1500V光伏革命讲解.docx

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1500V光伏革命讲解

电压革命：

光伏行业新的1500V电压等级

发表于：

2015-06-0410:

15:

13 来源：

索比太阳能光伏网 作者：

曹宇 编辑：

solarstar

关键词：

   光伏逆变器     航天机电     阳光电源    欢迎投稿

编者按：

“1500V”，这个新的电压等级在这次SNEC上成为了受众人追捧的热词，很少见到全行业各个环节不约而同的谈到一个技术名词。

作为新的技术平台和标准探讨，本文得到了航天机电张忠卫、阳光电源张彦虎、TUV南德许海亮、高亮、祝林、晶科能源钱晶等业内朋友的大力支持，从他们那里获得了很多的一手资料。

特此鸣谢。

1500V电压等级到底是什么？

目前，主流的电站设计以及光伏组件、逆变器、汇流箱、线缆等产品均基于直流端1000V的电压要求设计和制造。

光伏电站要降本增效，升高电压是降低线损的有效措施之一。

特变电工西安电气科技有限公司总工程师张磊介绍到：

“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%。

同时，设备（逆变器、变压器）的功率密度提升，体积减小，运输、维护等方面工作量也减少，有利于光伏系统成本的降低。

”

除降低输送过程中的电量损耗之外，直流侧电压提升到1500V，还可以串联更多组件，减少逆变器的直流线缆用量和汇流箱数量。

1500V的应用尤其优势，最主要的是可以串接更多数量，以此来节约整体的BOS成本，但难点是现在可以选择的1500V输入电压范围的逆变器比较少，很多设计院在设计电站方案的时候，也很少参考1500V，因此目前应用并不是很广泛。

“在1500V电压等级下，电站可降低监造成本，组件组串、线缆、汇流箱的数量都有所降低。

”晶科能源市场总监钱晶向Solarbe记者介绍，“同样接线安装成本也会降低。

并且在高电压等级下，直流线损会降，逆变器的效率也有所提升。

”

根据晶科发布的报告：

1500V电压等级下，串联组件数量从原来1000V等级下的22块/串组件提升到32块/串。

10MW光伏电站可减少使用568串，38个汇流箱，约减少成本77390美元。

另外组串数量减少也减少安装和运维的人力成本。

从产品本身来说，1500V系统电压带来的都是挑战，最主要的就是电气的安全性和可能的性能降低。

系统层面来说，使得选型更为严格，组件匹配要求更高，PID的风险更大等等。

1500V系统电压的组件，有一定的技术难度，难点主要在材料选取上，例如企业要选择质量更佳、要求更为严格和苛刻的接线盒、背板、连接器等。

但从1000V升到1500V，需要整个行业的协同合作。

电站业主、EPC企业、组件、逆变器、汇流箱、线缆等全行业各环节共同协作，同时需要有新的符合1500V电压等级的光伏标准出台。

1500V难点在哪里？

电压从1000V提升到1500V，虽然好处多多，但对于技术却是一个挑战。

TUV南德光伏产品部总监许海亮告诉Solarbe记者：

“1500V电压等级的难点主要在材料选取上，例如企业要选择质量更佳、要求更为严格和苛刻的接线盒、背板、连接器等。

”许海亮指出，经过测试证明，1500V电压等级下，PID效应风险加大，原有的防PID等级不适用于新的标准。

“要加强1500V等级的组件可靠性，主要考虑背板局放、电连接器和电绝缘。

”航天机电CTO张忠卫博士说，“PID效应近年越来越受到重视，世界上真正无PID效应的电池只有HIT电池，其它电池都要进行抗PlD防护；真正有效的措施是逆变器加装隔离变压器，虽然会损失一点发电效率、提高一些成本，但对系统整体而言是经济、可靠的。

