在全球范圍內(nèi)，能源危機(jī)、氣候變化與碳中和目標(biāo)的緊迫感推動(dòng)了新一輪能源革命。各國(guó)依托“3060目標(biāo)能源發(fā)展的主力。根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)的預(yù)測(cè)，到2050年，全球75%的能源消耗將來(lái)自清潔能源，而光伏發(fā)電占比將超過(guò)30%。光伏行業(yè)的快速發(fā)展無(wú)疑加速了能源轉(zhuǎn)型的步伐，但同時(shí)也對(duì)光伏系統(tǒng)的安全性提出了新挑戰(zhàn)。其中，光伏系統(tǒng)的直流電弧問(wèn)題成為影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)難題針對(duì)直流電弧問(wèn)題的復(fù)雜性和緊迫性，本白皮書(shū)的編制旨在全面梳理并介紹光伏直流電弧檢測(cè)與保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)以及實(shí)踐解決方案，其目標(biāo)在于推動(dòng)行業(yè)廣泛認(rèn)知，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，為光伏產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供專(zhuān)業(yè)支撐。本白皮書(shū)還進(jìn)一步闡述了直流電弧檢測(cè)與保護(hù)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)光伏電站長(zhǎng)期可靠運(yùn)行和保障系統(tǒng)整體安全性中的重要作用，并助力推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立，為未來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)和規(guī)范化發(fā)展提供支持。在“雙碳”目標(biāo)下，這不僅是提高光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)水準(zhǔn)的必然要求，也是支撐全球綠色能源發(fā)展的一項(xiàng)基礎(chǔ)性保障。白皮書(shū)的發(fā)布將為全行業(yè)的光伏開(kāi)發(fā)和安全運(yùn)行提供指導(dǎo)，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)安全、可靠、高效的清潔能源發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)中國(guó)乃至全球能源綠色轉(zhuǎn)型具有重要意義。03光伏發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀與趨勢(shì)1.1能源危機(jī)，光伏滲透率趨高，直流高壓危險(xiǎn)與電弧危害1.2不同光伏發(fā)電場(chǎng)景下的直流電弧風(fēng)險(xiǎn)剖析1.3不同國(guó)家和地區(qū)法規(guī)對(duì)光伏直流電弧故障保護(hù)和快速關(guān)斷的要求綜述2.1光伏直流電弧檢測(cè)和保護(hù)技術(shù)原理2.2傳統(tǒng)光伏直流電弧故障保護(hù)解決方案2.3豐郅解決方案和技術(shù)優(yōu)勢(shì)3.1老舊電站改造場(chǎng)景3.2常規(guī)新建光伏電站場(chǎng)景3.3高安全要求的光伏電站場(chǎng)景第四章第四章4.1方案1電弧檢測(cè)模塊AFD方案與實(shí)證，TüV萊茵4.2方案2外掛式組串光伏直流電弧故障保護(hù)方案與實(shí)證，TüV萊茵全程見(jiàn)證4.3方案3組件級(jí)別光伏直流電弧故障保護(hù)方案與實(shí)證，TüV萊茵全程見(jiàn)證0在“雙碳”目標(biāo)的有力驅(qū)動(dòng)下，全球能源結(jié)構(gòu)向低碳轉(zhuǎn)型的進(jìn)程持續(xù)加速，光伏發(fā)電作為清潔能源的中流砥柱，正迎來(lái)前所未有的爆發(fā)式增長(zhǎng)。