Применение 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе
Снижение затрат и повышение эффективности всегда было направлением усилий электриков.
Тенденция 1500 В постоянного тока и неизбежный выбор системы контроля четности
Снижение затрат и повышение эффективности всегда было направлением усилий сотрудников Electric. Среди них ключевую роль играют технологические инновации. В 2019 году, с учетом ускоренного субсидирования Китая, на 1500 В постоянного тока возлагаются большие надежды.
Согласно данным IHS, полученным от исследовательской и аналитической организации, система 1500 В постоянного тока была впервые предложена в 2012 году, а FirstSolar инвестировала первую в мире фотоэлектрическую электростанцию на 1500 В постоянного тока в 2014 году. В январе 2016 года был запущен первый отечественный демонстрационный проект 1500 В постоянного тока Golmud Sunshine Qiheng New Energy. Golmud 30MW Photovoltaic Power Generation Project был официально подключен к сети для выработки электроэнергии, что означает, что домашнее применение 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе действительно вступило в стадию крупномасштабных практических демонстрационных приложений. Два года спустя, в 2018 году, технология 1500 В постоянного тока широко применялась на международном и внутреннем уровнях. Среди третьей партии ведущих отечественных проектов, строительство которых началось в 2018 году, проект Голмуд с самой низкой ценой предложения (0.31 юаня / кВтч), а также проекты GCL Delingha и Chint Baicheng используют технологию 1500 В постоянного тока. По сравнению с традиционной фотоэлектрической системой на 1000 В постоянного тока, в последнее время широко используется приложение 11500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе. Тогда у нас легко могут возникнуть такие вопросы:
Зачем увеличивать напряжение с 1000 до 1500 В постоянного тока?
Может ли другое электрическое оборудование, кроме инвертора, выдерживать высокое напряжение 1500 В постоянного тока?
Насколько эффективна система 1500 В постоянного тока после использования?
1. Технические преимущества и недостатки применения 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе.
анализ преимуществ
1) Уменьшите количество соединительной коробки и кабеля постоянного тока.
В «Правилах проектирования фотоэлектрических электростанций (GB 50797-2012)» согласование фотоэлектрических модулей и инверторов должно соответствовать следующей формуле: Согласно приведенной выше формуле и соответствующим параметрам компонентов, каждая цепочка системы 1000 В постоянного тока обычно состоит из 22 компонентов, в то время как каждая цепочка системы 1500 В постоянного тока может содержать 32 компонента.
В качестве примера возьмем модуль мощностью 285 Вт, блок питания мощностью 2.5 МВт и струнный инвертор, систему 1000 В постоянного тока:
408 фотоэлектрических гирлянд, 816 пар свайных фундаментов
34 комплекта струнных инверторов мощностью 75 кВт
Система 1500 В постоянного тока:
280 фотоэлектрических групп строка
700 пар свайных фундаментов
14 комплектов струнных инверторов мощностью 75 кВт
по мере уменьшения количества цепочек уменьшается количество кабелей постоянного тока, подключенных между компонентами, и кабелей переменного тока между цепями и инверторами.
2) уменьшить потери в линии постоянного тока
∵ P = IRI = P / U
∴ U увеличивается в 1.5 раза → I становится (1 / 1.5) → P становится 1 / 2.25
∵ R = ρL / S Длина кабеля постоянного тока L становится 0.67, в 0.5 раза больше исходного
∴ R (1500 В постоянного тока) <0.67 R (1000 В постоянного тока)
Таким образом, 1500 В постоянного тока части постоянного тока примерно в 0.3 раза больше, чем 1000 В постоянного тока.
3) Уменьшите определенное количество инженеров и отказов
Из-за сокращения количества кабелей постоянного тока и распределительных коробок количество кабельных муфт и проводки распределительной коробки, устанавливаемой во время строительства, будет уменьшено, и эти две точки подвержены выходу из строя. Следовательно, 1500 В постоянного тока может снизить определенную частоту отказов.
4) Уменьшите инвестиции
Увеличение количества однострунных компонентов может снизить стоимость одного ватта. Основные отличия заключаются в количестве свайных фундаментов, длине кабеля после схождения постоянного тока и количестве распределительных коробок (централизованных).
По сравнению с 22-струнной схемой системы 1000 В постоянного тока, 32-струнная схема системы 1500 В постоянного тока может сэкономить около 3.2 балла / Вт для кабелей и свайных фундаментов.
Анализ недостатков
1) Повышенные требования к оборудованию
По сравнению с системой 1000 В постоянного тока, напряжение, увеличенное до 1500 В постоянного тока, оказывает значительное влияние на автоматические выключатели, предохранители, устройства молниезащиты и импульсные источники питания и выдвигает более высокие требования к выдерживаемому напряжению и надежности, а стоимость единицы оборудования будет относительно увеличена. .
2) Повышенные требования безопасности
После повышения напряжения до 1500 В постоянного тока увеличивается риск электрического пробоя, что улучшает защиту изоляции и электрический зазор. Кроме того, если на стороне постоянного тока произойдет авария, возникнут более серьезные проблемы с гашением дуги постоянного тока. Следовательно, система 1500 В постоянного тока увеличивает требования к системе безопасности.
