1500Vdc taikymas fotoelektrinėje sistemoje
Sąnaudų mažinimas ir efektyvumo didinimas visada buvo elektrinių žmonių pastangų kryptis
1500 VDC tendencija ir neišvengiamas pariteto sistemos pasirinkimas
Sąnaudų mažinimas ir efektyvumo didinimas visada buvo „Electric People“ pastangų kryptis. Tarp jų pagrindinis vaidmuo tenka technologinėms naujovėms. 2019 m., Paspartinus Kinijos subsidijas, 1500 Vdc deda daug vilčių.
Remiantis tyrimų ir analizės organizacijos IHS duomenimis, 1500 Vdc sistema pirmą kartą buvo pasiūlyta 2012 m., O „FirstSolar“ 1500 metais investavo pirmąją pasaulyje 2014 V DC fotovoltinę jėgainę. 2016 m. Sausio mėn. Įvyko pirmasis vietinis „1500 Vdc“ demonstracinis projektas „Golmud Sunshine Qiheng New Energy“. „Golmud 30MW Photovoltaic Power Generation Project“ buvo oficialiai prijungtas prie elektros energijos tiekimo tinklo, pažymėdamas, kad buitinė 1500 Vdc fotoelektros sistemos programa iš tikrųjų pateko į didelio masto praktinių demonstracinių programų etapą. Po dvejų metų, 2018 m., 1500 Vdc technologija buvo plačiai taikoma tarptautiniu ir šalies mastu. Tarp trečiosios pagrindinių šalies projektų, kurie buvo pradėti statyti 2018 m., „Golmud“ projektas su mažiausia pasiūlyta kaina (0.31 juanis / kWh), taip pat GCL „Delingha“ ir „Chint Baicheng“ projektai perėmė 1500 Vdc technologiją. Palyginti su tradicine 1000Vdc fotovoltine sistema, pastaruoju metu plačiai naudojama 11500Vdc programa fotovoltinėje sistemoje. Tada mums gali kilti tokių klausimų:
Kodėl reikia didinti įtampą nuo 1000Vdc iki 1500Vdc?
Ar kita elektros įranga, išskyrus keitiklį, gali atlaikyti didelę 1500 Vdc įtampą?
Kiek efektyvi yra 1500Vdc sistema po naudojimo?
1. Techniniai 1500Vdc taikymo fotoelektrinėje sistemoje privalumai ir trūkumai
pranašumo analizė
1) Sumažinkite jungties dėžutės ir nuolatinės srovės laido kiekį
Skiltyje „Fotoelektrinių jėgainių projektavimo kodas (GB 50797-2012)“ fotovoltinių modulių ir keitiklių derinimas turėtų atitikti šią formulę: Pagal pirmiau pateiktą formulę ir atitinkamus komponentų parametrus kiekviena 1000Vdc sistemos eilutė paprastai yra 22 komponentai, o kiekviena 1500Vdc sistemos eilutė gali leisti 32 komponentus.
Kaip pavyzdį paimkite 285W modulio 2.5MW energijos generavimo įrenginį ir stygų keitiklį, 1000Vdc sistemą:
408 fotovoltinės stygos, 816 porų polinių pamatų
34 75kW stygų keitiklio komplektai
1500 Vdc sistema:
280 fotovoltinių grupių stygos
700 porų polinių pamatų
14 rinkinių 75kW styginių keitiklių
sumažėjus stygų skaičiui, sumažės nuolatinių kabelių, sujungtų tarp komponentų, ir kintamosios srovės kabelių tarp stygų ir keitiklių, kiekis.
2) Sumažinkite nuolatinės srovės linijos nuostolius
∵ P = IRI = P / U
∴ U padidėja 1.5 karto → I tampa (1 / 1.5) → P tampa 1 / 2.25
∵ R = ρL / S DC kabelis L tampa 0.67, 0.5 karto didesnis už originalą
∴ R (1500 Vdc) <0.67 R (1000 Vdc)
Apibendrinant galima pasakyti, kad nuolatinės srovės 1500VdcP yra maždaug 0.3 karto didesnis už 1000VdcP.
3) Sumažinkite tam tikrą inžinerijos ir gedimų skaičių
Dėl nuolatinių kabelių ir jungiamųjų dėžių skaičiaus sumažėjimo statybos metu sumontuotų kabelių jungčių ir jungčių dėžutės laidų skaičius bus sumažintas, o šie du taškai gali būti sugedę. Todėl 1500 Vdc gali sumažinti tam tikrą gedimų skaičių.
4) Sumažinti investicijas
Padidinus vienos stygos komponentų skaičių, galima sumažinti vieno vato kainą. Pagrindiniai skirtumai yra polių pamatų skaičius, kabelio ilgis po nuolatinės srovės konvergencijos ir jungčių dėžių skaičius (centralizuotos).
Palyginti su 22-ių 1000Vdc sistemos schema, 32-ių 1500Vdc sistemos schema gali sutaupyti apie 3.2 taško / W kabeliams ir poliniams pamatams.
Trūkumų analizė
1) Padidėję įrangos reikalavimai
Palyginti su 1000Vdc sistema, iki 1500Vdc padidinta įtampa turi didelę įtaką automatiniams jungikliams, saugikliams, apsaugos nuo žaibo įtaisams ir perjungimo maitinimo šaltiniams, ir kelia aukštesnius reikalavimus, kad atlaikytų įtampą ir patikimumą, o įrangos vieneto kaina bus santykinai padidinta .
2) aukštesni saugos reikalavimai
Padidinus įtampą iki 1500 Vdc, padidėja elektros gedimo rizika, taip pagerinant izoliacijos apsaugą ir elektrinį tarpą. Be to, įvykus avarijai nuolatinės srovės pusėje, ji susidurs su rimtesnėmis nuolatinės srovės lanko gesinimo problemomis. Todėl 1500Vdc sistema padidina sistemos saugos reikalavimus.
3) Padidinkite PID efekto galimybę
Fotoelektros modulius sujungus nuosekliai, nuotėkio srovė, susidaranti tarp aukštos įtampos modulio elementų ir žemės, yra svarbi PID efekto priežastis. Padidinus įtampą nuo 1000 Vdc iki 1500 Vdc, akivaizdu, kad įtampos skirtumas tarp elemento ir žemės padidės, o tai padidins PID efekto galimybę.
