光伏电站1500直流系统讨论

光伏电站1500V直流系统讨论北京木联能软件股份有限公司2016年5月19日Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司一、1500V直流系统发展趋势二、1500V直流系统运维分析三、关于木联能目录Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司一、1500V直流系统发展趋势目录Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司设备数量多，建造成本高；直流线缆多，线缆损耗过大。为了降低发电成本，提高发电效率，越来越多人提出了一个新的方案：1500V直流系统！一、1500V直流系统发展趋势1000V直流系统的缺点与发展趋势Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司光伏电站直流系统结构图一、1500V直流系统发展趋势Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司直流电压提高到1500V，直流线缆损耗减少；光伏子阵设备数量减少，安装、维护工作量减少，从而促进光伏系统成本降低。1500V直流系统优势电流（A）理想值实际值1000V系统1500V系统差值1000V系统1500V系统差值00%0%0%0%0%0%10.38%0.25%0.13%1.08%0.66%0.42%20.75%0.5%0.25%2.17%1.32%0.85%31.13%0.75%0.38%3.24%1.98%1.26%41.50%1.0%0.5%4.31%2.64%1.67%51.88%1.25%0.635.38%3.29%2.09%62.25%1.49%0.76%6.45%3.95%2.5%72.63%1.74%0.89%7.5%4.6%2.9%83.0%1.99%1.01%8.56%5.25%3.31%一、1500V直流系统发展趋势Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司直流电压提高到1500V，直流线缆损耗减少；光伏子阵设备数量减少，安装、维护工作量减少，从而促进光伏系统成本降低。1500V直流系统优势一、1500V直流系统发展趋势Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司大型地面电站运用1500V系统，直流线损会降低，逆变器效率会提升，预计系统效率可提升1.5%~2%。分布式电站运用1500V系统，变相的增加了成本，并且户用型的屋顶面积有限，装机容量有限，直流侧也不存在汇流问题，该系统不适用于分布式电站。1500V系统将会在地面集中式光伏电站中大量应用！该系统将会引领未来的光伏行业的发展方向！1500V直流系统适用范围一、1500V直流系统发展趋势Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司二、1500V直流系统运维分析目录Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司组件连接器汇流箱逆变器二、1500V直流系统运维分析直流侧设备变化Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司1500V系统运维工作特点测试点减少；工器具选型不同；故障组件定位难度加大；失配风险增加；安全要求增加；PID风险增大；智能化运维要求增强。传统运维工作运行管理制度制定；预防性试验开展；运维人员培训工作；计划性工作管理；加强电站考核制度。二、1500V直流系统运维分析运维工作主要内容Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司运行管理制度制定运行管理是发电企业管理的重要组成部分，通过制定相关管理制度，使运维人员有据可依，按要求办事，提高工作效率，减少事故发生。预防性试验工作二、1500V直流系统运维分析传统运维工作预防性试验是电力设备运行和维护工作中的一个重要环节，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。通过预防性试验工作的开展，使运维人员遇到突发事件可正确应对，减少不必要的损失，确保人身和设备安全。Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司加强运维人员培训人是电站运维工作的执行者，为提高电站运维效率，减少电量损失，应长期对电站运维人员进行基础知识、设备知识、安全知识等相关信息培训，提高运维人员自身能力和安全意识。计划性工作管理二、1500V直流系统运维分析传统运维工作作为电站管理人员，应对电站发电量、培训、巡检、检修等日常工作项目进行前期计划，使运维人员可清晰知道什么时间应完成什么工作，提高电站发电水平及人员可利用率。Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司1MWp系统参照表（多晶260Wp组件）1000V光伏系统连接方式每个组串组件数量22pcs单串功率22pcs*260Wp=5720Wp并联组串数量175串汇流箱个数9（采用20汇1）1500V光伏系统连接方式每个组串组件数量33pcs单串功率33pcs*260Wp=8580Wp并联组串数量117串汇流箱个数6（采用20汇1）如上表，1MW系统中，若采用1000V系统，共需测试点约186个；若采用1500V系统，共需要测试点约为124个，减少62个测试点，即减少测试点约33%。二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维特点-测试点减少Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司工器具1000V系统是否满足1500系统万用表最大量程1000V不满足钳形表最大量程20A满足绝缘表测试电压1000V不满足热成像仪满足I-V曲线测试仪测试电压1000V不满足MC插头制作工具专业套装工具不满足工欲善其事必先利其器，运维工器具是整个运维工作过程中至关重要的构成因素。随着1500V系统的诞生，目前电站使用的工器具种类和性能要求是否能够满足运维需求呢？二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维特点-工器具Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司万用表目前，行业内所使用的万用表最大量程基本都在1000V以内，可以满足1500V系统测试的数字万用表较少。