中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2017年3月3日，昱能科技承辦了國(guó)內(nèi)首場(chǎng) “分布式光伏安全”研討會(huì)，在國(guó)內(nèi)首次正式提出：直流高壓——光伏電站不應(yīng)該回避的問(wèn)題。在過(guò)去的一年里，光伏電站火災(zāi)事件時(shí)有發(fā)生。光伏火災(zāi)的預(yù)防措施關(guān)注點(diǎn)依然集中在產(chǎn)品質(zhì)量、安裝規(guī)范及產(chǎn)品選型上，以上方面對(duì)光伏電站安全確實(shí)非常重要，但對(duì)‘直流高壓’的關(guān)注依然缺席。直流高壓一方面會(huì)在系統(tǒng)中引發(fā)不間斷的電弧火花，增加系統(tǒng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，另一方面一旦光伏系統(tǒng)著火，直流高壓對(duì)消防員的人身安全造成威脅，阻礙火災(zāi)施救。組件級(jí)電力電子是國(guó)際公認(rèn)的直流高壓成熟解決方案，昱能科技一直致力于組件級(jí)電力電子（微型逆變器、優(yōu)化器、關(guān)斷器等）的研發(fā)及市場(chǎng)化，我們很欣慰地看到各大逆變器廠商包括陽(yáng)光、華為等多家企業(yè)都陸續(xù)推出類(lèi)似解決方案。最后，我們?cè)诖撕粲醺鞔髤f(xié)會(huì)、媒體、企業(yè)一同承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，不再回避“直流高壓”問(wèn)題，將關(guān)于直流高壓解決方案納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)意見(jiàn)，與國(guó)際安規(guī)接軌，為廣大用戶(hù)的生命財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航，為光伏行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)！
事件一：
2018年4月18， 位于江蘇南通一光伏電站突發(fā)起火，現(xiàn)場(chǎng)濃煙滾滾，起火原因尚不明確。
事件二：
2018年4月20日左右，一則村級(jí)光伏電站火災(zāi)視頻在網(wǎng)絡(luò)流傳，視頻顯示，整個(gè)電站一片狼藉，組件板基本被燒光，只剩下一些凌亂散落的金屬支架?；馂?zāi)原因尚不明確。
短短幾日之內(nèi)，竟然發(fā)生兩起光伏電站火災(zāi)事件。在此，小編愿事故沒(méi)有造成人員傷亡，也衷心的希望此類(lèi)事件不再發(fā)生！安全問(wèn)題關(guān)乎著業(yè)主的生命及財(cái)產(chǎn)安全，重中之重！
究其根本 直流高壓不能忽視
由光伏電站造成的火災(zāi)起火原因主要有以下幾點(diǎn)：系統(tǒng)零部件質(zhì)量、逆變器元器件質(zhì)量、電纜質(zhì)量, 匯流箱、變壓器等的防雷接地問(wèn)題, 施工、安裝不規(guī)范等。但究其根本，光伏電站中，直流側(cè)存在的直流高壓是引發(fā)光伏系統(tǒng)火災(zāi)的“罪魁禍?zhǔn)住?。?jù)統(tǒng)計(jì)，在光伏電站（電站自身原因）的火災(zāi)中，80%以上的電站著火都是由于直流側(cè)的故障，由直流高壓引起的電弧火花是光伏火災(zāi)的“元兇”。
不考慮其他接觸件以及絕緣部位，在一個(gè)10MW的分布式電站中，光接觸點(diǎn)便超過(guò)了80,000個(gè)，它們時(shí)刻存在發(fā)生直流電弧的可能性。即便在25年的電站運(yùn)行時(shí)間中只有1/1000的接觸點(diǎn)發(fā)生直流電弧，這個(gè)電站也會(huì)發(fā)生80次直流電弧事件，引起火災(zāi)的概率非常之高。
高壓電弧風(fēng)險(xiǎn)與火災(zāi)施救風(fēng)險(xiǎn)
在傳統(tǒng)的組串式光伏系統(tǒng)中有兩大風(fēng)險(xiǎn)的存在：高壓電弧風(fēng)險(xiǎn)與火災(zāi)施救風(fēng)險(xiǎn)。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，太陽(yáng)能組件以串列方式排成陣列，整串線(xiàn)路電壓累計(jì)，一般可以達(dá)到600V~1000V的高壓。當(dāng)系統(tǒng)長(zhǎng)年累月運(yùn)行，電線(xiàn)絕緣層腐蝕后電線(xiàn)容易裸露，非常容易產(chǎn)生直流電弧，擊穿空氣，引發(fā)火災(zāi)。
當(dāng)電弧引發(fā)的火災(zāi)或其他原因造成的火災(zāi)發(fā)生時(shí)，直流側(cè)的高壓電又給救火帶極大的風(fēng)險(xiǎn)。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，即使交流側(cè)的電閘關(guān)閉，逆變器側(cè)交流電壓變?yōu)?V，但對(duì)直流側(cè)而言，只要有光照就會(huì)有電壓。尤其當(dāng)直流側(cè)達(dá)到600V~1000V以上的高壓時(shí)，危險(xiǎn)不言而喻。救火工作十分危險(xiǎn)，只能從遠(yuǎn)處進(jìn)行施救。
根據(jù)GBT 18379-2001 《建筑物電氣裝置的電壓區(qū)段》中定義的I區(qū)段電壓等級(jí)的限值為120VDC,所以120VDC及以下被認(rèn)為是人體在正常和故障兩種狀態(tài)下使用各種電器設(shè)備，并處于各種環(huán)境狀態(tài)下可觸及導(dǎo)電零部件的電壓限值，而120VDC以上是不安全的。顯而易見(jiàn)，傳統(tǒng)的光伏系統(tǒng)中存在的直流電壓是120V的5~10倍，將對(duì)人類(lèi)的生命安全產(chǎn)生威脅。