4) Padidinkite atitikimo nuostolius
Tam tikri nuostoliai tarp fotoelektrinių stygų prarandami daugiausia dėl šių priežasčių:
- Įvairių fotovoltinių modulių gamyklos galia nukryps nuo 0 ~ 3%. Transportavimo ir montavimo metu susidarę įtrūkimai sukels galios nuokrypį.
- Netolygus slopinimas ir netolygus blokavimas po montavimo taip pat sukels galios nuokrypį.
- Atsižvelgiant į minėtus veiksnius, padidinus kiekvieną eilutę nuo 22 komponentų iki 32 komponentų, akivaizdžiai padidės atitikimo nuostoliai.
- Reaguodamos į minėtas 1500 V problemas, po beveik dvejų metų tyrimų ir žvalgymo įrangos įmonės taip pat padarė tam tikrų patobulinimų.
Antra, 1500Vdc fotovoltinės sistemos pagrindinė įranga
1. Fotoelektros modulis
„First Solar“, „Artus“, „Tianhe“, „Yingli“ ir kitos kompanijos ėmėsi iniciatyvos paleisti 1500 Vdc fotovoltinius modulius.
Nuo tada, kai 1500 m. Buvo baigta statyti pirmoji pasaulyje 2014 V DC fotovoltinė jėgainė, 1500 V sistemų taikymo apimtys toliau didėjo. Dėl šios situacijos IEC standartas pradėjo įtraukti 1500 V susijusias specifikacijas į naujojo standarto įgyvendinimą. 2016 m. IEC 61215 (C-Si), IEC 61646 (plonoms plėvelėms) ir IEC61730 yra komponentų saugos standartai, mažesni nei 1500 V. Šie trys standartai papildo 1500 V komponentų sistemos eksploatacinių savybių tikrinimo ir saugos bandymų reikalavimus ir panaikina paskutinę 1500 V reikalavimų kliūtį, o tai labai skatina 1500 V elektrinės standartų laikymąsi.
Šiuo metu Kinijos vidaus rinkos pirmosios linijos gamintojai išleido brandžius 1500 V gaminius, įskaitant vienpusius komponentus, dvipusius komponentus, dvigubo stiklo komponentus ir gavo su IEC susijusį sertifikatą.
Reaguodami į 1500 V gaminių PID problemą, dabartiniai pagrindiniai gamintojai imasi šių dviejų priemonių, siekdami užtikrinti, kad 1500 V komponentų ir įprastų 1000 V komponentų PID rodikliai išliktų tame pačiame lygyje.
1) atnaujinant jungties dėžę ir optimizuojant komponentų išdėstymo dizainą, kad jis atitiktų 1500 V srauto nuotolio ir atstumo reikalavimus;
2) plokštumos medžiagos storis padidinamas 40%, siekiant pagerinti izoliaciją ir užtikrinti komponentų saugumą;
Siekdamas PID efekto, kiekvienas gamintojas garantuoja, kad pagal 1500 V sistemą komponentas vis tiek garantuoja, kad PID slopinimas yra mažesnis nei 5%, užtikrindamas, kad įprasto komponento PID našumas išliks toks pat.
2. Inverteris
Užjūrio gamintojai, tokie kaip SMA / GE / PE / INGETEAM / TEMIC, paprastai pristatė 1500 V keitiklio sprendimus maždaug 2015 m. yra pirmieji, išleisti į JAV rinką.
NB / T 32004: 2013 yra standartas, kurį vidaus inverterio gaminiai turi atitikti, kai jie parduodami. Taikoma patikslinto standarto taikymo sritis yra prie fotoelektros prijungtas keitiklis, prijungtas prie fotovoltinio šaltinio grandinės, kurio įtampa neviršija 1500 V DC, o kintamosios srovės išėjimo įtampa neviršija 1000 V. Pats standartas jau apima nuolatinės srovės 1500 V diapazoną ir pateikia bandymo reikalavimus PV grandinės viršįtampiui, elektriniam atstumui, srauto atstumui, galios dažnio atsparumo įtampai ir kitiems bandymams.
3. Derintuvo dėžutė
Kombinuotojo dėžutės ir kiekvieno pagrindinio įrenginio standartai yra paruošti, o 1500 Vdc pateko į kombinatoriaus dėžės sertifikavimo standartą CGC / GF 037: 2014 „Fotovoltinės kombinatoriaus įrangos techninės specifikacijos“.
4. Kabelis
Šiuo metu taip pat įvestas 1500 V fotoelektrinių kabelių standartas.
5. Apsauga nuo jungiklio ir žaibo
Fotoelektros pramonėje 1100Vdc eroje keitiklio išėjimo įtampa yra iki 500Vac. Galite pasiskolinti 690Vac paskirstymo jungiklių standartinę sistemą ir pagalbinius produktus; nuo 380Vac įtampos iki 500Vac įtampos, jungiklio atitikimo problemos nėra. Tačiau ankstyvuoju 2015 m. Laikotarpiu visa fotoelektros ir elektros paskirstymo pramonė neturėjo 800 V / 1000 V įtampos paskirstymo jungiklių ir kitų specifikacijų, todėl kilo sunkumų palaikant visą gaminį ir dideles palaikymo išlaidas.
Išsamus aprašymas
1500Vdc fotovoltinė sistema buvo plačiai naudojama užsienyje ir jau yra brandi taikymo technologija visame pasaulyje.
Todėl pagrindinė fotoelektros sistemos įranga pasiekė masinę gamybą, o kaina smarkiai sumažėjo, palyginti su demonstravimo etapu 2016 m.
1500Vdc taikymas fotoelektrinėje sistemoje
Kaip minėta pirmiau, 1500Vdc fotovoltinė sistema užsienyje buvo taikoma jau 2014 m. Dėl mažų bendrų išlaidų ir didelės elektros energijos gamybos.
