tǒng)：176個(gè)光伏組串，12個(gè)匯流箱；

1500Vdc系統(tǒng)：118個(gè)光伏組串，8個(gè)匯流箱；

因此，光伏組件~匯流箱的直流電纜量約為原來(lái)的0.67倍，匯流箱~逆變器的直流電纜量約為原來(lái)的0.5倍。

2)減少直流線損∵P損=I2R電纜I=P/U

∴U提高1.5倍→I變?yōu)?1/1.5)→P損變?yōu)?/2.25

又∵R電纜=ρL/S直流電纜的L變?yōu)樵瓉?lái)的0.67、0.5倍

∴R電纜(1500Vdc)<0.67R電纜(1000Vdc)

綜上所述，直流部分的1500VdcP損約為1000VdcP損的0.3倍。

3)減少一定的工程量和故障率

由于直流電纜和匯流箱數(shù)量減少，施工過(guò)程中安裝的電纜接頭、匯流箱接線就會(huì)減少，而這兩處是故障易發(fā)點(diǎn)。因此，1500Vdc可能會(huì)減少一定的故障率。

2劣勢(shì)分析

1)設(shè)備要求提高與1000Vdc系統(tǒng)相比，電壓提高到1500Vdc對(duì)斷路器、熔斷器、防雷器及開(kāi)關(guān)電源等器件有重大影響，提出了更高的耐壓、可靠性要求，從而設(shè)備單價(jià)會(huì)提高。

2)安全要求更高電壓提高到1500Vdc后，電氣被擊穿放電的危險(xiǎn)提高，從而要提高絕緣保護(hù)和電氣間隙；另外，直流側(cè)一旦發(fā)生事故，將面臨更為嚴(yán)重的直流滅弧問(wèn)題。因此，1500Vdc系統(tǒng)使系統(tǒng)在安全防護(hù)方面的要求提高。

3)增加PID效應(yīng)的可能光伏組件串聯(lián)之后，高壓組件的電池片和地面之間形成的漏電流是造成PID效應(yīng)的重要原因(詳細(xì)解釋可在后臺(tái)回復(fù)“103”查看)。電壓從1000Vdc提高到1500Vdc后，顯然電池片與地面間的壓差增大，會(huì)增加PID效應(yīng)的可能性。

4)增加匹配損失光伏組串間存在一定的匹配損失，主要由下述幾個(gè)原因造成：

不同光伏組件出廠功率會(huì)有0~3%的偏差，

運(yùn)輸、安裝過(guò)程形成的隱裂會(huì)造成功率偏差

安裝后的不均勻衰減、不均勻遮擋，也會(huì)造成功率偏差。

鑒于上述因素，將每個(gè)組串由22個(gè)組件提高到32個(gè)組件，顯然會(huì)增加匹配損失。

3綜合分析上述分析中，1500Vdc相對(duì)于1000Vdc的優(yōu)劣勢(shì)綜合對(duì)比如下表。

　　因此，1500Vdc與1000Vdc相比，性價(jià)比能提高多少，還需要進(jìn)一步的測(cè)算。

導(dǎo)讀：相對(duì)于目前光伏電站中廣泛使用的1000Vdc的光伏系統(tǒng)，以逆變器廠家為主導(dǎo)的1500Vdc的光伏系統(tǒng)研究，近期越來(lái)越成為行業(yè)的技術(shù)熱點(diǎn)。那我們很容易會(huì)產(chǎn)生這樣一些疑問(wèn)。

二、1500Vdc的光伏系統(tǒng)核心設(shè)備情況

1光伏組件目前，F(xiàn)irstSolar、阿特斯、天合、英利等企業(yè)都推出了1500Vdc的光伏組件，包括常規(guī)組件和雙玻組件。

2逆變器目前主流廠家都推出了1500Vdc逆變器，容量1MVA~4MVA，已在示范電站中有所應(yīng)用。1500Vdc的電壓等級(jí)已經(jīng)被涵蓋在相關(guān)IEC標(biāo)準(zhǔn)中。

3匯流箱及其他關(guān)鍵部件匯流箱和各關(guān)鍵器件的標(biāo)準(zhǔn)已準(zhǔn)備就緒，1500Vdc已經(jīng)進(jìn)入?yún)R流箱認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)CGC/GF037：2014《光伏匯流設(shè)備技術(shù)規(guī)范》中；

1500Vdc已被大部分IEC標(biāo)準(zhǔn)澄清屬于低電壓指令范疇，如：斷路器標(biāo)準(zhǔn)IEC61439-1和IEC60439-1，光伏專用保險(xiǎn)絲IEC60269-6，光伏專用防雷器EN50539-11/-12。

然而，由于1500Vdc光伏系統(tǒng)尚處于示范階段，市場(chǎng)需求量有限，因此上述設(shè)備尚未開(kāi)始大規(guī)模的量產(chǎn)。

三、1500Vdc光伏系統(tǒng)的應(yīng)用情況

1國(guó)外的應(yīng)用案例

　　圖1：Macho Springs 太陽(yáng)能發(fā)電站

Firstsolar2014年5月宣布，在Deming，NewMexico建成的第一個(gè)1500Vdc電站投入使用。電站總?cè)萘?2MW，34個(gè)陣列采用1000Vdc結(jié)構(gòu)，其余陣列采用1500Vdc結(jié)構(gòu)。

SMA2014年7月宣布，其在德國(guó)北部卡塞爾Niestetal的工業(yè)園區(qū)SandershauserBergindustrialpark建設(shè)的3.2MW光伏電站已投入使用，該電站采用了1500Vdc的系統(tǒng)。

2國(guó)內(nèi)的應(yīng)用案例

　　圖2：格爾木陽(yáng)光啟恒新能源格爾木市30MW光伏項(xiàng)目

2016年1月，國(guó)內(nèi)首個(gè)1500Vdc光伏發(fā)電系統(tǒng)示范項(xiàng)目——格爾木陽(yáng)光啟恒新能源格爾木市30MW光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目正式并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)1500Vdc光伏系統(tǒng)真正進(jìn)入實(shí)際示范應(yīng)用階段。

從上述的案例來(lái)看，1500Vdc的光伏系統(tǒng)在國(guó)外從2014年開(kāi)始有應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)目前尚處于示范階段。因此，該系統(tǒng)的諸多特性除理論分析之外，還需要在實(shí)踐中收集更多的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。