”此外，张忠卫指出，双玻组件由于本身具有的特性，很可能成为1500V电压等级的优选组件。

“高输入输出电压等级的逆变器需要采用更复杂的拓扑，更高电压等级的功率器件，其直流侧的器件选型和设计也是一个挑战。

”张磊说。

阳光电源市场部总监张彦虎说：

“电压等级升至1500V后，绝缘和电气间隙是主要问题，电压升高可能带来击穿放电。

目前技术上已经不是瓶颈，但需要整个市场各环节的配套。

”

张彦虎认为：

“电子技术往往呈现阶梯式发展，经常是整体技术同时提升后至平稳阶段，然后在行业技术积累至下一个阶段时再次飞跃。

”

但从另一个角度来看，高电压等级拉高了行业门槛，有助于提升行业质量：

不符合标准的零部件在更高电压等级下会更快的暴露出问题。

“光伏技术的创新发展始终围绕如何降低初始投资，提升发电量以及降低生命周期内运维成本进行。

光伏1500V系统通过提升电压，降低线损，节约系统端到端成本和提升发电量，是光伏系统的重要发展方向。

”华为能源逆变器产品与解决方案总经理许映童说，“1500V的推广需要解决两个关键问题，一是端到端产业链的成熟及可获得性，二是解决高压直流带来的安全性问题。

华为也在积极投入1500V系统的研究，与业内共同推进1500V系统标准的完善建立。

”

他指出，目前1500V系统的关键部件已经发布，包括组件、汇流箱、逆变器，线缆等，但均未得到批量验证，成熟应用需要一段时间验证。

此外，在山地、屋顶、鱼塘、农业等对安全性要求比较高的场所，暂时不推荐使用1500V方案。

并不是所有公司都对1500V电压等级感兴趣。

禾望电气就认为1500V不是很好的选择，除了上述所说的组件PID现象加剧之外，供应链不成熟以及可能出现的串联失配损失都会得不偿失。

“直流1500V的逆变器在机车行内已经成熟，对逆变器来说没有很大的难度，关键是组件，直流电缆和接头等器件相应的技术要跟上来，1500V的直流输入，组件的最高工作电压就可以串联到1200V，可以由40块组件串联，和现在的20-24块组件串联相比，可以大幅减少直流电缆的数量，还可以提高系统的效率。

但凡事有利必有弊，电压上去了，对组件的一致性要求更高的，因为串联电路的电流是由电路最小的一块组件决定的。

对系统的安全性能也要求更高了，直流电和交流电不同，没有过零点，一旦出现漏电，将会造成大的事故。

所以在国外发达地区如美国和日本，光伏系统是600V为主。

”晶福源市场部负责人刘继茂表示。

1500V的各环节发展情况

认证环节

TUV南德

许海亮介绍：

“从标准角度来讲，1500V不是强制，最新版的IEC61215标准对1500并非强制执行，而是将“最高系统电压”升级为1500V，所以广大组件生产企业不要过分紧张，1000V系统电压只要您的买家接受，照样可以在市场上接受，1500V是部分企业为了强化产品的性能开发出来的新产品。

从认证和检测角度来讲，需要全新的测试来保证产品符合TÜV认证的要求。

”

早在2013年TÜV南德与中电就联合做过非常多关于1500V系统电压对组件产品质量影响的测试，南德TÜV已经为多家1500V系统电压的组件企业颁发了1500V认证证书，其中包晶澳太阳能。

预计国际电工委员会（IEC）今年将推出1500V组件标准，试行2-3年后，或将过渡到强制标准。

TUV莱茵

4月21日，德国莱茵TÜV集团在上海举办了2015年度“光伏组件/零部件1500V认证”专题研讨会，与来自全国光伏行业的客户共同分享了有关1500V光伏组件的最新认证信息、技术要求以及应对策略，以帮助客户深入了解该革命性变化（系统电压提升至1500V）所带来的技术难点，引导各大光伏组件厂商有效应对新的技术需求。