Visuotinė 1500 V DC įtaka fotoelektros sistemos tyrimams
Pirmoji saulės energija 2014 m. Gegužės mėn. Paskelbė, kad buvo pradėta naudoti pirmoji 1500 Vdc jėgainė, pastatyta Deminge, Naujojoje Meksikoje. Bendra elektrinės galia yra 52 MW, 34 matricos priima 1000 Vdc struktūrą, o likusios - 1500 V DC struktūrą.
2014 m. Liepos mėn. SMA paskelbė, kad jos 3.2 MW fotovoltinė jėgainė, pastatyta Sandershauser Berg pramonės parke Niestetale, Kaselyje, Šiaurės Vokietijoje, buvo pradėta naudoti ir elektrinė naudoja 1500 Vdc sistemą.
1500 Vdc buvo plačiai naudojamas nebrangiuose projektuose
Šiuo metu LSP sėkmingai vystosi T1 + T2 B + C klasė, I + II klasės PV apsaugos nuo viršįtampių įtaisas SPD 1500Vdc, 1200Vdc, 1000Vdc, 600Vdc yra plačiai naudojami saulės fotovoltinei energijai gaminti.
Didelio masto 1500Vdc taikymas fotoelektrinėje sistemoje
Pirmą kartą Vietnamo Fu An Hua Hui 257 MW fotovoltinės energijos gamybos projektas buvo sėkmingai prijungtas prie tinklo. Visi 1500 V konteinerio tipo keitiklio integruoti sprendimai buvo naudojami norint sėkmingai pasiekti projektavimą, statybą ir prijungimą prie tinklo. Projektas yra Huahui mieste, Fuhua apskrityje, Phu An provincijoje, Vietname, ir jis priklauso centrinėms ir pietinėms pakrantės zonoms. Atsižvelgdamas į vietinę geografinę aplinką ir projekto ekonomiką, projekto užsakovas galiausiai pasirinko integruoto 1500 V konteinerio tipo keitiklio stiprinimo sprendimą.
Patikimas sprendimas
Parodomojo fotovoltinės elektrinės projekte klientai kelia griežtus reikalavimus statyboms ir gaminių kokybei. Projekto nuolatinės srovės pusėje projekto įrengimo galia yra 257 MW, kurią sudaro 1032 rinkiniai 1500 V nuolatinės srovės jungiamųjų dėžių, 86 rinkiniai 1500 Vdc 2.5 MW centralizuotų keitiklių, 43 5 MVA vidutinės įtampos transformatorių rinkiniai ir konteineriniai integruoti sprendimai. žiedinių tinklų spintelėms - tai bus lengva. Įrengimas ir paleidimas gali sutrumpinti statybos ciklą ir sumažinti sistemos kainą.
1500 V sprendimas sujungia „didžiąsias technologijas“
1500 V konteinerio tipo keitiklio padidinimo integruotas sprendimas pasižymi 1500 V, didelio kvadratinio matricos, didelio pajėgumo santykio, didelės galios keitiklio, integruoto keitiklio padidinimo ir kt. Savybėmis, o tai sumažina įrangos, tokios kaip kabeliai ir jungiamosios dėžės, kainą. Sumažintos pradinės investicijų išlaidos. Visų pirma, didelio pajėgumo santykio konstrukcija efektyviai pagerina bendrą padidinimo linijos panaudojimo lygį ir nustato pagrįstą pajėgumų santykį per aktyvų perteklius, kad sistemos LCOE būtų optimali.
1500 VDC tirpalas naudojamas daugiau kaip 900 MW galios fotoelektros projektams Vietname. Vietnamas „Fu An Hua Hui 257MW“ fotoelektros projektas yra didžiausias vienos fotoelektrinės jėgainės projektas. Kaip pirmoji naujų energetikos demonstracinių projektų dalis Vietname, po projekto įgyvendinimo, ji optimizuos Vietnamo galios struktūrą, palengvins energijos trūkumo problemą pietų Vietname ir skatins ekonominę ir socialinę Vietnamo plėtrą, turinčią didelę reikšmę.
Ar 1500Vdc fotoelektros sistemoje vis dar nėra didelio masto?
Palyginti su 1000Vdc fotovoltine sistema, plačiai naudojama fotoelektrinėse jėgainėse, 1500Vdc fotovoltinės sistemos tyrimai, kuriems vadovavo keitiklių gamintojai, pastaruoju metu tapo pramonės technologijų karštuoju tašku.
Turite tokių klausimų:
Kodėl reikia kelti įtampą nuo 1000Vdc iki 1500Vdc?
Ar kita elektros įranga, išskyrus keitiklį, gali atlaikyti didelę 1500 Vdc įtampą?
Ar dabar kas nors naudojasi 1500Vdc sistema? Kaip tai veikia?
Techniniai 1500Vdc taikymo fotoelektrinėje sistemoje pranašumai ir trūkumai
1. Pranašumų analizė
1) Sumažinkite kombinatorių dėžių ir nuolatinės srovės laidų naudojimą. Kiekviena 1000Vdc sistemos eilutė paprastai yra 22 komponentai, o kiekviena 1500VDC sistemos eilutė gali leisti 32 komponentus. Paimkime kaip pavyzdį 265 W modulio 1 MW maitinimo bloką,
1000 Vdc sistema: 176 fotovoltinės stygos ir 12 kombinatorių dėžučių;
1500 Vdc sistema: 118 fotovoltinės stygos ir 8 kombinatorių dėžučių;
Todėl nuolatinės srovės kabelių kiekis nuo fotovoltinių modulių iki kombinatoriaus dėžutės yra apie 0.67 karto, o nuolatinės srovės kabelių kiekis - nuo kombinatoriaus dėžės iki keitiklio - apie 0.5 karto.
2) Sumažinkite nuolatinės srovės nuostolius ∵P nuostoliai = I2R kabelis I = P / U
∴U padidėja 1.5 karto → I tampa (1 / 1.5) → P nuostolis tampa 1 / 2.25
Be to, R kabelis = ρL / S, nuolatinės srovės kabelio L tampa 0.67, 0.5 karto didesnis už originalą
CableR kabelis (1500Vdc) <0.67R kabelis (1000Vdc)
Apibendrinant galima pasakyti, kad nuolatinės srovės dalies 1500 VdcP nuostolis yra maždaug 0.3 karto didesnis nei 1000 VdcP nuostolis.