多数万用表最大量程1000V1500V量程数字表较少二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维特点-工器具Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司绝缘表绝缘电阻测试仪对绝缘电压有着较高要求，目前行业内更多的数显表最大测试电压为1000V，可适用于1500V系统的绝缘表较少。传统绝缘表1500V绝缘表1500V直流系统运维特点-工器具Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司I-V曲线测试仪I-V曲线测试仪主要是通过测试被测设备的电压和电流信息，分析被测设备的输出功率。在光伏电站日常运维中对组件衰减、灰尘遮挡损失有着较大的作用，但目前行业内更多的I-V曲线测试仪最大测试电压为1000V，可适用于1500V系统的仪器较少。二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维特点-工器具Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司MC插头制作工具光伏电站运维过程中，需制作专业的MC插头进行备件更换，目前电站使用的插头耐压等级均为1000V，未经过1500V耐压验证，因此对于1500V系统，所使用的插头类别及制作工具均有不同。MC4-EVO2MC4-EVO3二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维特点-工器具Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司安全工器具光伏电站运维工作的开展，人员安全是基础，因此在运维过程中需注意安全工器具的使用。目前，电站所使用的安全工器具防护等级可能达不到1500V系统要求，因此要重新配置满足1500V系统要求的相关安全工器具。二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维特点-工器具Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司1000V系统：一个组串串联组件数量约18-22块；1500V系统：一个组串串联组件数量约为32-34块。当通过智能化系统发现某条支路电流偏低后，组件数量较多时，更不容易排查具体组件。二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维特点-故障定位难度增加Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司两个性能相同的组件串联到一起时，电流保持不变，电压将加倍。然而，两个性能不同的组件串联到一起时，电压仍然叠加，电流将被限制到略高于组件中电流较小的电池板产生的电流值。采用1500V系统后，组串中组件数量增多，可能会存在更多的失配风险。二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维特点-失配风险增加Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司运用1500V系统，电压升高，促使组件PID现象发生几率增加。运维过程中应加强关注，及时发现。二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维特点-PID风险增大Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司设备数量减少，功率密集度增加，同样的故障时间造成的电量损失变大，因此要求提高缺陷发现速率及消缺及时率，因此，1500V系统对智能化运维有着更高要求。系统电压：1000V组件功率：250W组串：20块组件构成汇流箱：16路逆变器：500kW故障时间：1h系统电压：1500V组件功率：250W组串：32块组件构成汇流箱：16路逆变器：1MW故障时间：1h系统类别1000V系统1500V系统故障现象功率损失电量功率损失电量支路为05kW5kWh8kW8kWh汇流箱故障80kW80kWh128kW128kWh逆变器故障500kW500kWh1000kW1000kWh二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维特点-智能化运维能力加强Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司电压升高，安全风险增加；电站需提供专业安全工器具；加强运维人员安全意识培训；加强设备操作、仪器使用方面培训。二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维特点-安全要求增强Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司1500V直流系统在运维过程中仍沿用原有的管理制度及相关考核依据，但因其电压等级升高，故在具体运维时所使用的工器具、安全要求、人员要求有进一步的要求。合格的设备规范化管理专业的工具和人员+合理考核指标=二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维分析总结Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司1500V直流系统在电压等级上虽然属于低压范围，但该类设备在日常巡检、设备检修等方面对人员、仪器以及相应的配套设施有着更高的要求。新技术的应用和普及需要时间以及相应的技术去支撑，如何为1500V直流系统摸索出一条适合自己的运维道路，需要我们共同去探索！二、1500V直流系统运维分析1500V直流系统运维分析总结Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司三、关于木联能目录Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司木联能是一家长期服务于可再生能源行业发展，专注于可再生能源工程软件、智能化应用系统、互联网产品和可再生能源发电项目全生命周期咨询服务研究的整体解决方案提供商。成立于2004年2014年11月11日新三板挂牌上市国家级高新技术企业、双软认证企业拥有90多项软件著作权绿色生态合作（PGO）成员单位与电总院、国家可再生能源信息管理中心长期合作可再生能源整体解决方案提供商北京木联能软件股份有限公司（股票代码：831346）三、关于木联能Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司项目案例：木联能光伏智能化解决方案项目分布图（2015版）截至2015年10月底，市场占有率按光伏装机规模统计为GW，共计实施了多个项目718030222017141312262532241171230~21项20~11项10~1项暂无项目三、关于木联能1Copyright©2015版权所有:北京木联能软件股份有限公司木联能核心业务战略