近年來(lái)，全球光伏裝機(jī)容量呈現(xiàn)出穩(wěn)步攀升的態(tài)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年全球光伏市場(chǎng)新增裝機(jī)容量高達(dá)495GW,同比增長(zhǎng)14%,且在未來(lái)五年內(nèi)，全球光伏新增裝機(jī)容量的年均增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將繼續(xù)保持在20%以上。在地區(qū)分布上，歐盟在2024年新增光伏裝機(jī)容量66GW,成為當(dāng)?shù)匕l(fā)電量增長(zhǎng)最為迅猛的能源領(lǐng)域，較2023年增長(zhǎng)了22%。而中國(guó)作為全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈的領(lǐng)軍者，其光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更是勢(shì)不可擋，不僅在生產(chǎn)端占據(jù)主導(dǎo)地位，在應(yīng)用端同樣遙遙領(lǐng)先。2024年，中國(guó)新增光伏裝機(jī)容量約277GW,占全球新增裝機(jī)總量的半數(shù)以上，集中式和分布式光伏齊頭并進(jìn)，共同推動(dòng)著中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。然而，光伏裝機(jī)規(guī)模的快速擴(kuò)張也帶來(lái)了一系列安全挑戰(zhàn)，尤其是直流電弧問(wèn)題，正日益突出。與交流系統(tǒng)不同，光伏直流系統(tǒng)因采用高壓直流結(jié)構(gòu)，具備非零穿越特性，即電弧一旦形成，難以自然熄滅。在接線松動(dòng)、設(shè)備老化、施工不當(dāng)或絕緣故障等情況下，直流電弧故障極易發(fā)生。一旦電弧故障出現(xiàn)，可能引發(fā)持續(xù)局部高溫，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致火災(zāi)。更為棘手的是，直流電弧往往隱蔽性強(qiáng)，傳統(tǒng)的保險(xiǎn)裝置難以及時(shí)檢測(cè)與阻斷，給光伏系統(tǒng)的能效提升和運(yùn)維安全帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。2020-2020-2025年全球市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)020222023光伏電站的應(yīng)用場(chǎng)景豐富多樣，不同類(lèi)型的光伏系統(tǒng)在安裝形式、環(huán)境條件和運(yùn)行規(guī)模上存在差異，這使得它們?cè)谥绷麟娀z測(cè)與保護(hù)方面面臨著各自獨(dú)特的挑戰(zhàn)。在戶用光伏場(chǎng)景中，系統(tǒng)容量相對(duì)較小，但設(shè)備節(jié)點(diǎn)分散，布線隱蔽，且通常安裝在靠近建筑物或可燃材料的屋頂位置，因此電弧引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)更為突出。2022年，中國(guó)國(guó)內(nèi)某省發(fā)生了一起戶用光伏系統(tǒng)因連接器老化導(dǎo)致接觸不良，最終引發(fā)電弧并造成屋頂火災(zāi)的典型事故，現(xiàn)場(chǎng)損失慘重。此類(lèi)事件無(wú)疑為行業(yè)敲響了警鐘，凸顯了戶用光伏系統(tǒng)對(duì)相關(guān)技術(shù)保護(hù)的迫切需求。組串式逆變器的DC側(cè)由光伏方陣、橋架和逆變器組成。串聯(lián)電弧可在回路的任意位置發(fā)生，而并聯(lián)電弧則主要出現(xiàn)在橋架內(nèi)。一旦并聯(lián)電弧發(fā)生，因其難以熄滅的特性，往往需要額外的保護(hù)設(shè)備來(lái)應(yīng)對(duì)。