3) Sumažinkite tam tikrą inžinerijos ir gedimų skaičių
Sumažinus nuolatinės srovės kabelių ir sujungimo dėžių skaičių, statybos metu sumontuotų kabelių sujungimų ir sujungimo dėžės laidų skaičius sumažės, o šie du taškai gali būti sugedę. Todėl 1500 Vdc gali sumažinti tam tikrą gedimų skaičių.
2. trūkumų analizė
1) Įrangos poreikio padidėjimas Palyginus su 1000 Vdc sistema, įtampos padidinimas iki 1500 Vdc turi didelę įtaką automatiniams jungikliams, saugikliams, žaibolaidžiams ir perjungimo maitinimo šaltiniams, todėl keliami didesni įtampos ir patikimumo reikalavimai. tobulėti.
2) Aukštesni saugos reikalavimai Padidinus įtampą iki 1500 Vdc, padidėja elektros sugedimo ir iškrovimo pavojus, kad turėtų būti pagerinta izoliacijos apsauga ir elektrinis tarpas. Be to, jei nuolatinės srovės pusėje įvyksta avarija, ji susidurs su rimtesne nuolatinės srovės lanko gesinimo problema. Todėl 1500Vdc sistema kelia sistemos saugos reikalavimus.
3) Galimo PID efekto padidinimas Po to, kai PV moduliai sujungiami nuosekliai, nuotėkio srovė, susidaranti tarp aukštos įtampos modulių elementų ir žemės, yra svarbi PID efekto priežastis (išsamų paaiškinimą prašome atsakyti į „103“). " fone). Padidinus įtampą nuo 1000Vdc iki 1500Vdc, akivaizdu, kad padidės įtampos skirtumas tarp akumuliatoriaus lusto ir žemės, o tai padidins PID efekto galimybę.
4) Didėjantis derinimo nuostolis Tarp fotoelektrinių stygų yra tam tikrų nuostolių, kuriuos daugiausia lemia šios priežastys:
Įvairių fotovoltinių modulių gamyklos galia nukryps nuo 0 ~ 3%.
Transportavimo ir montavimo metu susidarę paslėpti įtrūkimai sukels galios nukrypimą
Netolygus slopinimas ir netolygus ekranavimas po montavimo taip pat sukels galios nuokrypį.
Atsižvelgiant į minėtus veiksnius, padidinus kiekvieną eilutę nuo 22 komponentų iki 32 komponentų, akivaizdžiai padidės atitikimo nuostoliai.
3. Išsami analizė Atliekant pirmiau pateiktą analizę, kiek 1500 Vdc galima palyginti su 1000 Vdc, gali pagerėti sąnaudų efektyvumas, todėl reikia atlikti tolesnius skaičiavimus.
Įvadas: Palyginti su 1000Vdc fotovoltine sistema, plačiai naudojama fotoelektrinėse jėgainėse, 1500Vdc taikymo fotovoltinėje sistemoje tyrimai, kuriuos vedė keitiklių gamintojai, pastaruoju metu tapo pramonės technologijų tašku. Tada mums gali kilti tokių klausimų.
Antra, pagrindinė fotoelektros sistemos įranga esant 1500 V DC
1) Fotoelektriniai moduliai Šiuo metu „FirstSolar“, „Artes“, „Trina“, „Yingli“ ir kitos įmonės išleido 1500 Vdc fotoelektros modulius, įskaitant įprastus ir dvigubo stiklo modulius.
2) Inverteris Šiuo metu pagrindiniai gamintojai išleido 1500 1–4 MVA galios 1500 Vdc keitiklius, kurie buvo naudojami demonstracinėse elektrinėse. XNUMX Vdc įtampos lygis įtrauktas į atitinkamus IEC standartus.
3) Kombainų dėžučių ir kitų pagrindinių komponentų standartai Parengtos kombinatorių dėžės ir pagrindiniai komponentai, o 1500 Vdc pateko į kombinatorių dėžučių sertifikavimo standartą CGC / GF037: 2014 „Kombinuotos fotovoltinės įrangos techninės specifikacijos“; 1500 Vdc buvo paaiškinta daugumoje IEC standartų, priklausančių žemos įtampos direktyvų kategorijai, pavyzdžiui, automatinių jungiklių standartams IEC61439-1 ir IEC60439-1, specialiems fotoelektriniams saugikliams IEC60269-6 ir specialiems fotoelektros apsaugos nuo žaibo įtaisams EN50539-11 / -12 .
Tačiau kadangi 1500Vdc fotovoltinė sistema vis dar yra demonstravimo stadijoje ir rinkos paklausa yra ribota, minėta įranga dar nepradėjo masinės gamybos.
1500Vdc taikymas fotoelektrinėje sistemoje
1. Macho Springs saulės elektrinė
„Firstsolar“ 2014 m. Gegužės mėn. Paskelbė, kad pradėta naudoti pirmoji 1500 Vdc galios elektrinė, pastatyta Deminge, „NewMexico“. Bendra elektrinės galia yra 52 MW, 34 matricos naudoja 1000 Vdc struktūrą, o likusios - 1500 V DC struktūrą.
2014 m. Liepos mėn. SMA paskelbė, kad jos 3.2 MW fotovoltinė jėgainė Sandershauser Bergindustrialpark, pramonės parke Niestetalyje, Kaselyje, šiaurės Vokietijoje, yra pradėta naudoti. Jėgainėje naudojama 1500Vdc sistema.
2. Taikymo atvejai Kinijoje
„Golmud Sunshine Qiheng“ naujos energijos „Golmud 30MW“ fotoelektros projektas
2016 m. Sausio mėn. Pirmasis buitinis 1500Vdc fotovoltinės elektros energijos gamybos sistemos demonstravimo projektas „Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30MW fotovoltinės elektros tinklo prijungtas elektros energijos gamybos projektas“ buvo oficialiai sujungtas su elektros energijos tinklu, pažymint, kad buitinė 1500Vdc fotovoltinė sistema iš tikrųjų įėjo faktinio demonstravimo taikymo etapo.