此次研讨会云集了全国各大光伏组件厂商，议题几乎涵盖了1500V光伏组件/零部件认证的所有重要内容，包括：

1500V光伏组件的结构和材料要求、1500V最大系统电压下的脉冲电压测试要求、1500V认证对太阳能接线盒/连接器以及太阳能背板的要求等。

电站环节：

目前1500V光伏电站大多为试点，SMA、阳光电源、FirstSolar均有试点项目或者后续的建电站计划。

组件环节

航天机电

航天机电早在一年半以前就在国内开发成功了1500V电压等级的组件并通过国际权威机构的全套可靠性检测，目前在等待市场适宜的时机。

天合光能

天合光能力推的双玻DUOMAX组件设计之初就是按照1500V电压等级研发的。

双玻天然具备超强抗PID的优势，透水率接近为零，尤其适宜渔光互补和海边滩涂电站。

目前也有业内人士认为双玻组件是组件的终极解决方案，要解决的唯一问题就是玻璃太重。

据天合光能高管透露，该公司下一步还会推出1500伏的普通组件。

中电电气

在SNEC展会，中电光伏CTO赵建华博士亲自发布介绍了全新一代1500V耐高压组件的技术要点。

中电光伏的技术研发团队一方面坚持高效电池和组件的研发，另一方面也着手探讨论证通过提高电压等级、降低线损等技术手段从而增加输出电量的可能性。

该产品目前已经通过TUV南德1500VPID测试。

晶澳太阳能

今年3月，晶澳太阳能完成应用于1500V最大系统电压光伏组件的开发。

晶澳1500V组件，符合高于通用标准的1500V最大系统电压要求，并通过了在1500V电压环境下的抗PID衰减加严测试，得到了TUV南德的认证。

晶科能源

晶科在SNEC展会期间全球首获第一张1500V&1000hrsPID证书。

根据TUV北德的测试，晶科的组件在1500V，85℃和85%RH的高压及高温高湿环境下，PID表现仍然优异。

FirstSolar

FirstSolar和通用电气（GE）宣布，对FirstSolar的碲化镉（CdTe）型光伏电池板以及GE的1500V光伏并网逆变器（PCS）等实施了优化。

在两公司的合作下，通过结合使用通用电气的4MW逆变器“ProSolar”，可提高百万瓦级光伏电站的成本效率和发电效率。

FirstSolar针对采用1500V电压的发电系统，优化了该公司光伏电池板的设计。

在此基础上组合使用通用电气的4MW逆变器，可大幅扩大能够与每一台功率调节器连接的光伏电池板的尺寸。

FirstSolar负责产品管理及系统连接功能开发的副总裁MaheshMorjaria在接受采访时表示，MW级光伏电站的电压目前正处在从1000V到1500V的过渡期。

现在FirstSolar有两座1500V电压的百万瓦级光伏电站在实验性运营，在2015年到2016年期间预定将建设约1500MW的百万瓦级光伏电站。

Morjaria表示，目前已在呼请世界主要逆变器厂商开展1500V产品的商品化，同时与日本最大的逆变器厂商东芝三菱电机产业系统（TMEIC）也在商谈1500V化。