A:A:方陣內(nèi)串聯(lián)電弧B:方陣內(nèi)并聯(lián)電弧C:橋架內(nèi)串聯(lián)電弧D:橋架內(nèi)并聯(lián)電弧E:逆變器處電弧在接口和逆變器內(nèi)的電弧并無(wú)本質(zhì)區(qū)別、不做區(qū)分今④線束匯攏橋架內(nèi)對(duì)地電?、?光伏發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀與趨勢(shì)工商業(yè)光伏場(chǎng)景則因其裝機(jī)規(guī)模更大、機(jī)組數(shù)量更多，直流側(cè)布線復(fù)雜，且通常集中鋪設(shè)在廠房屋頂?shù)葏^(qū)域，用電波動(dòng)大、線纜長(zhǎng)距離敷設(shè)，使得電弧隱患更為突出。例如，某工業(yè)光伏電站在運(yùn)行過(guò)程中，因輸電線路故障發(fā)生電弧擴(kuò)展并波及其他系統(tǒng)，導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣a(chǎn)中斷數(shù)小時(shí)，經(jīng)濟(jì)損失難以估量。大型地面電站則因其系統(tǒng)規(guī)模巨大，單回路直流電纜長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)十公里，接線復(fù)雜，運(yùn)行環(huán)境惡劣，對(duì)電弧檢測(cè)和快速響應(yīng)能力的要求更為苛刻。在偏遠(yuǎn)的高寒或高溫地區(qū)，長(zhǎng)期的環(huán)境應(yīng)力作用下，關(guān)鍵器件的絕緣性能更容易下降，從而誘發(fā)電弧。例如，某西部地區(qū)大型光伏電站在運(yùn)行初期，因終端組件尾線故障產(chǎn)生電弧，最終導(dǎo)致線路中斷長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)，對(duì)整體發(fā)電量造成了嚴(yán)重的不利影響。A:A:方陣內(nèi)串聯(lián)電弧B:方陣內(nèi)并聯(lián)電弧F:匯流箱內(nèi)電弧C:母線串聯(lián)電弧內(nèi)外無(wú)差別，不做區(qū)分⑤⑥D(zhuǎn):母線并聯(lián)電弧E:逆變器處電弧集中式逆變器的DC側(cè)包括光伏方陣、匯流箱、匯流后母線和逆變器。在大電流場(chǎng)景下，匯流前后電流差異較大，這對(duì)電弧檢測(cè)提出了更高的要求，建議采用分開(kāi)檢測(cè)的方式。通過(guò)對(duì)上述不同場(chǎng)景的分析，我們可以清晰地看到，直流電弧問(wèn)題是戶用、工商業(yè)以及集中式光伏應(yīng)用場(chǎng)景共同面臨的重大風(fēng)險(xiǎn)。然而，其具體表現(xiàn)形式和引發(fā)的后果在不同場(chǎng)景中呈現(xiàn)出顯著的差異化特征。因此，為每一類(lèi)光伏場(chǎng)景量身定制更具針對(duì)性的技術(shù)方案，已成為當(dāng)前行業(yè)攻克這一難題的關(guān)鍵所在伴隨著全球光伏發(fā)電項(xiàng)目規(guī)?；七M(jìn)，直流電弧問(wèn)題不再只是行業(yè)關(guān)注，更成為光伏設(shè)計(jì)、運(yùn)行和監(jiān)管中的強(qiáng)制規(guī)范內(nèi)容。國(guó)際上，先進(jìn)國(guó)家和地區(qū)已陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)光伏系統(tǒng)安全性提出了明確要求。美國(guó)是對(duì)光伏直流電弧故障保護(hù)應(yīng)用的先行者。根據(jù)美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)范(NEC2023,Article690.11),依附于建筑上或建筑內(nèi)的所有超過(guò)80V直流的光伏發(fā)電系統(tǒng)必須安裝光伏直流電弧故障保護(hù)設(shè)備，要求其能夠可靠檢測(cè)和切斷直流電弧。美國(guó)UL1699B標(biāo)準(zhǔn)為光伏直流電弧故障保護(hù)性能制定了具體技術(shù)指標(biāo)，要求在2.5秒內(nèi)，750焦耳能量之內(nèi)前端電弧。