1500 V fotovoltinių gaminių kūrimas jau yra tendencija
Fotoelektros komponentai ir elektros įranga dabartinėse saulės fotovoltinėse sistemose yra suprojektuoti ir pagaminti atsižvelgiant į nuolatinės įtampos reikalavimus, keliamus 1000 V. Norint pasiekti geresnį fotoelektros sistemų produktyvumą, skubiai reikia proveržio, jei sumažėtų fotovoltinės subsidijos, susijusios su jos energijos gamybos sąnaudomis ir efektyvumu. Todėl su 1500 V susijusių fotoelektros gaminių kūrimas tapo tendencija. 1500 V aukštos įtampos komponentai ir juos palaikanti elektros įranga reiškia mažesnes sistemos sąnaudas ir didesnį energijos gamybos efektyvumą. Pristatę šią naują įrangą ir technologijas fotoelektros pramonė gali palaipsniui atsikratyti priklausomybės nuo subsidijų ir anksti pasiekti pariteto prieigą prie interneto. 1500 V saulės fotoelektros modulių, keitiklių, kabelių, kombinatorių dėžių ir sistemos optimizavimo reikalavimai “
Atitinkama pagrindinė 1500 V sistemos įranga parodyta aukščiau. Atitinkamai pasikeitė ir 1500 V reikalavimai kiekvienam įrenginiui:
1500 V komponentas
• Pakeistas komponentų išdėstymas, todėl reikia didesnio komponentų srauto atstumo;
• komponentų medžiagų pakeitimai, didėjantys medžiagos ir bandymų reikalavimai galiniam plokštumai;
• padidėję komponentų izoliacijos, atsparumo įtampai, šlapio nuotėkio ir impulso bandymų reikalavimai;
• Komponentų kaina iš esmės yra vienoda, o našumas yra geresnis;
• Šiuo metu yra IEC standartai, skirti 1500Vdc sistemos komponentams. Tokie kaip IEC 61215 / IEC 61730;
• Pagrindinių gamintojų 1500 Vdc sistemos komponentai išlaikė atitinkamus sertifikatus ir PID našumo testus.
1500 V nuolatinės srovės laidas
• Yra izoliacijos, apvalkalo storio, elipsės, izoliacijos varžos, šiluminio pratęsimo, druskos purškimo, atsparumo dūmams ir spindulių degimo bandymų skirtumai.
1500 V sujungimo dėžutė
• Elektrinio atstumo ir srauto nuotolio, galios dažnio įtampos ir impulsų atsparios įtampos ir izoliacijos varžos bandymo reikalavimai;
• Yra skirtumų tarp žaibolaidžių, automatinių jungiklių, saugiklių, laidų, savaiminio maitinimo šaltinių, atbulinės eigos diodų ir jungčių;
• Taikomi kombainų dėžių ir pagrindinių komponentų standartai.
1500 V keitiklis
• Žaibolaidžiai, automatiniai jungikliai, saugikliai ir perjungimo maitinimo šaltiniai yra skirtingi;
• izoliacija, elektros atstumas ir gedimo iškrova, kurią sukelia įtampa;
• 1500 V įtampos lygis įtrauktas į atitinkamus IEC standartus.
1500V sistema
Kuriant 1500 V sistemos stygas, kiekvienos 1000 V sistemos stygos komponentai anksčiau buvo 18–22, o dabar 1500 V sistema žymiai padidins komponentų skaičių nuosekliai iki 32–34, todėl mažiau eilučių taps mažiau ir taps tikrovė.
Dabartinė fotoelektros energijos generavimo sistema, nuolatinės srovės įtampa 450-1000V, kintamosios srovės įtampa 270-360V; 1500 V sistema, vienos stygos komponentų skaičius padidėjo 50%, nuolatinės srovės pusės įtampa 900-1500 V, kintamosios srovės 400-1000 V įtampa, sumažėja ne tik nuolatinės srovės šalutinės linijos nuostoliai. Linijos nuostoliai kintamosios srovės pusėje žymiai sumažėjo. 1500 V reikalavimai komponentams, keitikliams, kabeliams, sujungimo dėžutėms ir sistemos optimizavimui “
Kalbant apie keitiklius, anksčiau buvo naudojami 1 MW centralizuoti keitikliai, o dabar, panaudojus 2.5 V sistemą, juos galima išplėsti iki 1500 MW keitiklių; ir padidinta kintamosios srovės vardinė įtampa. Vienodos galios ir kintamosios srovės keitikliai Sumažinta išėjimo srovė padeda sumažinti keitiklio kainą.
Atlikdami išsamius skaičiavimus, atlikus techninį patobulinimą 1500 V sistemoje, bendros sistemos sąnaudos gali būti sumažintos maždaug 2 centais, o sistemos efektyvumas - 2%. Taigi 1500 V sistemos taikymas labai padeda sumažinti sistemos kainą.
Naudojant 1500 V sistemą, komponentų skaičius nuosekliai didėja, lygiagrečių jungčių skaičius mažėja, kabelių skaičius mažėja, kombainų ir keitiklių skaičius mažėja. Padidėja įtampa, sumažėja nuostoliai ir pagerėja efektyvumas. Sumažėjęs montavimo ir priežiūros darbo krūvis taip pat sumažina įrengimo ir priežiūros išlaidas. Tai gali sumažinti elektros energijos kainą LCOE.
Didžioji tendencija! 1500 V fotovoltinė sistema pagreitina pariteto eros atsiradimą
2019 m., Pasikeitus fotoelektros politikai, pramonė siūlo mažinti elektros energijos kainą, ir tai yra neišvengiama tendencija pereiti prie prieinamos interneto prieigos. Todėl technologinės inovacijos yra proveržis, elektros energijos sąnaudų mažinimas ir priklausomybės nuo subsidijų mažinimas tapo nauja sveikos fotoelektros pramonės plėtros kryptimi. Tuo pačiu metu Kinija, kaip pirmaujanti fotoelektros pramonės gamintoja pasaulyje, daugumai šalių padėjo pasiekti paritetą internete, tačiau ji vis dar yra šiek tiek nutolusi nuo pariteto internete dėl įvairių priežasčių.