3) Увеличьте вероятность эффекта ПИД
После последовательного подключения фотоэлектрических модулей ток утечки, образующийся между ячейками высоковольтного модуля и землей, является важной причиной эффекта ПИД. После увеличения напряжения с 1000 В до 1500 В очевидно, что разница напряжений между элементом и землей увеличится, что увеличит вероятность эффекта ПИД.
4) Увеличьте потерю соответствия
Существует некоторая потеря согласования между фотоэлектрическими цепями, в основном вызванная следующими причинами:
- Заводская мощность различных фотоэлектрических модулей будет иметь отклонение от 0 до 3%. Трещины, образовавшиеся при транспортировке и установке, вызовут отклонение мощности.
- Неравномерное затухание и неравномерная блокировка после установки также вызовут отклонение мощности.
- Принимая во внимание вышеупомянутые факторы, увеличение каждой строки с 22 компонентов до 32, очевидно, увеличит потери согласования.
- В ответ на вышеупомянутые проблемы 1500V, после почти двух лет исследований и разведки, производители оборудования также внесли некоторые улучшения.
Во-вторых, основное оборудование фотоэлектрической системы 1500 В постоянного тока
1. Фотоэлектрический модуль
First Solar, Artus, Tianhe, Yingli и другие компании взяли на себя инициативу по запуску фотоэлектрических модулей на 1500 В постоянного тока.
С тех пор, как в 1500 году была завершена первая в мире фотоэлектрическая электростанция на 2014 В постоянного тока, область применения систем на 1500 В продолжала расти. Исходя из этой ситуации, стандарт IEC начал включать спецификации, относящиеся к 1500V, при реализации нового стандарта. В 2016 году IEC 61215 (для C-Si), IEC 61646 (для тонких пленок) и IEC61730 являются стандартами безопасности компонентов ниже 1500 В. Эти три стандарта дополняют требования к тестированию производительности и безопасности компонентной системы на 1500 В и устраняют последнее препятствие требований 1500 В, что значительно способствует соблюдению стандартов для электростанций на 1500 В.
В настоящее время китайские производители первой линии выпустили на рынок зрелые продукты на 1500 В, включая односторонние компоненты, двусторонние компоненты, компоненты с двойным стеклом, и получили сертификаты IEC.
В ответ на проблему с ПИД-регулятором для изделий на 1500 В нынешние основные производители принимают следующие две меры, чтобы гарантировать, что характеристики ПИД-регулятора компонентов на 1500 В и обычных компонентов на 1000 В остаются на одном уровне.
1) За счет модернизации распределительной коробки и оптимизации конструкции компоновки компонентов в соответствии с требованиями по расстоянию утечки и зазорам 1500 В;
2) Толщина материала объединительной платы увеличена на 40% для улучшения изоляции и обеспечения безопасности компонентов;
Что касается эффекта ПИД, каждый производитель гарантирует, что в системе 1500 В компонент по-прежнему гарантирует, что затухание ПИД составляет менее 5%, гарантируя, что производительность ПИД обычного компонента останется на том же уровне.
2. инвертор
Зарубежные производители, такие как SMA / GE / PE / INGETEAM / TEMIC, как правило, запустили инверторные решения на 1500 В примерно в 2015 году. Многие отечественные производители первого уровня запустили инверторные продукты на основе серии 1500 В, такие как Sungrow SG3125, серия SUN2000HA от Huawei и т. Д., И являются первыми, выпущенными на рынок США.
NB / T 32004: 2013 - это стандарт, которому отечественные инверторные продукты должны соответствовать при продаже. Применимая область применения пересмотренного стандарта - фотоэлектрический инвертор, подключенный к сети, подключенный к цепи фотоэлектрического источника с напряжением, не превышающим 1500 В постоянного тока, и выходным напряжением переменного тока, не превышающим 1000 В. Сам стандарт уже включает диапазон 1500 В постоянного тока и устанавливает требования к испытаниям на перенапряжение фотоэлектрических цепей, электрические зазоры, длину пути утечки, выдерживаемое напряжение промышленной частоты и другие испытания.
3. Коробка комбайнера
Стандарты для блока сумматора и каждого ключевого устройства готовы, и 1500 В постоянного тока вошел в стандарт сертификации блока объединителя CGC / GF 037: 2014 «Технические характеристики фотоэлектрического объединителя».
4. кабель
В настоящее время также введен стандарт 1500 В для фотоэлектрических кабелей.
5. Переключатель и молниезащита
В фотоэлектрической промышленности в эпоху 1100 В постоянного тока выходное напряжение инвертора составляет до 500 В переменного тока. Вы можете позаимствовать стандартную систему распределительного переключателя 690Vac и сопутствующие товары; от напряжения 380Vac до напряжения 500Vac, нет проблем с согласованием переключателя. Однако в начале 2015 года вся фотоэлектрическая отрасль и отрасль распределения электроэнергии не имели переключателей распределения питания 800/1000 В переменного тока и других спецификаций, что приводило к трудностям в поддержке всего продукта и высоким расходам на поддержку.
Подробное описание
Фотогальваническая система 1500 В постоянного тока широко используется за рубежом и уже является зрелой технологией применения во всем мире.
Таким образом, основное оборудование фотоэлектрической системы достигло массового производства, а цена резко упала по сравнению с демонстрационным этапом в 2016 году.