Exception:PVsystemdcciException:PVsystemdcciorareundergroundshallbcircuitprotectionifoneofthefollowPVarc-faultcircuitintertoprovideequivalentcontinuityofaconductor,connection,m29.1.2Anarc-faultcirThevoltageacrossthearcgap,thearcduration,歐洲方面，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在光伏直流電弧檢測(cè)與保護(hù)方面的布局相對(duì)稍晚。在最新版IEC63027中，對(duì)光伏弧故障檢測(cè)系統(tǒng)制定了全球統(tǒng)一的性能規(guī)范，其性能指標(biāo)要求與UL1699B類(lèi)似。而多個(gè)歐盟成員國(guó)還對(duì)企業(yè)、家庭安裝光伏系統(tǒng)補(bǔ)貼的前提中，加入了強(qiáng)制性安全檢測(cè)功能。中國(guó)近年來(lái)的光伏發(fā)展速度全球領(lǐng)先，對(duì)應(yīng)的技術(shù)法規(guī)也在逐步完善。國(guó)家能源局及相關(guān)機(jī)構(gòu)陸續(xù)發(fā)布了直流電弧故障保護(hù)技術(shù)要求，并逐漸推動(dòng)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的接軌。例如已實(shí)施的光伏系統(tǒng)防火、安全運(yùn)行相關(guān)政策中，對(duì)光伏組件及電纜的安裝質(zhì)量、安全檢測(cè)與保護(hù)功能提出了規(guī)范性框架。目前來(lái)看，不同地區(qū)對(duì)直流電弧故障保護(hù)的普遍要求在不斷強(qiáng)化，這為對(duì)光伏直流電弧故障保護(hù)技術(shù)與解決方案的應(yīng)用提供了廣闊的市場(chǎng)空間。2.1光伏直流電弧檢測(cè)和保護(hù)技術(shù)原理光伏直流電弧檢測(cè)和保護(hù)裝置是一種用于檢測(cè)和處理電弧故障的專(zhuān)業(yè)電氣保護(hù)設(shè)備。其核心原理是通過(guò)監(jiān)測(cè)和分析電路中的電流與電壓信號(hào)，結(jié)合電弧產(chǎn)生的特征信號(hào)進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別。當(dāng)電弧信號(hào)被檢測(cè)到時(shí)，裝置會(huì)立即發(fā)出保護(hù)指令，迅速切斷電弧周期，從而有效防止故障的進(jìn)—步惡化。電弧信號(hào)的特征主要體現(xiàn)在高頻振蕩、電流不穩(wěn)定性以及頻譜異常等方面。因此，光伏直流電弧故障保護(hù)的檢測(cè)依據(jù)主要集中在電流波形變化和電弧特征頻率信號(hào)分析等關(guān)鍵指標(biāo)上。保護(hù)動(dòng)作電弧故障檢測(cè)識(shí)別保護(hù)動(dòng)作2.2傳統(tǒng)光伏直流電弧故障保護(hù)解決方案?jìng)鹘y(tǒng)光伏直流電弧故障保護(hù)技術(shù)主要依賴(lài)簡(jiǎn)單的波形和頻率檢測(cè)，在直流電路的小規(guī)模應(yīng)用中尚能取得一定效果。然而，這類(lèi)傳統(tǒng)方案在實(shí)際應(yīng)用中面臨著諸多挑戰(zhàn)，如檢測(cè)靈敏度不足、誤報(bào)警率偏高以及難以適配復(fù)雜場(chǎng)景等問(wèn)題。例如，逆變器啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的高頻干擾電流，常常被誤判為電弧信號(hào)，而在大型光伏電站中，長(zhǎng)電纜的干擾更是使得傳統(tǒng)光伏直流電弧故障保護(hù)難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別。此外，傳統(tǒng)光伏直流電弧故障保護(hù)主要集中在光伏逆變器中，檢測(cè)位置相對(duì)單一，缺乏全面的解決方案。