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光伏将迎1500伏规模应用元年

来源:中国电力报    关键词:光伏发电, 太阳能,    发布时间:2019-04-25

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“从2015年下半年开始,1500伏系统被光伏业界人士频繁提及,部分企业甚至抢先推出了1500伏产品。”上海电力设计院新能源部项目经理蒋浩在4月18日举办的 “光伏发电平价上网项目技术方案可靠性与经济性分析研讨会”上指出,1500伏系统对于降本增效有领跑作用,能有效缓冲补贴下降的冲击,开启光伏平价上网新引擎。


1500伏系统成平价上网新引擎

中国在光伏制造业上已实现全球领先,但在一些先进技术的应用上却并没有做到开发后的立即应用。早在2015年,以阳光电源为代表的光伏逆变器厂商就推出了1500伏电压等级和超配解决方案,但时至今日,1500伏、超配、72片大组件等其他国家“标配”的技术还未大规模应用。

据了解,这种现象的大部分原因在于我国光伏项目开发、设计和持有者不是同一主体,对持有者而言,只要求固定收益率,对于技术进步的追求热情并不高。加之投资企业心态趋于求稳,没有真正做到数据化经营,同时设计部门缺少利润与创新动力等,共同造成了现在的发展态势。

在该会议发布的《2019中国光伏平价上网产业报告》中,智新研究院发文指出,随着平价上网进程推动,企业长期处于竞价压力之下,该局面有望在今年得到解决。今年国家能源局《关于2019年风电、光伏发电建设管理有关要求的通知 (征求意见稿)》显示,竞价上网项目将占2019年地面电站和工商业电站的较大比例。激烈的竞价机制必然迫使企业在电站设计、施工和运维方面做到极致,否则一些企业将在竞争中“出局”。

“光伏系统从600伏升级到1000伏带来了成本下降和发电量提升,当1000伏升级到1500伏的时候,也会带来光伏系统效率的大幅提升。”蒋浩在会议上指出,我国光伏发电补贴将逐年下调已成定局,而1000伏直流系统整体降本空间有限,向1500伏升级将是一个变革。兼具降本增效 功能的1500伏系统,可能成为降低度电成本的有效解决方案。

业内人士指出,2015年前后,阳光电源、特变电工、华为等国内厂家以及GE、PE、SMA等海外厂家陆续推出1500伏电压等级的系统解决方案。该技术曾被率先应用于国外电站项目,以更低的BOS成本和更低损耗成为助力全球光伏电站迈向平价的重要力量。应用新的“1500伏电压系统+大方阵+高超配”技术,可以将发电曲线做得更加平滑,让新能源变成更加稳定的能源,同时可以降低光伏度电成本5%以上。

“海外市场中的平价上网项目基本都应用了1500伏光伏系统解决方案。”华为智能光伏中国区解决方案销售部总经理卞长乐在会议中指出,在全球“平价上网”的大趋势中,1500伏光伏系统解决方案成为海外市场的首选。

此外,虽然成熟的1500伏技术是光伏产业的降本利器,但同时也对光伏电气系统的安全性提出了挑战。据了解,由于该技术将光伏系统电压提高了1.5倍,单串光伏组件数量相比1000伏技术提高了1.5倍;而直流电压越高,越容易因灰尘沉积导致绝缘不好,电气间隙和爬电间距不够的地方较易形成电击穿、漏电,从而发生电拉弧或触电的安全隐患,一旦出现拉弧现象,因直流电压高、能量强度高而难以扑灭、引起火灾。

有观点认为,1500伏系统在做电站设计时要尽量减少直流节点,减少直流部分电流。从这些方面去考虑,组串式方案的逆变器靠近支架,直流路径较短,电能主要通过交流电运输,在1500伏光伏系统的电气安全上更有保障。

组串式逆变器方案等基于电气安全的设计也成为1500伏解决方案参与全球市场竞争的利器。此前,美国GE公司从系统成本、发电量、LCOE方面进行研究分析,认为1500伏直流电压为最佳光伏电站应用电压。首先,DC1500伏组件系统中每串可连接更多的组件,可增加50%的组串长度;其次,由于系统的电压提升,串联的组 件数量增加,接到逆变器的直流线缆使用量减少,汇流箱的数量也可相应减小;同时,汇流箱、逆变器、箱变等电气设备的功率密度提升,体积减小,运输、维护等方面工作量也减少,有利于光伏系统整体成本的降低。

产业链支撑1500伏系统实装

2015年11月,北京鉴衡认证中心组织发布了《1500伏光伏电站关键设备认证实施规则》,CQC、T譈V等第三方认证机构也拥有相对成熟的1500伏相关认证准入和产品试验设计。通过近4年的发展,1500伏电压等级相关标准体系日趋成熟。

光伏设备方面为适应1500伏电压等级光伏系统,技术发展也趋于成熟和完善。目前国内主流组件厂家均有提供全系列1500伏电压等级相关产品,他们通过优化组件版型设计、升级背板材料、更换接线盒等措施增强绝缘性,保障组件安全,以适应1500伏电压等级光伏系统的高压电冲击;逆变器方面,特变电工、华为、阳光电源等厂家也已具有丰富的国外项目经验,这些国内厂家自2016年起就推出了适应中国光伏市场的1500伏逆变器产品,如华为的SUN2000HA系列等。

同时,高压开关和防雷问题也已解决。此前,1500伏光伏系统所需直流电缆早已规模化应用,国内外主流厂商均有供货,但却没有配套规格的高压开关,导致整个系统配套困难。经过2016年~2018年的发展和海外市场1500伏光伏系统普及后,目前国内主流开关、熔丝厂家均开发了相应的配套产品,获得了CCC以及CE认证,供应充足。

值得关注的是,1500伏光伏系统已在国内开始应用。2016年1月,由阳光电源供应SG1000TS和SG2000HV箱式逆变房解决方案的国内首个1500伏光伏发电系统示范项目———格尔木阳光启恒新能源格尔木市30兆瓦光伏项目正式并网发电;另外,阳光电源还在同一年投资了山西大同光伏“领跑者”基地50兆瓦智慧光伏电站,并且已经并网发电。这些项目在并网期间表现良好。

有理由相信,在相关条件具备的情况下,我国光伏行业在今年还会迎来一次大规模“降本”,1500伏电压等级的光伏电站也将因其优势,成为今年光伏项目建设的重点规划之一。