Применение 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе
Как упоминалось выше, фотоэлектрическая система на 1500 В постоянного тока была применена за рубежом еще в 2014 году из-за ее низкой общей стоимости и высокой выработки электроэнергии.
Приложение Global 1500Vdc для исследования фотоэлектрических систем
Компания First Solar объявила в мае 2014 года о вводе в эксплуатацию первой электростанции на 1500 В постоянного тока, построенной в Деминге, штат Нью-Мексико. Общая мощность электростанции составляет 52 МВт, 34 массива имеют структуру 1000 В постоянного тока, а остальные массивы имеют структуру 1500 В постоянного тока.
В июле 2014 года компания SMA объявила, что ее фотоэлектрическая электростанция мощностью 3.2 МВт, построенная в промышленном парке Сандершаузер Берг в Нестетале, Кассель, северная Германия, была введена в эксплуатацию, а на электростанции используется система напряжением 1500 В постоянного тока.
1500 В постоянного тока широко используется в недорогих проектах.
В настоящее время LSP успешно развивает T1 + T2 Класс B + C, Класс I + II Устройство защиты от перенапряжения для фотоэлектрических систем SPD 1500 В постоянного тока, 1200 В постоянного тока, 1000 В постоянного тока, 600 В постоянного тока широко используются в солнечной фотоэлектрической генерации.
Широкомасштабное применение 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе
Впервые проект по производству фотоэлектрической энергии мощностью 257 МВт в Фу Ань Хуа Хуэй во Вьетнаме был успешно подключен к сети. Все интегрированные повышающие интегрированные решения для инверторов контейнерного типа 1500 В были использованы для успешной приемки от проектирования, строительства до подключения к сети. Проект расположен в городе Хуахуи, округ Фухуа, провинция Фуан, Вьетнам, и относится к центральным и южным прибрежным районам. Принимая во внимание местное географическое окружение и экономику проекта, заказчик проекта окончательно выбрал интегрированное решение для повышения напряжения с инвертором контейнерного типа на 1500 В.
Надежное решение
В демонстрационном проекте фотоэлектрической электростанции заказчики предъявляют строгие требования к конструкции и качеству продукции. Установочная мощность проекта на стороне постоянного тока составляет 257 МВт, которая состоит из 1032 комплектов сумматоров постоянного тока 1500 В, 86 комплектов централизованных инверторов мощностью 1500 В постоянного тока 2.5 МВт, 43 комплектов трансформаторов среднего напряжения 5 МВА и контейнерных интегрированных решений. Для шкафов кольцевой сети упрощение установки и ввода в эксплуатацию может сократить цикл строительства и снизить стоимость системы.
Решение на 1500 В объединяет «большие технологии»
Интегрированное решение для инвертора контейнерного типа на 1500 В имеет характеристики 1500 В, большой квадратный массив, высокий коэффициент мощности, мощный инвертор, интегрированный повышающий инвертор и т. Д., Что снижает стоимость оборудования, такого как кабели и распределительные коробки. Снижение начальных инвестиционных затрат. В частности, конструкция с высоким коэффициентом пропускной способности эффективно улучшает общий коэффициент использования линии наддува и устанавливает разумный коэффициент пропускной способности за счет активного избыточного выделения ресурсов, чтобы сделать систему LCOE оптимальной.
Решение 1500 В постоянного тока используется в фотоэлектрических проектах мощностью более 900 МВт во Вьетнаме. Фотоэлектрический проект Fu An Hua Hui мощностью 257 МВт во Вьетнаме является крупнейшим проектом фотоэлектрической электростанции. Как первая партия новых демонстрационных энергетических проектов во Вьетнаме, после того, как проект будет введен в эксплуатацию, он оптимизирует структуру власти Вьетнама, решит проблему нехватки электроэнергии на юге Вьетнама и будет способствовать экономическому и социальному развитию во Вьетнаме. Имеет большое значение.
Неужели применение 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе все еще далеко от крупномасштабного?
По сравнению с фотоэлектрической системой на 1000 В постоянного тока, широко применяемой на фотоэлектрических электростанциях, исследования применения 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе, проводимые производителями инверторов, в последнее время стали горячей точкой отрасли.
Такие вопросы легко возникают:
Зачем повышать напряжение с 1000 до 1500 В постоянного тока?
Может ли другое электрическое оборудование, кроме инвертора, выдерживать высокое напряжение 1500 В постоянного тока?
Кто-нибудь сейчас использует систему 1500 В постоянного тока? Как там эффект?
Технические преимущества и недостатки применения 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе
1. Анализ преимуществ
1) Уменьшите использование сумматоров и кабелей постоянного тока. Каждая цепочка системы 1000 В постоянного тока обычно состоит из 22 компонентов, в то время как каждая цепочка системы 1500 В постоянного тока может содержать 32 компонента. В качестве примера возьмем модуль мощностью 265 Вт мощностью 1 МВт,
Система 1000 В постоянного тока: 176 фотоэлектрических цепей и 12 сумматоров;
Система 1500 В постоянного тока: 118 фотоэлектрических цепей и 8 сумматоров;
Следовательно, количество кабелей постоянного тока от фотоэлектрических модулей до блока сумматора примерно в 0.67 раза, а количество кабелей постоянного тока от блока сумматора до инвертора примерно в 0.5 раза.