MLPE組件級(jí)電力電子解決方案
如何解決、改善直流拉弧引發(fā)的直流高壓?jiǎn)栴}呢?歐美等國(guó)外的光伏技術(shù)一直是先行于國(guó)內(nèi)的，組件級(jí)電子電子（MLPE）產(chǎn)品在國(guó)外的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟。目前，在國(guó)內(nèi)，組件級(jí)電力電子技術(shù)及產(chǎn)品正被越來(lái)越多的人所熟悉，并得到行業(yè)認(rèn)可。目前，絕大多數(shù)的組件與組串逆變器廠家已開(kāi)始關(guān)注并涉足組件級(jí)電力電子領(lǐng)域，推出相關(guān)系列產(chǎn)品。
組件級(jí)電力電子，字面意思即為組件級(jí)別的電子設(shè)備。該技術(shù)包含電力電子、半導(dǎo)體器件、通訊、云計(jì)算及高可靠制造等多個(gè)方面。目前現(xiàn)有產(chǎn)品系列包括微型逆變器、功率優(yōu)化器及關(guān)斷器等等。
方案一：微型逆變器方案
采用微型逆變器的光伏系統(tǒng)，為全并聯(lián)電路設(shè)計(jì)，組件之間不再有電壓疊加，直流電壓小于60伏(不高于組件最高輸出直流電壓)，徹底解決了由于高壓直流拉弧引起火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也解決了當(dāng)房屋起火時(shí)，因光伏電站而阻礙了施救的問(wèn)題。
該方案的初始投資成本略高，但隨著配合大功率組件的微逆產(chǎn)品的問(wèn)世，加之以其25年的設(shè)計(jì)使用壽命、發(fā)電量多、易運(yùn)維等優(yōu)勢(shì)，使得微型逆變器綜合系統(tǒng)方案成本與小型組串逆變器系統(tǒng)基本持平，相信在今后會(huì)是民用光伏的首選產(chǎn)品。
方案二：功率優(yōu)化器及關(guān)斷器方案
安裝有功率優(yōu)化器及關(guān)斷器的光伏系統(tǒng)具有組件級(jí)遠(yuǎn)程監(jiān)控、關(guān)斷功能，雖然不能直接解決直流高壓?jiǎn)栴}，但在發(fā)生火災(zāi)之后能夠關(guān)斷每塊組件的直流輸出，不會(huì)威脅到消防員的人身安全，解決了光伏系統(tǒng)的施救風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)逆變器與電網(wǎng)斷開(kāi)時(shí)，交流端輸出為0V時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷連接，實(shí)現(xiàn)組件級(jí)別的關(guān)斷。
功率優(yōu)化器及關(guān)斷器方案成本較低，可以被大多數(shù)的業(yè)主所接受。該方案不僅可用于民用系統(tǒng)，也可廣泛應(yīng)用于商用甚至大型地面電站中。
高標(biāo)準(zhǔn)的光伏安全規(guī)范 勢(shì)在必行
光伏安全關(guān)系到人身安全，因此要嚴(yán)格杜絕直流高壓等問(wèn)題對(duì)人員帶來(lái)的安全隱患。
電力公司對(duì)交流側(cè)的電網(wǎng)用電安全有非常明確的規(guī)定，但光伏系統(tǒng)的直流側(cè)高壓（從幾十伏到超過(guò)一千伏）是往往容易被忽視的。這一問(wèn)題現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越受到大家的重視，國(guó)外的一些光伏標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此都已經(jīng)做了詳細(xì)的規(guī)范要求，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)起草和修訂時(shí)也開(kāi)始逐漸將這一議題納入重了點(diǎn)考慮范疇。
國(guó)外規(guī)定：
? 美國(guó)，防火協(xié)會(huì)修改國(guó)家電氣規(guī)范：“住宅用光伏發(fā)電系統(tǒng)中，在緊急情況發(fā)生時(shí)，光伏系統(tǒng)交流并網(wǎng)端斷開(kāi)后，直流端電壓最大不能超過(guò)80伏。
? 意大利，消防員在建筑物帶電壓的情況下，是不可以進(jìn)行滅火工作的。
? 德國(guó)，率先執(zhí)行VDE防火安全標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定在光伏系統(tǒng)中逆變器與組件之間需要增加一個(gè)直流電切斷裝置。
? 澳大利亞，根據(jù)OVE R11-1: 2013規(guī)范，在組件附近必須有斷路裝置。
在國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)逐漸發(fā)展壯大的今天，我們期待相關(guān)部門(mén)盡快發(fā)布一套完整、清晰的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)光伏電站中直流高壓?jiǎn)栴}作出明確的規(guī)范。行業(yè)協(xié)會(huì)、行業(yè)媒體及廣大光伏企業(yè)有義務(wù)也有責(zé)任主動(dòng)向建筑部門(mén)、消防部門(mén)、安監(jiān)局等相關(guān)部委提交相關(guān)建議，協(xié)助相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。企業(yè)自身加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，為電站運(yùn)營(yíng)中的出現(xiàn)的各種問(wèn)題提供優(yōu)質(zhì)的解決方案。生產(chǎn)高品質(zhì)的產(chǎn)品，電站的穩(wěn)定運(yùn)行、為用戶(hù)的安全提供堅(jiān)實(shí)的保障。