實(shí)現(xiàn)了重大突破。該方案采用高精度信號(hào)分析技術(shù)，能夠從高頻諧波特性中精準(zhǔn)提取電弧的真正特征，顯著提升了檢測(cè)的隱患挑戰(zhàn)。逆變器/匯流箱電弧保護(hù)方案通常將電弧檢測(cè)模塊與逆變器、匯流箱等設(shè)備集成在一起，有助于提高設(shè)備集成度和空間長(zhǎng)時(shí)，通常超過(guò)400米，其檢測(cè)效果會(huì)受到明顯影響，這在很大程度上限制了其在大規(guī)模復(fù)雜光伏系統(tǒng)中的應(yīng)用。對(duì)于安全要求相對(duì)較低、系統(tǒng)規(guī)模較小且運(yùn)行環(huán)境較為簡(jiǎn)單的光伏系統(tǒng)，電弧檢測(cè)模塊集成方案可以滿足法規(guī)的基本要求，提供基本的電弧保護(hù)功能。但在復(fù)雜場(chǎng)景和高安全要求的現(xiàn)場(chǎng)，由無(wú)法全面保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于需要集成電弧保護(hù)功能的逆變器/匯流箱廠家，豐郅AFD可以幫助其快速集成，實(shí)現(xiàn)電弧保護(hù)功能。此類(lèi)設(shè)備通過(guò)圖9:組串式逆變器應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)產(chǎn)生并聯(lián)電弧，在線束匯攏前切斷回路即可抑制并聯(lián)電弧。這種設(shè)計(jì)使得電弧保護(hù)箱方案在抑制并聯(lián)電弧方面表現(xiàn)出色。豐郅電弧保護(hù)箱作為外掛安裝設(shè)備，通常安裝在光伏方陣輸出端口或逆變器接口處，能直接檢測(cè)和保護(hù)回路內(nèi)的串聯(lián)不影響正常發(fā)電。然而，電弧保護(hù)箱方案也存在一定的局限性。一方面，它主要保護(hù)電弧保護(hù)箱到逆變器之間的并聯(lián)電弧，無(wú)法對(duì)其他位置的并聯(lián)電弧進(jìn)行完全防護(hù)；另一方面，保護(hù)的路數(shù)受箱體型號(hào)限制，靈活性不足，在不同現(xiàn)場(chǎng)的適應(yīng)性相對(duì)較弱。通道1通道2通道3通道4注意：每個(gè)通道只需一個(gè)防反二極管，逆變器圖10:獨(dú)立式AFCI保護(hù)箱系統(tǒng)連接圖及接線端子標(biāo)識(shí)相比電弧保護(hù)箱方案，光伏組串內(nèi)安裝電弧保護(hù)器(下文簡(jiǎn)稱(chēng)組串式電弧保護(hù)器)在多個(gè)方面更具優(yōu)勢(shì)，更值得推薦。組串式電弧保護(hù)器需安裝在光伏組串的首或尾組件上，具備即插即用的便捷性，可大幅簡(jiǎn)化安裝流程，節(jié)省安裝時(shí)間與人力成本。同時(shí)，它不僅能有效保護(hù)串聯(lián)電弧，還能對(duì)并聯(lián)電弧進(jìn)行精準(zhǔn)防護(hù)，為光伏系統(tǒng)提供更全面的電弧保護(hù)，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，安裝后也可以滿足UL1741的相關(guān)法規(guī)要求。此外，組串式電弧保護(hù)器可選配控制單元，通過(guò)PLC通訊實(shí)時(shí)監(jiān)控其工作狀態(tài)，以便及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行情況，提前預(yù)知潛在故障，增強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù)的及時(shí)性和有效性，進(jìn)一步提升光伏系統(tǒng)的可靠性和安全性。在實(shí)際應(yīng)用中，組串式電弧保護(hù)器方案的靈活性和適應(yīng)性也更為出色。它不受箱體型號(hào)的限制，可根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)的需求進(jìn)行靈活配置，無(wú)論是小型分布式光伏系統(tǒng)還是大型集中式光伏電站，都能輕松適配，為其提供可靠的電弧保護(hù)。