2) Уменьшите потери в линии постоянного тока ∵P loss = I2R кабель I = P / U
∴U увеличивается в 1.5 раза → I становится (1 / 1.5) → потери P становятся 1 / 2.25
Кроме того, длина кабеля R = ρL / S, длина кабеля постоянного тока становится 0.67, что в 0.5 раза больше исходного
R кабель (1500 В постоянного тока) <0.67 R кабель (1000 В постоянного тока)
Таким образом, потери 1500 В постоянного тока в части постоянного тока примерно в 0.3 раза больше потерь 1000 В постоянного тока.
3) Уменьшите определенное количество инженеров и отказов
По мере уменьшения количества кабелей постоянного тока и блоков сумматора количество кабельных муфт и проводки блока сумматора, устанавливаемых во время строительства, будет уменьшено, и эти две точки подвержены поломке. Следовательно, 1500 В постоянного тока может снизить определенную частоту отказов.
2. анализ недостатков
1) Повышение требований к оборудованию По сравнению с системой на 1000 В постоянного тока, увеличение напряжения до 1500 В постоянного тока оказывает значительное влияние на автоматические выключатели, предохранители, молниеотводы и импульсные источники питания и выдвигает более высокие требования к напряжению и надежности. улучшить.
2) Повышенные требования безопасности. После увеличения напряжения до 1500 В пост. Тока опасность электрического пробоя и разряда возрастает, поэтому необходимо улучшить изоляцию и электрические зазоры. Кроме того, если на стороне постоянного тока произойдет авария, возникнет более серьезная проблема с гашением дуги постоянного тока. Следовательно, система 1500 В постоянного тока повышает требования к системе безопасности.
3) Увеличение возможного эффекта PID После последовательного подключения фотоэлектрических модулей ток утечки, образованный между ячейками высоковольтных модулей и землей, является важной причиной эффекта PID (подробное объяснение см. В «103 " на заднем фоне). После увеличения напряжения с 1000 до 1500 В становится ясно, что разница напряжений между микросхемой батареи и землей увеличится, что увеличит вероятность эффекта ПИД.
4) Увеличение потерь согласования Существует определенная потеря согласования между фотоэлектрическими цепями, которая в основном вызвана следующими причинами:
Заводская мощность различных фотоэлектрических модулей будет иметь отклонение от 0 до 3%.
Скрытые трещины, образовавшиеся при транспортировке и установке, вызовут отклонение мощности
Неравномерное затухание и неравномерное экранирование после установки также вызовут отклонение мощности.
Принимая во внимание вышеупомянутые факторы, увеличение каждой строки с 22 компонентов до 32, очевидно, увеличит потери согласования.
3. Всесторонний анализ В приведенном выше анализе то, насколько 1500 В постоянного тока можно сравнить с 1000 В постоянного тока, может улучшить показатели затрат, и необходимы дальнейшие вычисления.
Введение: По сравнению с фотоэлектрической системой на 1000 В постоянного тока, широко используемой на фотоэлектрических электростанциях, исследования применения 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе, проводимые производителями инверторов, в последнее время стали горячей точкой промышленных технологий. Тогда у нас легко могут возникнуть такие вопросы.
Во-вторых, основное оборудование фотоэлектрической системы на 1500 В постоянного тока.
1) Фотоэлектрические модули В настоящее время FirstSolar, Artes, Trina, Yingli и другие компании выпустили фотоэлектрические модули на 1500 В постоянного тока, включая обычные модули и модули с двойным стеклом.
2) Инвертор В настоящее время основные производители выпустили инверторы на 1500 В постоянного тока мощностью от 1 до 4 МВА, которые применяются на демонстрационных электростанциях. Уровень напряжения 1500 В постоянного тока соответствует требованиям соответствующих стандартов IEC.
3) Были подготовлены стандарты на блоки объединителя и другие ключевые компоненты Блоки объединителя и ключевые компоненты были подготовлены, и 1500 В постоянного тока вошел в стандарт сертификации блоков объединителя CGC / GF037: 2014 «Технические спецификации для фотоэлектрического комбинированного оборудования»; В большинстве стандартов МЭК 1500 В пост. Тока поясняется как принадлежащая к категории директив по низковольтному оборудованию, таких как стандарты на автоматические выключатели IEC61439-1 и IEC60439-1, специальные фотоэлектрические предохранители IEC60269-6 и специальные фотоэлектрические устройства молниезащиты EN50539-11 / -12. .
Однако, поскольку фотоэлектрическая система 1500 В постоянного тока все еще находится на стадии демонстрации, а рыночный спрос ограничен, вышеупомянутое оборудование еще не запущено в массовое производство.
Применение 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе
1. Солнечная электростанция Macho Springs
В мае 2014 года Firstsolar объявила о вводе в эксплуатацию первой электростанции постоянного тока напряжением 1500 В в Деминге, Нью-Мексико. Общая мощность электростанции составляет 52 МВт, 34 массива используют структуру 1000 В постоянного тока, а остальные массивы используют структуру 1500 В постоянного тока.
В июле 2014 года SMA объявила о вводе в эксплуатацию своей фотоэлектрической электростанции мощностью 3.2 МВт в промышленном парке Сандершаузер Бергиндустриалпарк в Нистетале, Кассель, северная Германия. Электростанция использует систему 1500 В постоянного тока.