他认为，高电压化后电流会降低，供电时的损耗可减少。

逆变器就有望实现大容量化，由多块面板组成的阵列也可以扩大。

这种大型化将使电站的总成本效率提高。

设备成本若降低，发电成本也会随之降低。

英利

英利1500伏系统电压组件，在串联的组件方阵中能够安装更多的组件，系统的线缆数量会节约更多，对客户带来的好处是总的系统成本的降低。

1500伏组件有以下优点：

优秀的耐高压性能、良好的自清洁能力、优秀的耐湿热性能（3倍IEC61215测试）、优秀的抗PID能力（测试条件：

85℃，85%相对湿度、-1500伏、96小时）。

中盛新能源

中盛是最新一个发布1500V的主流组件企业。

5月28日，中盛宣布推出1500V耐高压光伏组件。

逆变器环节

阳光电源

同样在今年的SNEC展会，逆变器龙头阳光电源推出了五款新品。

其中SG1000HV就是针对1500V电压等级研制，可大幅降低系统线损和安装成本。

该款产品最大效率达到98.7%，并获得了TUV和金太阳认证。

“1500V电压等级的技术和设备选型问题已经得到解决。

”张彦虎说，“采用更高电压等级后，同样体积的功率密度更高，散热情况也更好。

”他表示未来还要看市场配套情况。

特变电工

特变电工在2015年SNEC展会上推出了直流1500V母线、功率800kW的逆变器，交流输出电压达到500Vac以上，最高效率98.8%。

张磊表示特变电工下半年还将推出1500V母线更大功率等级的机型。

SMA

SMASolarTechnology公司2014年7月宣布，其在德国北部卡塞尔Niestetal的工业园区SandershauserBergindustrialpark建设的3.2MW光伏电站已投入使用，用以验证支持1500V电压的系统以及MW级光伏电站最佳控制系统。

据称，建设工期短至3个月是该发电站的特点。

发电的电力供给SMASolarTechnology公司在邻近的三个工厂和其他公司的事务所使用。

除PCS外，发电站还采用了中压（Medium-Voltage）产品群，以及组合使用了直流技术等的发电站用系统“SMAUtilityPowerSystem”。

除电力合成器（Combiner）及蓄电系统外，还在验证新开发的支持1500V电压的系统及百万瓦级光伏电站最佳控制系统等。

将利用中压供电系统，把百万瓦级光伏电站所发电力送往该公司的三个工厂等。

还利用与卡塞尔地区的电力运营商StadtischeWerke公司共同开发的技术，将SMASolarTechnology光伏电站的剩余电力直接供电网不送电的该公司其他基地使用。

它的优势是什么？

汇流箱环节

作为唯一一个以汇流箱为主要产品的上市企业，隆玛科技在2014年11约完成了DC1500V系统的开发工作，所有元器件均满足DC1500V系统工作电压。

“包括在设计上，我们也充分考虑到了电气间隙及爬电距离等因素。

”隆玛科技董事长杨朝辉对Solarbe记者介绍说。

同时该款产品还具备监控装置：

可采集每路组串电流、总电压、防雷器状态、断路器状态、温度等信息，箱体也通过了500小时盐雾实验要求。

线缆环节

兴乐“1500V光伏电缆”研发项目，被列入市2014年度工业面上重大项目。

上辐电缆在2014年7月取得了TUV2Pfg1990/05.121500V的认证。

明珠电缆公司开发的直流1500V光伏电缆和交流0.6/1kV光伏电缆同样于2014年7月取得TÜV莱茵证书。

背板材料

赛伍

4月27日，苏州赛伍应用技术有限公司CTO陈洪野从德国莱茵TÜV太阳能及燃料电池大中华区副总裁包沂风手中接过全球首张“1500V系统电压背板”证书。

赛伍总裁吴小平表示：

在公司短短的6年历史中，自主开发成功具有世界一流水平的耐双85x2000小时氟膜复合用胶黏剂、耐高温紫外阻隔白色E膜、和氟皮膜等世界领先的技术。

每一个技术分别支撑了从KPK到超级KPE到KPF的进化，另外也不断有新结构背板的产生，诸如PPF，双面氟皮膜背板也接连获得TÜV莱茵的证书，走上了从模仿到超越，直至引领世界背板潮流的创新之路，也使赛伍的背板出货量在2014年跃升世界第一。

乐凯

乐凯适用于1500V电压等级的高绝缘高阻水背板于2014.10立项，目前已经通过莱茵认证并开始客户端测试。

可根据客户需求采取提高背板材料的厚度，改善加工方式，减少缺陷的产生，减少针孔和气泡的数量，在背板材料中加入高绝缘填料等不同方式有效提高背板的绝缘性能。

连接器

史陶比尔的经典连接器产品MC4家族近日再添两位“新兵”——MC4-EVO2和MC4-EVO3，均适用于当前的1000V和1500V两种电压等级，EVO2即将获得1500V直流UL证书。