而在成本方面，組串式電弧保護(hù)器也展現(xiàn)出了較高的性價(jià)比，其合理的價(jià)格設(shè)置使得廣大用戶能夠在保障光伏系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)上，有效控制成本投入，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與安全隨著組件級(jí)RSD(下文簡(jiǎn)稱(chēng)RSD,本文所提到的所有RSD快速關(guān)斷設(shè)備都是組件級(jí))相關(guān)法規(guī)的推廣與實(shí)施，各國(guó)對(duì)電站安全標(biāo)準(zhǔn)的提升已成為大勢(shì)所趨。在此背景下，豐郅憑借其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將RSD與AFCI技術(shù)深度融合，推出了一款具備電弧保護(hù)功能的快速關(guān)斷解決方案。該方案不僅有效抑制了電弧引發(fā)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，更為電站安全運(yùn)行提供了一道堅(jiān)固的防護(hù)屏障。在電弧引發(fā)的火災(zāi)事故中，串聯(lián)電弧的發(fā)生頻率相對(duì)較高，然而，并聯(lián)電弧一旦形成，其危險(xiǎn)程度則更為嚴(yán)重。在未配備RSD的電站現(xiàn)場(chǎng)，逆變器或匯流箱往往難以實(shí)現(xiàn)有效滅弧。此時(shí)，并聯(lián)電弧所形成的短路回路將持續(xù)燃燒，對(duì)電站設(shè)備乃至整個(gè)電站的安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。而RSD集成電弧保護(hù)方案恰好能夠填補(bǔ)這一保護(hù)空白，顯著降低悲劇發(fā)生的概率。RSD集成電弧保護(hù)方案在實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出諸多顯著優(yōu)勢(shì)。首先，該方案實(shí)現(xiàn)了組件級(jí)的電弧檢測(cè)與保護(hù)，每個(gè)RSD均可獨(dú)立進(jìn)行電弧檢測(cè)，從而構(gòu)建起多重保護(hù)機(jī)制，極大地增強(qiáng)了電弧檢測(cè)的穩(wěn)定性和可靠性。其次，由于檢測(cè)設(shè)備直接集成于光伏方陣內(nèi)部，更接近電弧發(fā)生的常規(guī)位置，因此能夠更迅速地響應(yīng)電弧故障，有效縮短故障處理時(shí)間，降低故障損失。此外，這種檢測(cè)方式完全不受逆變器安裝位置的限制，確保了電弧保護(hù)的全面性和有效性。對(duì)于有RSD要求的場(chǎng)景，增加電弧保護(hù)功能所涉及的成本增幅極小，然而其帶來(lái)的安全效益卻是顯著的，能夠?qū)崿F(xiàn)電站安全保障水平的質(zhì)的飛躍。或許有讀者會(huì)提出疑問(wèn)：是否可以直接通過(guò)逆變器檢測(cè)并控制RSD動(dòng)作，以替代當(dāng)前的RSD集成電弧保護(hù)方案?然而，需要明確的是，這兩種方案在實(shí)際效果上存在本質(zhì)區(qū)別。在聯(lián)動(dòng)方案中，報(bào)警設(shè)備與保護(hù)動(dòng)作設(shè)備之間需要依賴(lài)額外的通訊手段，而這種通訊通常為PLC無(wú)線通訊，其穩(wěn)定性難以得到有效保證。這就導(dǎo)致聯(lián)動(dòng)方案最終只能達(dá)到逆變器集成電弧保護(hù)的效果，與組件級(jí)電弧保護(hù)方案存在本質(zhì)差異。關(guān)于這一差異的更深入剖析，將在第四章進(jìn)行詳細(xì)闡述。這種差異使得并聯(lián)電弧的保護(hù)成為評(píng)估電弧保護(hù)方案的關(guān)鍵指標(biāo)。不同的電弧保護(hù)方案在并聯(lián)電弧保護(hù)方面的能力各提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。