2. Случаи применения в Китае
Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30 МВт Фотоэлектрический проект
В январе 2016 года первый демонстрационный проект отечественной фотоэлектрической системы выработки электроэнергии 1500 В постоянного тока, проект Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30 МВт, подключенный к сети, был официально подключен к сети для выработки электроэнергии, что означает, что отечественная фотоэлектрическая система 1500 В постоянного тока фактически вступила в строй. собственно демонстрационный этап приложения.
Разработка фотоэлектрических продуктов 1500 В уже является тенденцией
Фотоэлектрические компоненты и электрическое оборудование в существующих солнечных фотоэлектрических системах спроектированы и изготовлены с учетом требований к постоянному напряжению 1000 В. Чтобы добиться большей производительности фотоэлектрических систем, срочно необходим прорыв в случае сокращения субсидий фотоэлектрическим элементам на затраты и эффективность производства электроэнергии. Таким образом, разработка фотоэлектрических продуктов 1500V стала тенденцией. Компоненты высокого напряжения 1500 В и вспомогательное электрическое оборудование означают более низкие системные затраты и более высокую эффективность выработки электроэнергии. Внедрение этого нового оборудования и технологий может помочь фотоэлектрической промышленности постепенно избавиться от зависимости от субсидий и в кратчайшие сроки достичь паритета доступа в режиме онлайн. Требования 1500 В для солнечных фотоэлектрических модулей, инверторов, кабелей, сумматоров и оптимизации системы »
Соответствующее основное оборудование системы 1500 В показано выше. Соответственно изменились и требования к 1500 В для каждого устройства:
Компонент 1500 В
• Изменена компоновка компонентов, что требует увеличения длины пути утечки компонентов;
• Изменения в материалах компонентов, увеличение требований к материалам и испытаниям для объединительной платы;
• Повышенные требования к испытаниям изоляции компонентов, сопротивления напряжению, утечки во влажном состоянии и импульсов;
• Стоимость компонентов практически не изменилась, а производительность улучшилась;
• В настоящее время существуют стандарты IEC для компонентов системы 1500 В постоянного тока. Например, IEC 61215 / IEC 61730;
• Системные компоненты 1500 В постоянного тока основных производителей прошли соответствующие сертификаты и испытания на производительность ПИД-регуляторов.
Кабель постоянного тока 1500 В
• Существуют различия в изоляции, толщине оболочки, эллиптичности, сопротивлении изоляции, тепловом расширении, испытании на стойкость к солевому туману и дыму, а также испытании на горение балки.
Коробка сумматора 1500 В
• Требования к испытаниям на электрические зазоры и пути утечки, напряжение промышленной частоты, выдерживаемое импульсное напряжение и сопротивление изоляции;
• Существуют различия в молниеотводах, автоматических выключателях, предохранителях, проводах, автономных источниках питания, антиреверсивных диодах и соединителях;
• Имеются стандарты на блоки комбайнера и ключевые компоненты.
Инвертор 1500В
• Молниеотводы, автоматические выключатели, предохранители и импульсные источники питания разные;
• Изоляция, электрический зазор и пробой, вызванный повышением напряжения;
• Уровень напряжения 1500 В соответствует требованиям стандартов IEC.
Система 1500В
В конструкции цепочек системы на 1500 В компоненты каждой струны системы на 1000 В раньше составляли 18-22, а теперь система на 1500 В значительно увеличит количество компонентов, включенных последовательно, до 32-34, уменьшая количество строк и превращаясь в реальность.
Современная фотоэлектрическая система выработки электроэнергии, напряжение на стороне постоянного тока 450-1000 В, напряжение на стороне переменного тока 270-360 В; Система 1500 В, количество однорядных компонентов увеличено на 50%, напряжение на стороне постоянного тока 900-1500 В, на стороне переменного тока 400-1000 В, не только потери в линии постоянного тока уменьшаются. Потери в линии на стороне переменного тока значительно снизились. Требования к 1500 В для компонентов, инверторов, кабелей, сумматоров и оптимизации системы »
Что касается инверторов, в прошлом использовались централизованные инверторы мощностью 1 МВт, а теперь их можно расширить до инверторов 2.5 МВт после использования системы 1500 В; и номинальное напряжение на стороне переменного тока увеличивается. Инверторы той же мощности и со стороны переменного тока Снижение выходного тока помогает снизить стоимость инвертора.
Путем всесторонних расчетов после технического усовершенствования системы 1500 В общая стоимость системы может быть снижена примерно на 2 цента, а эффективность системы может быть увеличена на 2%. Таким образом, применение системы 1500 В очень помогает снизить стоимость системы.
При использовании системы 1500 В количество компонентов, включенных последовательно, увеличивается, количество параллельных соединений уменьшается, количество кабелей уменьшается, а количество сумматоров и инверторов уменьшается. Напряжение увеличивается, потери уменьшаются, а эффективность улучшается. Снижение нагрузки на установку и техническое обслуживание также снижает затраты на установку и обслуживание. Это может снизить стоимость электроэнергии в стоимости LCOE.