Pagrindinė priežastis, kodėl užjūrio fotoelektros rinka gali pasiekti paritetą, yra ta, kad be Kinijos pranašumų finansavimo, žemės, prieigos, apšvietimo, elektros kainų ir kt. Atžvilgiu, svarbesnė ir išmokta patirtis yra ta, kad jie yra santykinai Kinija yra daugiau pažengęs. Pavyzdžiui, fotovoltinė sistema, kurios įtampa yra 1500 V. Šiuo metu 1500 V įtampos produktai yra pagrindiniai sprendimai užsienio fotoelektros rinkoje. Todėl šalies fotovoltai taip pat turėtų sutelkti dėmesį į sistemos lygio naujoves, paspartinti 1500 V ir kitų pažangių technologijų taikymą, suvokti elektrinių sąnaudų mažinimą, efektyvumą ir kokybės gerinimą ir visapusiškai skatinti fotoelektros pramonę pereiti prie pariteto eros.
1500 V banga apėmė pasaulį
Remiantis IHS ataskaita, pirmasis siūlomas 1500 V sistemos naudojimas atsirado 2012 m. Iki 2014 m. „FirstSolar“ investavo į pirmąją 1500 V fotovoltinę elektrinę. Pagal „FirstSolar“ skaičiavimą: 1500 V fotovoltinė elektrinė sumažina lygiagrečių grandinių skaičių, padidindama serijinių fotovoltinių modulių skaičių; sumažina jungiamųjų dėžių ir kabelių skaičių; tuo pačiu metu, padidinus įtampą, kabelio nuostoliai dar labiau sumažėja ir pagerėja sistemos energijos gamybos efektyvumas.
2015 m. Kinijos pagrindinis inverterių gamintojas „Sunshine Power“ ėmėsi iniciatyvos populiarindamas sisteminius sprendimus, pagrįstus 1500 V keitiklio dizainu pramonėje, tačiau dėl to, kad kiti pagalbiniai komponentai Kinijoje nesudarė visos pramoninės grandinės, o investicinės bendrovės apie tai mažai žino, Užuot teikusi pirmenybę plėtrai užsienyje po didelio masto vidaus skatinimo, ji pirmiausia „užkariavo“ pasaulį ir grįžo į Kinijos rinką.
Žvelgiant iš pasaulinės rinkos perspektyvos, 1500 V sistema tapo būtina sąlyga dideliems fotoelektros projektams sumažinti išlaidas ir padidinti efektyvumą. Šalyse, kuriose yra mažos elektros kainos, pavyzdžiui, Indijoje ir Lotynų Amerikoje, beveik visos didelio masto fotovoltinės elektrinės naudoja 1500 V kainų siūlymo schemas; šalys, turinčios išsivysčiusias elektros energijos rinkas Europoje ir Jungtinėse Valstijose, pakeitė nuolatinę įtampą nuo 1000 V fotovoltinių sistemų iki 1500 V; besivystančios rinkos, tokios kaip Vietnamas ir Viduriniai Rytai, tiesiogiai pateko į 1500 V sistemas. Verta paminėti, kad 1500 voltų GW lygio fotoelektros projektas naudojamas visame pasaulyje ir ne kartą pasiekė pasaulinį rekordą su itin žemomis elektros energijos kainomis tinkle.
Jungtinėse Valstijose 1500 Vdc įrangos įdiegta galia 2016 m. Sudarė 30.5%. Iki 2017 m. Jis padvigubėjo iki 64.4%. Tikimasi, kad 84.20 m. Šis skaičius pasieks 2019%. Pasak vietos EPC bendrovės: „Kiekviena nauja 7GW antžeminė elektrinė kasmet naudoja 1500 V įtampą. Pavyzdžiui, pirmojoje didelio masto fotovoltinėje jėgainėje Vajominge, kuri ką tik buvo prijungta prie tinklo, naudojamas 1500 V saulės energijos centralizuoto keitiklio sprendimas.
Remiantis vertinimais, palyginti su 1000 V sistema, išlaidų sumažėjimą ir 1500 V efektyvumo padidėjimą daugiausia atspindi:
1) Nuosekliai sujungtų komponentų skaičius padidėjo nuo 24 blokų / eilutės iki 34 blokų / eilutės, sumažinant eilučių skaičių. Atitinkamai fotovoltinių kabelių suvartojimas sumažėjo 48%, o įrangos, tokios kaip kombinatorių dėžės, išlaidos taip pat sumažėjo maždaug 1/3, o išlaidos sumažėjo maždaug 0.05 juanio / Wp;
2) komponentų skaičiaus padidėjimas nuosekliai sumažina sistemos palaikymo, polių pamatų, statybų ir montavimo išlaidas maždaug 0.05 juanių / Wp;
3) 1500 V sistemos kintamosios srovės prijungta įtampa padidėja nuo 540 V iki 800 V, prie tinklo prijungti taškai sumažėja, o kintamosios ir nuolatinės srovės sistemos nuostoliai gali būti sumažinti 1 ~ 2%.
4) Atsižvelgiant į brandų užsienio rinkos atvejį, optimalus vieno poskyrio masyvas gali būti suprojektuotas būti 6.25 MW 1500 V sistemose ir net iki 12.5 MW kai kuriose vietovėse. Padidinus vieno poskyrio talpą, galima sumažinti kintamosios srovės įrangos, tokios kaip transformatoriai, kainą.
Todėl, palyginti su tradicine 1000 V sistema, 1500 V sistema gali sumažinti išlaidas 0.05 ~ 0.1 juanio / Wp, o faktinė energijos gamyba gali padidėti 1 ~ 2%.
Padauginta iš „potencialios“ 1500Vdc sistemos vidaus rinkos
Palyginti su tarptautine rinka, pirmaisiais Kinijos fotoelektros pramonės metais dėl nesubrendusios technologijų pramonės tiekimo grandinės 1500 V sistema prasidėjo vėlai ir jos plėtra buvo lėta. Tik keletas pirmaujančių bendrovių, tokių kaip „Sunshine Power“, yra baigę mokslinius tyrimus ir plėtrą bei sertifikavimą. Tačiau pasauliniu mastu išaugus 1500 V sistemai, vidaus rinka ja pasinaudojo ir pasiekė gerų rezultatų kuriant ir diegiant 1500 V sistemas ir programas:
- 2015 m. Liepos mėn. Pirmasis „Sunshine Power“ Kinijoje sukurtas ir pagamintas pirmasis 1500 V centralizuotas keitiklis sėkmingai užbaigė tinklo prijungimo testą ir vidaus rinkoje pradėjo 1500 V technologijos preliudiją.
