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光伏电站运维下一站比拼：成本和价值 摘 要： HYPERLINK / \o 光伏 \t _blank 光伏电站建成并网以后，运维上升成为光伏电站的工作重心，运维工作直接关系到电站能否长期正常稳定运行，关系到光伏电站的运维成本、投资价值及最终收益。文章就目前电站建设的两种设计解决方案：组串式 HYPERLINK /CAT-260002-guangfuqijian.html \o 逆变器 \t _blank 逆变器方案与集中式逆变器方案，在涉及运维工作的各个方面：安全性与可靠性、运维难度与故障定位、故障导致损失、故障修复难度、防沙尘与防盐雾等进行对比。 　　关键词：光伏电站；集中式方案；组串式方案；成本与价值 　　0 前言 　　光伏电站依然在如火如荼的建设，现今国内光伏累计装机容量已超过28 GW，2013、2014连续两年新增并网 HYPERLINK /CAT-260012-guanfufadian.html \o 光伏发电 \t _blank 光伏发电容量超过10 GW。随着光伏电站大规模建设并陆续并网，为保证光伏电站长期平稳运行，达到规划设计的发电目标，早日收回建站成本并实现盈利，运维工作自然而然成为光伏电站的重中之重。 　　目前电站设计因所采用逆变器不同而分为两种方案：集中式逆变器方案与组串式逆变器方案。 　　集中式方案采用集中式逆变器，单台容量达到500 kW，甚至更高。1 MW子阵需2台逆变器，子阵内所有组串经直流汇流箱汇流后，再分别输入子阵内2台逆变器。方案简图见图1。 　　图1 集中式方案简图 　　组串式方案采用组串式并网逆变器，单台容量只有几十kW。1 MW子阵需约30台逆变器，子阵内光伏组串直流输出直接接入逆变器。方案简图见图2。 　　图2 组串式方案简图 　　因采用的方案不同，造成运维工作的难度及成本也有明显不同。下面从安全性、可靠性、故障率及故障定位精确性、巡检、故障影响范围及其造成的发电量损失、故障修复难度、防沙防尘等方面进行比较阐述。 　1 安全性与可靠性比较 　　电站的安全运行及防火工作极其重要，而熔丝过热及直流拉弧是起火的重大风险来源。 　　1.1 集中式方案分析 　　组串输出需要通过直流汇流箱并联，再经过直流柜，100多串组串并联在一起，直流环节长，且每一汇流箱每一组串必须使用熔丝。按每串20块250 Wp组件串联计算，1 MW的 HYPERLINK / \o 光伏 \t _blank 光伏子阵使用直流熔丝数量达到200个，10 MW用量则达到2000个。如此庞大的直流熔丝用量导致熔丝过热烧坏绝缘保护外壳（层），甚至引发直流拉弧起火的风险倍增。 　　直流侧短路电流来自 HYPERLINK /KW-dianchizujian.html \o 电池组件 \t _blank 电池组件，短路电流分布范围广（几A～1.5 kA），在短路电流不够大（受光照、天气的影响）时，不能快速熔断熔丝，但短路电流可能大于熔断器的额定电流，导致绝缘部分过热、损坏，最终引起明火。例如，12 A的熔断器承载20 A电流，需要持续1000 S才能熔断，但熔断前绝缘部分就可能因过温受到损伤，电流继续冲击时就失去了绝缘保护，导致起弧燃烧。 　　a. 　　b. 　　c. 　　图3 　　1.2 组串式方案分析 　　组串式方案没有直流汇流箱，在直流侧，每一路组串都直接接入 HYPERLINK /CAT-260002-guangfuqijian.html \o 逆变器 \t _blank 逆变器，无熔丝，直流线缆短且少，做到了主动安全设计与防护，有效抑制拉弧现象，避免起火事故发生；在交流侧，短路电流来自电网侧，短路电流较大（10 kA～20 kA），一旦发生异常，交流汇流箱内断路器会瞬时脱扣，将危害降至最低。 　　1.3 比较结果 　　组串式方案安全性更好，可靠性更高。 2 运维难易程度、故障定位精准度比较 　　2.1 集中式方案分析 　　对于集中式方案，多数电站的汇流箱与 HYPERLINK /CAT-260002-guangfuqijian.html \o 逆变器 \t _blank 逆变器非同一厂家生产，通讯匹配困难。国内 HYPERLINK / \o 光伏 \t _blank 光伏电站目前普遍存在直流汇流箱故障率高、汇流箱通讯可靠性较低、数据信号不准确甚至错误导致无法通信的情况，因此难以准确得知每个组串的工作状态。即使通过其他方面发现异常，也难以快速准确定位并解决问题。 　　因此，为掌握光伏区每一组串工作状态，当前的检测方法是：找到区内每一个直流汇流箱，打开汇流箱，用手持电流钳表测量每个组串的工作电流来确认组串的状态。但在部分电站，由于直流汇流箱内直流线缆过于紧密，直流钳表无法卡入，导