光伏方陣內(nèi)光伏方陣內(nèi)組串電纜橋架內(nèi)√××××√√②√備注①:安裝在光伏方陣側(cè)可以保護(hù)該項(xiàng)，安裝在逆變器/匯流線處則不能保護(hù)該項(xiàng)。不同關(guān)斷和光伏直流電弧故障保護(hù)方案的適用性和經(jīng)濟(jì)性在探討了不同電弧保護(hù)方案的技術(shù)原理和性能表現(xiàn)后，我們進(jìn)一步聚焦于這些方案在實(shí)際應(yīng)用中的適用性和經(jīng)濟(jì)性。選擇合適的電弧保護(hù)方案不僅關(guān)乎技術(shù)層面的考量，更涉及經(jīng)濟(jì)成本與場(chǎng)景需求的平衡。以下將深入分析不同場(chǎng)景下推薦的保護(hù)方案，并探討其適用性和經(jīng)濟(jì)性，以幫助項(xiàng)目決策者在滿足安全要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)成本效益的最大化。在選擇光伏直流電弧故障保護(hù)方案時(shí)，需要綜合考慮場(chǎng)景需求、保護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)成本。以下是不同場(chǎng)景下推薦的保護(hù)方場(chǎng)景需求推薦方案對(duì)于僅需滿足法規(guī)要求的場(chǎng)景，逆變器或匯流箱集成電弧保護(hù)功能是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇，能夠在降低成本的同時(shí)滿足基本的法規(guī)要求。在老電站改造項(xiàng)目中，外掛式電弧保護(hù)裝置因其安裝方便、對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)改動(dòng)小而成為理想選擇。而對(duì)于那些愿意在一定成本范圍內(nèi)追求更高安全性能的項(xiàng)目，組串式電弧保護(hù)器則是一個(gè)平衡經(jīng)濟(jì)性和安全性的優(yōu)質(zhì)選擇。最后，對(duì)于安全要求較高且追求更多功能的項(xiàng)目，RSD或優(yōu)化器集成電弧方案能夠提供更全面的保護(hù)和功能擴(kuò)展。下文將列舉幾個(gè)常見(jiàn)電弧需求常見(jiàn)，逐個(gè)分析適用的電弧保護(hù)方案。3.1老舊電站改造場(chǎng)景對(duì)于已建成但不具備電弧故障保護(hù)功能的光伏電站，隨著時(shí)間推移，設(shè)備老化，電弧故障風(fēng)險(xiǎn)日益增加。對(duì)這類(lèi)電站進(jìn)行電弧故障保護(hù)改造是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。然而，增加組件級(jí)保護(hù)設(shè)備的施工復(fù)雜程度高、工作量大，而更換原有逆變器等設(shè)備也面臨硬件成本高、施工難度大的困境，這使得許多業(yè)主在改造時(shí)面臨兩難選擇。針對(duì)這種應(yīng)用場(chǎng)景，豐郅推薦采用獨(dú)立外掛式光伏直流電弧故障保護(hù)設(shè)備，串聯(lián)安裝在直流電路中。該方案具有施工難度低、成本可控、改造周期短等優(yōu)勢(shì)，能夠快速高效地為電站增添光伏直流電弧故障保護(hù)功能，顯著提升電站的安全性能。3.2常規(guī)新建光伏電站場(chǎng)景在新裝電站中，如果想要在盡量不額外增加成本的前提下滿足法規(guī)要求，可直接選擇集成了AFD功能的逆變器或匯流乎無(wú)需增加額外成本。逆變器的直流電弧故障保護(hù)功能可選擇自研或選配豐郅電弧檢測(cè)模塊。選配豐郅電弧檢測(cè)模塊的方案能極大地面電站在新安裝初期由于虛接等問(wèn)題引發(fā)的火災(zāi)較多，通過(guò)這種方式可以有效保護(hù)電站財(cái)產(chǎn)。同樣，如果匯流箱·若現(xiàn)場(chǎng)希望在一定成本內(nèi)實(shí)現(xiàn)串并聯(lián)電弧的保護(hù)，可選擇組串式電弧保護(hù)器。其成本增加接近于每一串增加一片快速關(guān)斷設(shè)備的成對(duì)于電弧故障保護(hù)要求極高或?qū)で蠼M件級(jí)數(shù)據(jù)檢測(cè)等高級(jí)功能的電站，適用集成電弧的RSD(或優(yōu)化器)。