- 2016 m. Sausio mėn. Prie elektros energijos tinklo buvo prijungtas pirmasis buitinis 1500 V fotovoltinės elektros energijos gamybos sistemos demonstravimo projektas.
- 2016 m. Birželio mėn. Vykdant pirmąjį vietinį „Datong“ lyderio projektą, 1500 V centralizuoti keitikliai buvo naudojami paketais.
- 2016 m. Rugpjūčio mėn. „Sunshine Power“ ėmėsi iniciatyvos paleisti pirmąjį pasaulyje 1500 V įtampos keitiklį, kuris dar labiau padidino tarptautinį šalies fotovoltinių keitiklių konkurencingumą.
Tais pačiais metais pirmasis Kinijos 1500 V fotovoltinės sistemos palyginimo projektas buvo oficialiai prijungtas prie elektros energijos gamybos tinklo Golmude, Činghajuje, pažymint, kad vietinė 1500 Vdc fotovoltinė sistema pradėjo žengti į praktinio taikymo sritį. Bendra elektrinės instaliuota galia yra 30 MW. „Sunshine Power“ pateikia išsamų šio projekto sprendimų rinkinį, kuris sumažina kabelio investicijų kainą 20%, 0.1 juanio / Wp kainą ir labai sumažina kintamosios ir nuolatinės srovės šalutinių linijų nuostolius ir transformatoriaus žemos įtampos pusių apvijos nuostolius.
1500 V tapo pagrindine pasaulinės rinkos srove
1500 V sistema, turinti ir išlaidų mažinimą, ir efektyvumą, pamažu tapo pirmuoju didelių antžeminių elektrinių pasirinkimu. Kalbant apie būsimą 1500 V sistemų plėtrą, IHS prognozuoja, kad 1500 V keitiklių dalis toliau didės iki 74% 2019 m., O 84 m. Išaugs iki 2020%, tapdama pagrindine pramonės šaka.
Žvelgiant iš 1500 V įdiegtos galios, 2 m. Ji buvo tik 2016 GW, o 30 m. - viršijo 2018 GW. Vos per dvejus metus ji išaugo daugiau nei 14 kartų, ir tikimasi, kad išlaikys ilgalaikę spartaus augimo tendenciją. Tikimasi, kad bendros siuntos 2019 ir 2020 m. Bus didesnė nei 100GW. Kinijos įmonėms „Sunshine Power“ visame pasaulyje įdiegė daugiau nei 5 GW 1500 V keitiklių ir planuoja 1500 m. Pristatyti pažangesnes 2019 V serijos stygas ir centralizuotus keitiklius, kad patenkintų sparčiai augančią rinkoje įdiegtą paklausą.
Nuolatinės įtampos padidinimas iki 1500 V yra svarbus pokytis mažinant išlaidas ir didinant efektyvumą, ir dabar jis tapo pagrindiniu sprendimu tarptautinei fotoelektros plėtrai. Kinijoje mažėjant subsidijų ir pariteto laikams, 1500 V sistema taip pat bus vis plačiau naudojama Kinijoje, paspartindama visapusiškos Kinijos pariteto eros atėjimą
Ekonominė 1500 V fotovoltinės sistemos analizė
Nuo 2018 m., Nepriklausomai nuo šalies ar šalies, 1500 V sistemos naudojimo proporcija tampa vis didesnė. Pagal IHS statistiką, didelių užsienio antžeminių elektrinių, esančių užsienio valstybėse, 1500 V naudojimo apimtys 50 m. Viršijo 2018%; Remiantis išankstine statistika, 2018 m. tarp trečiosios priekinių bėgikų partijos 1500 V įtampos įtaisų dalis buvo nuo 15% iki 20%.
Ar 1500 V sistema gali efektyviai sumažinti projekto elektros energiją? Šiame straipsnyje pateikiama lyginamoji dviejų įtampos lygių ekonomikos analizė, atliekant teorinius skaičiavimus ir faktinius atvejo duomenis.
I. Pagrindinė projektavimo schema
Norint išanalizuoti 1500Vdc fotoelektros sistemos sąnaudų lygį, naudojama įprasta projektavimo schema, skirta palyginti projekto išlaidas su tradicinėmis 1000V sistemos sąnaudomis.
1. skaičiavimo prielaida
1) antžeminės elektrinės, plokščio reljefo, įrengtos galios neriboja žemės plotas;
2) Projekto vietos ekstremali temperatūra ir ypač žema temperatūra turi būti vertinamos pagal 40 ℃ ir -20 ℃.
3) Pagrindiniai pasirinktų komponentų ir keitiklių parametrai parodyti toliau pateiktoje lentelėje.
2. Pagrindinė projektavimo schema
1) 1000 V serijos dizaino schema
22 310 W dvipusiai fotovoltiniai moduliai sudaro 6.82 kW galą, 2 šakos sudaro kvadratinį masyvą, 240 šakų - 120 kvadratinių matricų ir patenka į 20 75 kW galios keitiklių (1.09 karto didesnis pasiskirstymas nuolatinės srovės pusėje, padidėjimas galinėje pusėje) 15%, tai yra 1.25 karto daugiau nei numatyta) sudaryti 1.6368MW galios agregatą.
Komponentas montuojamas horizontaliai pagal 4 * 11 ir priekinius ir galinius dvigubo stulpelio fiksuotus laikiklius.
2) 1500 V serijos dizaino schema
34 310 W dvipusiai fotovoltiniai moduliai sudaro 10.54 kW galios šaką, 2 šakos sudaro kvadratinę matricą, 324 šakos iš viso turi 162 kvadratines matricas ir sumontuoti 18 175 kW galios keitikliai (1.08 karto didesnis pasiskirstymas nuolatinės srovės pusėje, padidėjimas Atsižvelgus į 15%, tai yra 1.25 karto perteklius) sudaryti 3.415 MW galios agregatą.