Большой тренд! Фотоэлектрическая система 1500 В ускоряет наступление эры паритета
В 2019 году с изменениями в фотоэлектрической политике отрасль пытается снизить стоимость электроэнергии, и это неизбежная тенденция перехода к доступному доступу в Интернет. Таким образом, технологические инновации - это прорыв, снижение стоимости электроэнергии и уменьшение зависимости от субсидий стало новым направлением здорового развития фотоэлектрической промышленности. В то же время Китай, как ведущий мировой производитель фотоэлектрической промышленности, помог большинству стран достичь паритета в Интернете, но по разным причинам он все еще далек от паритета в Интернете.
Основная причина, по которой зарубежный фотоэлектрический рынок может достичь паритета, заключается в том, что, помимо преимуществ Китая с точки зрения финансирования, земли, доступа, освещения, цен на электроэнергию и т. Д., Более важным и извлеченным уроком является то, что они относительно Китая больше. продвинутый. Например, фотоэлектрическая система с напряжением 1500В. В настоящее время продукты, связанные с уровнем напряжения 1500 В, стали основным решением для зарубежного фотоэлектрического рынка. Таким образом, отечественная фотоэлектрическая промышленность должна также сосредоточиться на инновациях на системном уровне, ускорить применение 1500 В и других передовых технологий, обеспечить снижение затрат, повышение эффективности и качества электростанций, а также всестороннее продвижение фотоэлектрической отрасли к переходу к эре паритета.
Волна 1500 В охватила мир
Согласно отчету IHS, первое предложенное использование системы 1500 В датируется 2012 годом. К 2014 году FirstSolar инвестировала средства в первую фотоэлектрическую электростанцию на 1500 В. Согласно расчетам FirstSolar: фотоэлектрическая электростанция 1500 В сокращает количество параллельных цепей за счет увеличения количества последовательных фотоэлектрических модулей; уменьшает количество распределительных коробок и кабелей; в то же время, когда напряжение увеличивается, потери в кабеле еще больше снижаются, и эффективность выработки энергии системой повышается.
В 2015 году ведущий китайский производитель инверторов Sunshine Power взял на себя инициативу по продвижению системных решений на основе конструкции инвертора 1500 В в отрасли, но поскольку другие вспомогательные компоненты не сформировали полную производственную цепочку в Китае, и инвестиционные компании мало осведомлены об этом, Вместо того, чтобы отдавать приоритет зарубежной экспансии после масштабного продвижения на внутреннем рынке, она сначала «завоевала» мир, а затем вернулась на китайский рынок.
С точки зрения мирового рынка, система 1500 В стала необходимым условием для крупных фотоэлектрических проектов с целью снижения затрат и повышения эффективности. В странах с низкими ценами на электроэнергию, таких как Индия и Латинская Америка, почти все крупные наземные фотоэлектрические электростанции принимают схемы торгов на 1500 В; страны с развитыми рынками электроэнергии в Европе и США переключили напряжение постоянного тока с фотоэлектрических систем с 1000 В на 1500 В; развивающиеся рынки, такие как Вьетнам и Ближний Восток, напрямую вошли в системы 1500 В. Стоит отметить, что фотоэлектрический проект мощностью 1500 В ГВт используется во всем мире и неоднократно устанавливал мировой рекорд по сверхнизким ценам на электроэнергию в сети.
В США установленная мощность оборудования 1500 В постоянного тока в 2016 году составила 30.5%. К 2017 году он увеличился вдвое и составил 64.4%. Ожидается, что в 84.20 году это число достигнет 2019%. По данным местной EPC-компании: «Каждая новая наземная электростанция мощностью 7 ГВт каждый год потребляет 1500 В. Например, первая крупная наземная фотоэлектрическая электростанция в Вайоминге, которая только что была подключена к сети, использует централизованный инвертор мощностью 1500 В.
По оценкам, по сравнению с системой на 1000 В, снижение затрат и повышение эффективности 1500 В в основном отражаются в:
1) Количество компонентов, соединенных последовательно, было увеличено с 24 блоков / цепочка до 34 блоков / цепочка, что уменьшило количество цепочек. Соответственно, потребление фотоэлектрических кабелей снизилось на 48%, а стоимость оборудования, такого как блоки сумматора, также снизилась примерно на 1/3, а стоимость снизилась примерно на 0.05 юаня / Вт;
2) Увеличение количества компонентов, соединенных последовательно, снижает стоимость системы поддержки, свайного фундамента, конструкции и монтажа примерно на 0.05 юаня / Вт;
3) Напряжение переменного тока, подключенного к сети, в системе 1500 В увеличено с 540 В до 800 В, количество точек подключения к сети уменьшено, а потери в системе переменного и постоянного тока могут быть уменьшены на 1-2%.
4) В соответствии со зрелым случаем зарубежного рынка, оптимальная мощность одной субмассивы может быть спроектирована на уровне 6.25 МВт в системах на 1500 В и даже до 12.5 МВт в некоторых областях. За счет увеличения емкости одного подмассива можно снизить стоимость оборудования переменного тока, такого как трансформаторы.
Таким образом, по сравнению с традиционной системой на 1000 В, система на 1500 В может снизить стоимость на 0.05–0.1 юаня / Вт · п, а фактическая выработка электроэнергии может увеличиться на 1–2%.