1500V电压等级新标准给光伏组件、逆变器、直流开关选型带来了什么？

发表于：

2015-06-0513:

31:

08 来源：

索比太阳能光伏网 编辑：

solarstar

关键词：

   1500V电压     组件     逆变器    欢迎投稿

长久以来，高额的光伏发电成本始终是制约光伏产业迅速发展的障碍之一。

如何有效降低光伏系统的成本、提高发电效率仍将是未来光伏产业发展的核心课题。

目前，主流的光伏组件及配套部件均是基于直流端1000V的电压要求设计和制造的，其发电成本和发电效率还难以满足大型光伏电站和大容量发电设备的需求,因此开发1500V相关光伏产品已经是一种趋势。

1500V电压标准的优势

1500V耐高压组件和配套电气设备意味着更低的系统成本，更高的发电效率，即将成为光伏行业的新宠。

直流侧输入电压提高后，每串可连接更多组件，可增加50%的组串长度，接到逆变器的直流缆线使用量减少，汇流箱逆变器的数量也可相应减少，同时,汇流箱、逆变器、变压器等电气设备功率密度提升，体积减小，运输、维护等方面工作量也减少，有利于光伏系统成本的降低。

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%。

1500V电压标准的挑战

1500V系统电压会降低电气的安全性和可靠性，同时增大PID等风险。

因此制作1500V光伏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，其难点主要在材料选取上，例如企业要选择质量更佳、要求更为严格和苛刻的接线盒、背板、连接器等。

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。

电压等级升至1500V后，对系统的安全性能要求也更高了，直流电和交流电不同，没有过零点，一旦出现漏电，将会造成大的事故。

因此选择一款合适的1500V直流开关对提升整个系统的安全性至关重要。

1500V电压标准前景

自2013年开始，各大光伏组件厂商纷纷将重点转至1500V光伏组件的研发，目前阿特斯、天合、晶澳等均已开发1500V组件，华为、阳光、追日均在研发针对1500V系统的逆变器。

据悉，国际电工委员会（IEC）推出的1500V组件试行标准在不久的将来必将过渡为强制标准。

各方消息表明，未来1500V必将成为一个新的行业标准，1500V相对于1000V的系统电压有了质的飞跃，意味着光伏组件及零部件必须满足比现有标准高得多的技术要求和质量要求。

直流开关在光伏系统应用中的重要性及如何选型？

光伏直流开关是光伏系统应用中的重要保护器件,直接影响到光伏系统的安全可靠运行。

从而影响整个光伏系统的稳定发电和收益，尤其是在直流1500V光伏系统中，保障光伏系统能够安全，稳定，可靠运行，以及在安全维修系统运维安装调试过程中,选择一款合适的直流开关的重要性将不言而喻。

德国、荷兰等强制要求逆变器制造商标配内置直流开关，英国印度澳洲等更强制规定光伏系统一定要安装外置直流开关，随着国内光伏政策的明晰，光伏电站新增安装的逐年增加，尤其是目前分布式光伏系统的启动，个人住户屋顶光伏系统的安装将越来越流行。

目前国内市场所谓的光伏直流开关多是一些交流开关或其改进产品，不是真正应用在光伏系统中的具有安全灭弧、高功率切断的直流开关。

这些交流开关的灭弧能力、额定带载切断功率都远远不够，容易导致过热、漏电和火花，严重时甚至烧毁掉整个光伏电站。

所以选择合格的光伏直流开关将至关重要。

直流侧1500V系统电压作为全新的技术理念，需要逆变器、线缆等部件厂家的共同参与和配合。

其中，直流开关是光伏系统安全性保障的最重要部件，其工作电流电压也将对系统选型产生影响。

直流开关的电压和电流由需要断开的光伏阵列的串电压和并电流决定，因此，在系统选型中，需要先确认系统电流电压，然后选择合适的光伏直流开关。

一般光伏系统的电压可能达到1000V，未来或将达到1500V，需要断开的电流根据组件的品牌和功率、光伏系统连接方式是多串并联还是多串独立连接（多路MPPT）而不同。

