淺析光伏電站匯流箱直流熔斷器改造方案獲獎科研報告

淺析光伏電站匯流箱直流熔斷器改造方案獲獎科研報告摘要：通過近兩年深入分析光伏電站匯流箱直流熔斷器的故障原因，有針對性的提出解決方案，經(jīng)過一年多的試運行，取得了積極的效果。

關(guān)鍵詞：光伏；匯流箱；熔斷器

一、實施背景

以某個光伏電站為例，共有三期；一期光伏裝機容量22MWp，其中，#1-#3方陣房采用常州億晶太陽能235Wp組件16128塊；#4-#18方陣采用常州天合光能235Wp組件77489塊，共計93617塊。共建18個光伏子系統(tǒng)，每42塊光伏組件為一組，呈上下分布為兩排，每排21塊串聯(lián)為一條支路，每組共兩條支路接入至相應(yīng)匯流箱。共安裝有280個國電南自專用防雷匯流箱。

二期光伏裝機容量為48MWp，共安裝162711塊295Wp英利多晶硅電池組件。共建48個光伏子系統(tǒng)，每32塊光伏組件為一組，呈上下分布為兩排，上下各8塊組件串聯(lián)為一條支路，每組共兩條支路接入至相應(yīng)的匯流箱。共安裝有816個國潤智能聚優(yōu)匯流箱。

三期光伏裝機容量為10MWp。共安裝33840塊305Wp上海航天機電多晶硅電池組件。共建10個光伏子系統(tǒng)，每36塊光伏組件為一組，呈上下分布為兩排，每排18塊串聯(lián)為一條支路，每組共兩條支路接入至相應(yīng)匯流箱。共安裝有280個國電南自專用防雷匯流箱。光伏場站現(xiàn)場每天大概損壞15個左右的匯流箱直流熔斷器。需要安排專人每天從事更換熔斷器工作。

1、整改的必要性和可行性

全站光伏直流熔斷器損壞每年造成損失材料費8萬元，損失電量費用12萬元，損失人力費用20萬元，合計每年造成損失40萬元。

2、預(yù)期效果

2.1改造后可以為現(xiàn)場節(jié)省2人的人力資源。

2.2改造后每年可以節(jié)省材料費8萬元。

2.3改造后每年可以多發(fā)12萬kwh電量。

二、原因分析

1、保險質(zhì)量分析

現(xiàn)場使用的直流熔斷器是HOLLYPV10-15A熔斷器。通過對比多個光伏場站的直流熔斷器，發(fā)現(xiàn)HOLLY熔斷器損壞率較高。通過對熔斷器的外觀和結(jié)構(gòu)進行分析，發(fā)現(xiàn)熔斷點集中在內(nèi)部熔絲頂端焊接處。得出的結(jié)論是現(xiàn)場使用的HOLLY熔斷器組裝工藝有問題，導(dǎo)致熔絲達不到額定值，內(nèi)部熔絲頂端焊接處容易熔斷。

2、環(huán)境溫度分析

對現(xiàn)場的直流熔斷器進行測溫工作，直流熔斷器的溫度在50℃-65℃左右。通過查閱資料在該溫度下15A的直流熔斷器的實際額定電流在12A左右，現(xiàn)場的實際工作電流在8.5A左右，熔斷器額定電流接近實際工作電流會造成熔斷器壽命降低。得出的結(jié)論是環(huán)境溫度對直流熔斷器有影響，為了保證實際額定電流在15A左右，可以選用20A直流熔斷器。

3、匯流箱結(jié)構(gòu)分析

通過對比分析，發(fā)現(xiàn)熔斷器熔斷率較高主要是南自新能源匯流箱和國潤智能聚優(yōu)匯流箱（國潤智能聚優(yōu)匯流箱和南自新能源匯流箱結(jié)構(gòu)完全一樣），金宏威匯流箱基本上沒有故障。通過對比分析，金宏威匯流箱的MD25A-1600V防反二極管安裝在正極，直流熔斷器使用中熔RS308熔斷器。南自新能源匯流箱MDA55A-1600V防反二極管安裝在負極。得出結(jié)論，防反二極管裝在負極會導(dǎo)致直流熔斷器損壞。

三、改造方案

總體方案為“部分改直流熔斷器，部分改防反二極管”由簡到難，分批改造

1、方案概述

計劃先對一期進行改造，如果改造效果明顯，在二期和三期推廣。

將11-12號方陣更換為茗熔PV1020A熔斷器，將13-14號方陣更換為茗熔PV1015A熔斷器，將15-16號方陣更換為中熔RS308-PV20A熔斷器，將17-18號方陣更換為中熔RS308-PV20A熔斷器。將9-10號方陣負極防反二極管跨接。

南自新能源（國潤智能聚優(yōu)）匯流箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)

金宏威匯流箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)

更換直流熔斷器。通過和現(xiàn)場了解，國產(chǎn)直流保險質(zhì)量完全符合要求?？梢詫⑷蹟嗥魈鎿Q為茗熔PV1015A熔斷器和中熔RS308-PV15A熔斷器。為了預(yù)防溫度對直流保險額定電流的影響，部分熔斷器可以更換為茗熔PV1020A熔斷器和中熔RS308-PV20A熔斷器。

取消負極防反二極管。將負極直流熔斷器跨過MDA55A-1600V防反二極管直接接在負極母排上。

2、技術(shù)質(zhì)量要求

1）提供直流熔斷器的相關(guān)認證報告。

2）直流熔斷器電阻不大于1歐姆。

3）直流熔斷器額定電流為15A、20A。

3、工期估算

1）直流熔斷器訂貨5天，運輸10天，安裝5天，共計20天。

2）匯流箱負極防反二極管跨接，施工期15天。

4、工程量清單

四、驗證效果

1、對比更換熔斷器15A和20A的情況，驗證是夠和熔斷器容量有關(guān)；對比更換熔斷器和取消負極防反二極管的情況，驗證是否和防反二極管有關(guān)。

2、實施效果。全站光伏直流熔斷器損壞每年造成損失材料費8萬元，