逆變器可以做好光伏電站的“安全管家”嗎？

      逆變器作為光伏電站的核心，主要作用是把光伏組件不規(guī)則的直流電，轉(zhuǎn)換為正弦波交流電，同時(shí)還有過壓、過流保護(hù)、絕緣阻抗保護(hù)、漏電流保護(hù)、電網(wǎng)電壓頻率異常保護(hù)等功能。隨著光伏組件價(jià)格下調(diào)和效率的提升，光伏平價(jià)上網(wǎng)的時(shí)間越來越近，光伏開始走近千家萬戶，人們還希望逆變器能在系統(tǒng)中發(fā)揮更重要的作用，使光伏系統(tǒng)更穩(wěn)定，更安全，收效更高。智凱光電公司順應(yīng)發(fā)展潮流，經(jīng)過多年研究，開發(fā)了多項(xiàng)實(shí)用功能，如組串監(jiān)測功能、組件防PID（Potential Induced Degradation）功能，電弧故障分?jǐn)嗥鰽FCI（Arc Fault Circuit Interrupters）、快速關(guān)斷RSD（Rapid Shutdown）等，這些技術(shù)的應(yīng)用，讓光伏系統(tǒng)的安全可靠性得到進(jìn)一步提高，延緩了組件的衰減，提高經(jīng)濟(jì)效率。

本篇將重點(diǎn)介紹逆變器的直流拉弧監(jiān)測功能和快速關(guān)斷裝置。

      火災(zāi)是光伏電站經(jīng)濟(jì)效益損失最大的事故，如果是安裝在廠房或者民居屋頂上，還很容易危及人身安全。光伏電站一旦發(fā)生火災(zāi)，不能直接用水來滅火，首先要以最快的速度切斷電源，光伏電站中的火災(zāi)事故因素很多，直流拉弧是主要的原因。

      在整個(gè)光伏系統(tǒng)中直流側(cè)電壓通常高達(dá)600-1000V，由于光伏組件接頭接點(diǎn)松脫，接觸不良、電線受潮、絕緣破裂等原因而極易引起直流拉弧現(xiàn)象。具備RS232轉(zhuǎn)485通信功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊狀態(tài)直流拉弧會導(dǎo)致接觸部分溫度急劇升高，持續(xù)的電弧會產(chǎn)生3000-7000℃的高溫，并伴隨著高溫碳化周圍器件，輕者熔斷保險(xiǎn)、線纜，重者燒毀組件和設(shè)備引起火災(zāi)。目前，UL和NEC安規(guī)對80V以上的直流系統(tǒng)，都有拉弧檢測功能的強(qiáng)制要求。由于光伏系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)后不能直接用水撲滅，預(yù)警和預(yù)防，顯得十分重要，特別是對于彩鋼瓦屋頂，維護(hù)人員很難檢查出故障點(diǎn)和隱患，所以安裝具有拉弧檢測功能的逆變器是十分必要的。

      智凱光電公司推出一種電路保護(hù)裝置AFCI，其主要作用是防止故障電弧引起火災(zāi)。它有檢測并區(qū)別逆變器在啟?；蜷_關(guān)時(shí)產(chǎn)生的正常電弧和故障電弧的能力，發(fā)現(xiàn)故障電弧后及時(shí)切斷電路。除此之外，AFCI還具有如下特點(diǎn)：

具備有效的直流電弧識別能力，允許最大直流電流可達(dá)60A；

具備友好的接口，可遙接控制斷路器或連接器等；

LED、蜂鳴器可作為快速識別模塊工作狀態(tài)，聲光報(bào)警；

功能模塊化，易于移植到各個(gè)系列產(chǎn)品中；

產(chǎn)品通過UL1699B (type 1) 認(rèn)證；

      目前，智凱光電全系列北美機(jī)器標(biāo)配AFCI功能，Growatt 30-50KTL3-S系列機(jī)型標(biāo)配內(nèi)置AFCI功能。分布式系統(tǒng)普及，戶用光伏系統(tǒng)增長迅猛，使得越來越多的人接觸光伏，但還是很大一部分人對光伏系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)故障處理方法一無所知，當(dāng)光伏系統(tǒng)重大故障發(fā)生后，需要有專業(yè)的裝置在保證人生安全的情況下盡量減小損失。

      為維護(hù)廣大人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，智凱光電率先推出一種針對家庭光伏分布式項(xiàng)目，能遠(yuǎn)程快速關(guān)斷光伏系統(tǒng)直流側(cè)組串的快速關(guān)斷裝置，簡稱RSD。此設(shè)備的主要特點(diǎn)是能夠在電網(wǎng)發(fā)生故障或人為切斷等情況下，自動斷開每個(gè)光伏組串的連接，從而減少組串的電壓，保證系統(tǒng)中無高壓電，降低觸電風(fēng)險(xiǎn)，提高其安全性和實(shí)用性。

根據(jù)根據(jù)NEC 690.12標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)市電停電或者認(rèn)為逆變器設(shè)備啟動遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)的情況下，快速關(guān)斷裝置啟動后，在光伏陣列10英尺范圍或進(jìn)入建筑物5英尺范圍，光伏系統(tǒng)電壓必須在10秒鐘的時(shí)間內(nèi)降低到30V以下，功率降低到240VA以下。

      那么RSD快速關(guān)斷系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)的呢？快速關(guān)斷裝置原理圖如下：系統(tǒng)由快速判斷箱和電源箱兩組部組成，關(guān)斷箱裝在組件陣列和逆變器之間，由兩組常開繼電器組成，繼電器由電源箱提供電源。

快速關(guān)斷裝置關(guān)斷方式有主動和被動二種方式：

1、被動方式：當(dāng)電網(wǎng)掉電發(fā)生孤島保護(hù)后，電源箱停電，關(guān)斷箱繼電器停止工作斷開，每個(gè)光伏組串與逆變器設(shè)備之間也斷開，避免設(shè)備繼續(xù)帶電。

2、主動方式，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生緊急故障或人員觸電時(shí)，可手動按下控制電源箱緊急控制開關(guān)，切斷關(guān)斷箱的電源，隔斷系統(tǒng)的電氣連接，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大升級，并上傳快速關(guān)斷箱狀態(tài)信息給逆變器設(shè)備。

快速關(guān)斷系統(tǒng)的最大特點(diǎn)在于：快速斷開設(shè)備與電網(wǎng)以及組件的電氣連接，使電氣系統(tǒng)在故障時(shí)快速斷開，保護(hù)組件和設(shè)備安全，隔斷設(shè)備安全隱患。最大程度上降低了電氣與人接觸的可能性，大大增加系統(tǒng)安全性，特別適合在分布式戶用系統(tǒng)中使用。