Komponentas montuojamas horizontaliai pagal 4 * 17 ir priekinius ir galinius dvigubo stulpelio fiksuotus laikiklius.
Antra, 1500 V įtaka pradinėms investicijoms
Pagal pirmiau pateiktą projektavimo schemą, palyginamoji 1500 V sistemos ir tradicinės 1000 V sistemos inžinerinio kiekio ir kainos analizė yra tokia.
3 lentelė: 1000 V sistemos investicinė sudėtis
4 lentelė: 1500 V sistemos investicinė sudėtis
Atliekant lyginamąją analizę nustatyta, kad palyginti su tradicine 1000 V sistema, 1500 V sistema sutaupo apie 0.1 juanio / W sistemos sąnaudų.
Trečia, 1500 V įtaka elektros energijos gamybai
Skaičiavimo prielaida:
Naudojant tuos pačius komponentus, elektros komponentų gamyba nesiskirs dėl komponentų skirtumų; darant prielaidą plokščią reljefą, dėl reljefo pokyčių nebus šešėlio sąkandžio;
Elektros energijos gamybos skirtumas daugiausia pagrįstas dviem veiksniais: komponentų ir stygų neatitikimo nuostoliai, nuolatinės srovės linijos nuostoliai ir kintamosios srovės linijos nuostoliai.
1. neatitikimas tarp komponentų ir stygų
Vienos atšakos serijinių komponentų skaičius padidintas nuo 22 iki 34. Dėl ± 3W galios nuokrypio tarp skirtingų komponentų galios nuostoliai tarp 1500V sistemos komponentų padidės, tačiau jo negalima kiekybiškai apskaičiuoti.
Vieno keitiklio prieigos kelių skaičius padidintas nuo 12 iki 18, tačiau keitiklio MPPT sekimo kelių skaičius padidintas nuo 6 iki 9, siekiant užtikrinti, kad 2 atšakos atitiktų 1 MPPT. MPPT nuostolis nedidėja.
2. Nuolatinės ir kintamosios srovės linijos nuostoliai
Tiesės praradimo skaičiavimo formulė
Q nuostolis = I2R = (P / U) 2R = ρ (P / U) 2 (L / S)
1) DC linijos nuostolių apskaičiavimas
Lentelė: vienos šakos nuolatinės srovės nuostolių santykis
Atlikus pirmiau pateiktus teorinius skaičiavimus, nustatyta, kad 1500 V sistemos nuolatinės srovės nuostoliai yra 0.765 karto didesni nei 1000 V sistemos nuostolių, o tai prilygsta nuolatinės srovės nuostolių sumažėjimui 23.5%.
2) Kintamosios srovės linijos nuostolių apskaičiavimas
Lentelė: vieno keitiklio kintamosios srovės nuostolių santykis
Remiantis aukščiau pateiktais teoriniais skaičiavimais, nustatyta, kad 1500 V sistemos nuolatinės srovės nuostoliai yra 0.263 karto didesni nei 1000 V sistemos nuostolių, o tai tolygu kintamosios srovės linijos nuostolių sumažinimui 73.7%.
3) Faktiniai atvejo duomenys
Kadangi komponentų neatitikimo nuostolių negalima apskaičiuoti kiekybiškai, o tikroji aplinka yra atsakingesnė, tolesniam paaiškinimui bus naudojamas tikrasis atvejis.
Šiame straipsnyje naudojami faktiniai „Power Runner“ projekto trečiosios partijos energijos gamybos duomenys. Duomenų rinkimo laikas yra nuo 2019 m. Gegužės iki birželio, iš viso 2 mėnesių duomenys.
Lentelė: 1000 V ir 1500 V sistemų elektros energijos gamybos palyginimas
Iš aukščiau pateiktos lentelės galima rasti, kad toje pačioje projekto vietoje, naudojant tuos pačius komponentus, keitiklio gamintojų produktus ir tą patį laikiklio montavimo būdą, 2019 m. Gegužės – birželio mėn. 1500 V sistemos elektros energijos gamybos valandos buvo 1.55% didesnis nei 1000 V sistema.
Galima pastebėti, kad nors padidėjus atskirų styginių komponentų skaičiui, padidės komponentų neatitikimo nuostoliai, nes tai gali sumažinti nuolatinės srovės linijos nuostolius apie 23.5%, o kintamosios srovės linijos nuostolius - apie 73.7%, tačiau 1500V sistema gali padidinti projekto elektros energijos gamyba.
Ketvirta, išsami analizė
Atlikę pirmiau pateiktą analizę galime pastebėti, kad, palyginti su tradicine 1000 V sistema, 1500 V sistema,
1) gali sutaupyti apie 0.1 juanio / W sistemos kainą;
2) Nors padidėjus atskirų stygų komponentų skaičiui, padidės komponentų neatitikimo nuostoliai, tačiau kadangi tai gali sumažinti nuolatinės srovės linijos nuostolius apie 23.5%, o kintamosios srovės linijos nuostolius - apie 73.7%, 1500 V sistema padidins projekto elektros energijos gamyba.
Todėl 1500Vdc taikymas fotoelektrinėje sistemoje gali šiek tiek sumažinti energijos sąnaudas.
Hebei energetikos inžinerijos instituto prezidento Dongo Xiaoqingo teigimu, daugiau nei 50% instituto užbaigtų žemės fotoelektros projektų schemų pasirinko 1500 V įtampą; tikimasi, kad nacionalinė 1500 V antžeminių elektrinių dalis 2019 m. sieks apie 35%; ji bus dar padidinta 2020 m.
„IHS Markit“, žinoma tarptautinė konsultacijų agentūra, pateikė optimistiškesnę prognozę. Savo 1500 V pasaulinės fotoelektros rinkos analizės ataskaitoje jie nurodė, kad pasaulinė 1500 V fotovoltinės jėgainės skalė per ateinančius dvejus metus viršys 100 GW.
Paveikslėlis: 1500 V proporcijos pasaulinėse antžeminėse elektrinėse prognozė
Be jokios abejonės, pagreitėjus pasaulinės fotovoltinės pramonės subsidijavimo procesui, o galutinis elektros energijos siekimas - 1500 V, kaip techninis sprendimas, galintis sumažinti elektros energijos kainą.
