1500v系统电压光伏发电技术探究.docVIP

精品论文 参考文献 1500V系统电压光伏发电技术探究 林瀚琪 孟庆平 崇锋 　　（青海黄河上游水电开发有限责任公司光伏产业技术分公司 青海西宁 810000） 　　摘要：随着近年来光伏产业的进一步发展，1500V系统电压凭借有效降低光伏电站运行线损和建设成本的优势，已经成为替代1000V系统电压的新技术。行业内众多厂家相继推出了1500V系统电压关键设备技术与标准，但现阶段推广应用1500V系统电压仍存在技术标准不健全，关键设备在1500V系统电压下的可靠性等诸多问题。1500V系统电压的大面积推广和实施还需要在实践中收集更多的数据和经验。 　　关键词：光伏1500V 技术标准研究 应用 　　 　　 　　1.引言 　　2015年巴黎气候大会在《联合国气候变化框架公约》下达成一项“具有法律约束力的并适用于各方的”全球低碳减排新协议，进一步推动光伏、风电等绿色环保新能源发展和普及。2015年我国通过《经济和社会发展“十三五”规划》，其中光伏发电市场将持续壮大，初步规划装机目标将达1.5亿千瓦。有内外政策性、需求的引导和支持，以及能源物联网发展，使得光伏发电进一步规模化、智能化，有利于减低光伏发电成本，促进技术创新和产业升级。全球光伏产业的发展目标都是要和传统的电力进行竞争，以提供更低成本、更高收益的清洁能源。当前主流的光伏发电系统是基于1000V直流段电压设计和建造的，但从系统的角度来看，若有更高的输入、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%。GTM的的分析报告《2016-2022年1500V光伏系统和部件：成本、供应商与预期》预计，在2016年全球对1500V光伏系统的需求将占9%左右，相当于约4.6GW。因此，1500V光伏发电系统必将是未来发展趋势。 　　 　　 　　2. 1500V系统电压技术概况 　　如何有效降低光伏系统的成本、提高发电效率一直是光伏产业发展的核心课题。众所周知的是，升高电压是降低线损的有效措施之一。“1500V”，这个新的电压等级在最近成为了受众人追捧的热词，全行业各个环节不约而同的谈到这个技术名词。1500V电压等级从字面上理解就是把光伏系统直流侧电压提升到1500V，系统中用到的线缆、汇流箱、逆变器等部件的耐压从1000V提高到1500V。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。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。 　　3. 1500V电压光伏发电系统分析 　　3.1 1000V与1500V电压光伏发电系统对比分析 　　3.1.1并网光伏系统拓扑结构介绍 　　并网光伏电站通常由光伏发电系统、逆变系统和升压并网接入系统等三部分组成。光伏发电系统主要包括光伏阵列和直流汇流箱；逆变系统主要包括直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜；升压并网接入升压并网接入系统主要包括升压变压器，接入电网等。如图1所示。 　　从图1可以看到，并网光伏电站是个系统结构，包含了光伏组件和诸多电气设备，因此光伏电站系统电压从1000V提升到1500V，需要组件及所有电气设备产品的升级以及整体光伏系统的优化。从光伏系统端来对比分析来看：1000V的常用的为22块一串，1500V系统的电池板一串常规用的应该为33块左右，根据组件温度特点，最大功率点电压会在26-37V左右，那一串组件的MPP电压范围会在850-1220V左右，折算成交流侧的电压最低为810/1.414=601V，考虑到10%的波动及清晨夜晚，遮挡等因素，一般会定义在450-550左右，过低的话电流会过大导致发热过大，以集中性逆变器而言，1000VDC时输出电压为300V左右，电流在1000A左右，而1500VDC时输出电压540V，输出电流也就1100A左右，输出电流差别并不大，所以器件选型电流等级相差不会太大，只是电压等级提高。以下均将输出侧电压定为540V进行讨论。 　　 　　3.1.2 1000V与1500V电压光伏发电系统投资成本对比 　　在1500V系统电压下，每个组串可比1000V系统电压连接更多组件，接到逆变器的直流线缆使用量减少，汇流箱逆变器的数量也可相应减少，运输、安装、维护等方面工作量也大大降低，从而有效压降光伏电站的建设成本和运维成本。对比1000V系统电压与1500V系统电压单位造价如下： 　　（1）1000V系统电压下1MW设计方案 　　此光伏并网发电