Умножение на «потенциальный» внутренний рынок системы 1500 В постоянного тока
По сравнению с международным рынком, в первые годы китайской фотоэлектрической промышленности из-за незрелости цепочки поставок в технологической отрасли система 1500 В была запущена поздно и ее развитие было медленным. Только несколько ведущих компаний, таких как Sunshine Power, завершили НИОКР и сертификацию. Но с распространением системы 1500 В в глобальном масштабе, отечественный рынок воспользовался этим и добился хороших результатов в разработке и внедрении систем и приложений 1500 В:
- В июле 2015 года первый централизованный инвертор 1500 В, разработанный и произведенный компанией Sunshine Power в Китае, успешно прошел испытания подключения к сети и открыл прелюдию к технологии 1500 В на внутреннем рынке.
- В январе 2016 года первый демонстрационный проект отечественной фотоэлектрической системы производства электроэнергии напряжением 1500 В был подключен к сети для выработки электроэнергии.
- В июне 2016 года в первом отечественном проекте лидера Datong централизованные инверторы на 1500 В были применены партиями.
- В августе 2016 года Sunshine Power взяла на себя инициативу по запуску первого в мире струнного инвертора на 1500 В, что еще больше повысило международную конкурентоспособность отечественных фотоэлектрических инверторов.
В том же году первый в Китае проект по тестированию фотоэлектрической системы 1500 В был официально подключен к сети для выработки электроэнергии в Голмуде, Цинхай, что означало, что отечественная фотоэлектрическая система 1500 В постоянного тока начала входить в сферу практического применения. Общая установленная мощность электростанции - 30 МВт. Sunshine Power предоставляет полный набор решений для этого проекта, снижая инвестиционные затраты на кабель на 20%, стоимость 0.1 юаня / Вт · п, и значительно сокращая потери в линиях переменного и постоянного тока, а также потери в обмотках на стороне низкого напряжения трансформатора.
1500V стал мейнстримом на мировом рынке
Система 1500 В, которая отличается снижением затрат и эффективностью, постепенно стала предпочтительным выбором для крупных наземных электростанций. Что касается будущего развития систем на 1500 В, IHS прогнозирует, что доля инверторов на 1500 В продолжит увеличиваться до 74% в 2019 году и вырастет до 84% в 2020 году, став основным направлением в отрасли.
С точки зрения установленной мощности 1500 В, она составляла всего 2 ГВт в 2016 году и превысила 30 ГВт в 2018 году. Всего за два года она достигла роста более чем в 14 раз, и ожидается, что она сохранит устойчивую тенденцию к высокоскоростному росту. Ожидается, что совокупные поставки в 2019 и 2020 годах будут превышать 100 ГВт. Для китайских предприятий Sunshine Power установила по всему миру более 5 ГВт инверторов на 1500 В и планирует выпустить в 1500 году более совершенные цепные и централизованные инверторы серии 2019 В для удовлетворения быстро растущего спроса на установленное оборудование.
Повышение напряжения постоянного тока до 1500 В - важное изменение в снижении затрат и повышении эффективности, и теперь оно стало основным решением для международных разработок фотоэлектрических систем. С наступлением эпохи сокращения субсидий и паритета в Китае система 1500V также будет все более широко использоваться в Китае, что ускорит наступление китайской эры всеобъемлющего паритета.
Экономический анализ фотоэлектрической системы 1500 В
С 2018 года, независимо от того, за границей или внутри страны, доля применения системы 1500 В становится все больше и больше. Согласно статистике IHS, объем применения 1500 В для крупных зарубежных наземных электростанций в зарубежных странах превысил 50% в 2018 году; согласно предварительной статистике, среди третьей партии лидеров в 2018 году доля приложений 1500V составляла от 15% до 20%.
Может ли система 1500V эффективно снизить стоимость электроэнергии для проекта? В этой статье проводится сравнительный анализ экономики двух уровней напряжения с помощью теоретических расчетов и фактических данных.
I. Базовая расчетная схема
Чтобы проанализировать уровень стоимости приложения 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе, используется стандартная расчетная схема для сравнения стоимости проекта со стоимостью традиционной системы на 1000 В.
1. посылка расчета
1) Наземная электростанция, равнинная местность, установленная мощность не ограничена земельной площадью;
2) Экстремальные и экстремально низкие температуры на строительной площадке должны учитываться в соответствии с 40 ℃ и -20 ℃.
3) Основные параметры выбранных компонентов и инверторов показаны в таблице ниже.
2. Базовая расчетная схема.
1) Расчетная схема серии 1000В
22 двухсторонних фотоэлектрических модуля мощностью 310 Вт образуют ветвь мощностью 6.82 кВт, 2 ветви образуют квадратную решетку, 240 ветвей составляют 120 квадратных решеток и входят в 20 инверторов мощностью 75 кВт (1.09-кратное перераспределение на стороне постоянного тока, усиление на задней стороне). 15%, это в 1.25 раза больше резервирования) для формирования энергоблока 1.6368 МВт.
Компонент устанавливается горизонтально в соответствии с размером 4 * 11, а передний и задний двухстоечные фиксированные кронштейны.
2) Расчетная схема серии 1500В
34 двусторонних фотоэлектрических модуля мощностью 310 Вт образуют ветвь мощностью 10.54 кВт, 2 ветви образуют квадратную матрицу, 324 ветви имеют в общей сложности 162 квадратных массива, и установлено 18 инверторов по 175 кВт (1.08-кратное превышение распределения на стороне постоянного тока, усиление на назад Учитывая 15%, это в 1.25 раза больше резервирования) для формирования энергоблока мощностью 3.415 МВт.