由于1500V系统电压设计将成为主流趋势，未来在系统选型中需要关注直流开关电压设计。

而目前市面上一般品牌的直流开关都可以断开1000V的系统直流电压，但是很少有可以断开1500V的直流输入。

从各大直流开关了解到的最新数据显示，国外能提供1500V最大直流电压的开关制造商只有IMO等少数品牌，国内目前仅PROJOY（苏州普兆）一家。

据悉，普兆最新的PEDS系列及IMOSI系列光伏专用直流开关最大直流电压可达1500V，欧洲某直流开关X100系列最大直流电压为1000V，X60系类最大直流电压仅为600V。

图1：

PROJOY/IMO/欧洲某厂家相关数据对比

更高的系统电压除了对直流开关电压电流作出新的要求，同时也对开关的工作温度，IP等级都有了更高要求。

普兆PEDS系列开关可在-25℃~+70℃环境温度下满载工作，IMOSI系列开关工可在-40°C~+65°C环境下工作。

而欧洲某厂家系列开关仅在-20°C~+70°C下工作。

同时，防护等级看，普兆PEDS开关可达IP66等级，国内暂时还没有其他开关厂家能够做到这样的防护等级。

光伏直流开关作为一个光伏行业很小的分支，也许并没有得到足够的重视，但直流开关在整个光伏系统中的地位不言而喻。

只有不断洞悉行业新标准，才能更好的为整个系统服务。

由于1500V直流接入的优势明显，1500V直流系统在地铁和风电直流母线中已经有成熟的应用，未来1500V的光伏系统一定会得到光伏电站投资者的青睐。

另外随着酒泉湖南±800千伏特高压直流输电工程开工，标志着我国特高压电网进入全面提速、大规模建设的新阶段。

光伏发电本身的直流输出特性必将是未来光伏高压直流接入到特高压或高压直流输电系统、以及低压直流组网或柔性直流配电课题中的热门研究和研讨方向。

高压产品必将会成为今后的技术趋势，这对组件厂商、逆变器制造商、乃至直流开关制造商都将是新的技术挑战。

阳光电源助力国内首个1500V高压光伏系统成功并网

光伏逆变器  来源:

北极星太阳能光伏网    2016/2/2317:

23:

06  我要投稿  

关键词:

 阳光电源 光伏电站 光伏逆变器

北极星太阳能光伏网讯:

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。

阳光电源为该电站量身提供全套光伏系统解决方案。

国内首个1500V并网电站

电站位于青海省格尔木东出口光伏产业园，占地约4381㎡，总装机量30MW。

其中26MW为1000V系统，4MW为1500V系统。

作为国内首个1500V系统示范电站，项目自建设以来就受到各方的关注，因此业主及EPC从项目前期设计、关键设备选型到施工进行了大量调研，严格把关，力争打造国内首个1500V系统标杆电站。

1500V系统可降低20%线缆投资成本

一直以来，较高的光伏发电成本始终是制约光伏产业迅速发展的障碍之一。

作为高耐压系统，1500V可以串接更多组件，以节约整体的BOS（平衡系统）成本，同时降低交直流侧线损及变压器低压侧绕组损耗；设备（逆变器、变压器）的功率密度提升、体积减小也有利于降低光伏系统人工成本。

相较于1000V系统，1500V系统大概可以降低20%线缆的投资成本，每瓦造价可以下降0.2元。

目前1500V光伏系统在全球范围内都是前沿技术，国内各个项目的实施还都在示范阶段。

光伏逆变技术是光伏电站发电效率、电能质量、环境适应性、以及智能化运维的关键所在。

“经过多次调研和综合对比，我们最终选用了有广泛应用案例的阳光电源SG1000TS和SG2000HV箱式逆变房解决方案，投资成本低，系统简洁，安装维护便利，电站并网一个多月以来，运行高效稳定，发