RSD集成光伏直流電弧故障保護(hù)功能后，可以實(shí)現(xiàn)組件級(jí)別關(guān)斷，保護(hù)更徹底，多余火災(zāi)抑制效果更好，在糧倉(cāng)、加油站等安全要求非常高的場(chǎng)景推薦使用。另外高配置RSD可以實(shí)現(xiàn)組件級(jí)監(jiān)控，對(duì)于科研項(xiàng)目、精細(xì)化運(yùn)維等尋求多功能的電站推薦使用該方案，豐郅RSD可以檢測(cè)功率、電壓、電流、溫度、發(fā)電量、電弧故障等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)字化電站給用戶帶來(lái)更多附加價(jià)值。RSD集成光伏直流電弧故障保護(hù)功能后，可實(shí)現(xiàn)組件級(jí)別的高效關(guān)斷，保護(hù)更為徹底，火災(zāi)抑制效果更佳。在糧倉(cāng)、加油站等安全要求極為嚴(yán)格的場(chǎng)景中，推薦使用該方案。此外，高配置的RSD還能實(shí)現(xiàn)組件級(jí)監(jiān)控，適用于科研項(xiàng)目、精細(xì)化運(yùn)維等多功能需求的電站，可帶來(lái)更多的附加價(jià)值。特別需要注意的是，逆變器自帶AFCI電弧檢測(cè)然后聯(lián)動(dòng)RSD實(shí)現(xiàn)關(guān)斷的方案與RSD集成AFCI方案存在本質(zhì)差異：逆變器檢測(cè)電弧聯(lián)動(dòng)RSD關(guān)斷方案長(zhǎng)回路檢測(cè)效果會(huì)打折扣只能保證電弧發(fā)生后2.5s內(nèi)逆變器動(dòng)作RSD集成電弧保護(hù)方案不僅能提供更及時(shí)、更可靠的保護(hù)，還能避免因通訊干擾導(dǎo)致的關(guān)斷延遲，確保在電弧故障發(fā)生時(shí)迅速切斷電源，有效降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，保障光伏電站的安全運(yùn)行。保護(hù)解決方案技術(shù)驗(yàn)證光伏直流電弧故障保護(hù)設(shè)備通常包括用于電弧故障檢測(cè)的電弧故障檢測(cè)裝置(AFD),以及既能檢測(cè)電弧又能切斷電弧的電弧故障保護(hù)裝置(AFPE)。豐郅針對(duì)不同類(lèi)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)量身定制了合適的直流電弧故障保護(hù)解決方案。為驗(yàn)證豐郅光伏直流電弧故障保護(hù)解決方案的功能性和有效性，德國(guó)萊茵TüV全程參與實(shí)證測(cè)試方案制定與現(xiàn)場(chǎng)目擊，驗(yàn)證真實(shí)場(chǎng)實(shí)證目的光伏方陣內(nèi)各處發(fā)生電弧故障，AFD模塊都可以正常檢出并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。光伏方陣內(nèi)各處發(fā)生電弧故障，AFD模塊都可以正常檢出并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。AFD模塊是否能能夠及時(shí)檢出電弧信號(hào)并正確發(fā)出步驟三：將電弧故障位置更改為組串負(fù)極和組串中間位置，重復(fù)步驟一、步AFD檢測(cè)模塊：能夠及時(shí)檢測(cè)到光伏方陣內(nèi)的電弧故障，并迅速發(fā)出報(bào)警信號(hào)通知備執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作，可以實(shí)現(xiàn)有效熄滅電弧，保護(hù)光伏組件和線路免受進(jìn)一步損壞。229.792V-200V5.395BV0.00Y下降沿AS4A電弧故障-信號(hào)定義-416.7mV2m實(shí)證目的當(dāng)光伏方陣內(nèi)各處發(fā)生電弧故障，豐郅電弧保護(hù)箱和組串式電弧保護(hù)器都可以正常檢出搭建典型光伏組串架構(gòu)，在光伏方陣內(nèi)人為制造串聯(lián)電弧故障，確