Компонент устанавливается горизонтально в соответствии с размером 4 * 17, а передняя и задняя двухстоечные фиксированные кронштейны.
Во-вторых, влияние 1500 В на первоначальные вложения
Согласно приведенной выше проектной схеме, сравнительный анализ технического количества и стоимости системы 1500 В и традиционной системы на 1000 В выглядит следующим образом.
Таблица 3: Инвестиционный состав системы 1000 В
Таблица 4: Инвестиционный состав системы 1500 В
Путем сравнительного анализа установлено, что по сравнению с традиционной системой на 1000 В, система на 1500 В экономит около 0.1 юаня / Вт стоимости системы.
В-третьих, влияние 1500 В на выработку электроэнергии
Предпосылка расчета:
Используя одни и те же компоненты, не будет разницы в выработке электроэнергии из-за различий в компонентах; предполагая ровный ландшафт, не будет затенения тени из-за изменений ландшафта;
Разница в выработке электроэнергии в основном основана на двух факторах: потеря рассогласования между компонентами и цепочками, потери в линии постоянного тока и потери в линии переменного тока.
1. потеря несоответствия между компонентами и строками
Количество последовательных компонентов одной ветви было увеличено с 22 до 34. Из-за отклонения мощности на ± 3 Вт между различными компонентами потери мощности между компонентами системы 1500 В увеличатся, но не могут быть рассчитаны количественно.
Количество путей доступа одного инвертора было увеличено с 12 до 18, но количество путей отслеживания MPPT инвертора было увеличено с 6 до 9, чтобы гарантировать, что 2 ветви соответствуют 1 MPPT. Потери MPPT не увеличиваются.
2. Потери в линиях постоянного и переменного тока
Формула расчета потерь в линии
Q потери = I2R = (P / U) 2R = ρ (P / U) 2 (L / S)
1) Расчет потерь в линии постоянного тока
Таблица: Коэффициент потерь в линии постоянного тока одной ветви
С помощью приведенных выше теоретических расчетов установлено, что потери в линии постоянного тока системы 1500 В в 0.765 раза больше, чем у системы 1000 В, что эквивалентно снижению потерь в линии постоянного тока на 23.5%.
2) Расчет потерь в линии переменного тока
Таблица: Коэффициент потерь в линии переменного тока одного инвертора
Согласно приведенным выше теоретическим расчетам установлено, что потери в линии постоянного тока системы 1500 В в 0.263 раза больше, чем у системы 1000 В, что эквивалентно снижению потерь в линии переменного тока на 73.7%.
3) Фактические данные по делу
Поскольку потери из-за рассогласования между компонентами не могут быть рассчитаны количественно, а фактическая среда более ответственна, фактический случай будет использован для дальнейшего объяснения.
В этой статье используются фактические данные о производстве электроэнергии третьей партии перспективного проекта. Срок сбора данных - с мая по июнь 2019 года, всего 2 месяца данных.
Таблица: Сравнение выработки электроэнергии между системами 1000 В и 1500 В
Из приведенной выше таблицы видно, что на той же площадке проекта с использованием тех же компонентов, продуктов производителей инверторов и того же метода установки кронштейнов в период с мая по июнь 2019 года часы выработки электроэнергии системы 1500 В составили 1.55%. выше, чем система на 1000 В.
Можно видеть, что, хотя увеличение количества однорядных компонентов увеличит потери рассогласования между компонентами, поскольку оно может снизить потери в линии постоянного тока примерно на 23.5% и потери в линии переменного тока примерно на 73.7%, система 1500 В может увеличить выработка электроэнергии проекта.
В-четвертых, всесторонний анализ
С помощью приведенного выше анализа мы можем обнаружить, что по сравнению с традиционной системой на 1000 В, система на 1500 В,
1) Можно сэкономить около 0.1 юаня / Вт стоимость системы;
2) Хотя увеличение количества однорядных компонентов увеличит потери рассогласования между компонентами, но поскольку это может снизить потери в линии постоянного тока примерно на 23.5% и потери в линии переменного тока примерно на 73.7%, система 1500 В увеличит выработка электроэнергии проекта.
Следовательно, применение 1500 В постоянного тока в фотоэлектрической системе стоимость электроэнергии может быть снижена до определенной степени.
По словам Дун Сяоцина, президента Хэбэйского энергетического инженерного института, более 50% проектных схем наземных фотоэлектрических систем, выполненных институтом, выбрали 1500 В; ожидается, что национальная доля наземных электростанций 1500 В в 2019 году достигнет около 35%; в 2020 году он будет увеличен.
Известное международное консалтинговое агентство IHS Markit дало более оптимистичный прогноз. В своем отчете об анализе глобального рынка фотоэлектрических установок на 1500 В они указали, что глобальный масштаб фотоэлектрических электростанций на 1500 В в ближайшие два года превысит 100 ГВт.
Рисунок: Прогноз доли 1500 В на глобальных наземных электростанциях
Несомненно, по мере ускорения процесса отмены субсидий в мировой фотоэлектрической промышленности и стремления к снижению стоимости электроэнергии 1500 В как техническое решение, которое может снизить стоимость электроэнергии, будет все больше использоваться.
