6月11日，蘇州園區(qū)內，寶時得機械（中國）有限公司屋頂光伏著火，組件持續(xù)燃燒4、5個小時；就在同一天，美國亞馬遜同樣發(fā)生一起由屋頂上的光伏電站引起的火災事故，該場大火造成了約50萬美元的損失。光伏電站火災頻發(fā)，已經對業(yè)主的生命及財產安全造成了較大的威脅。在此背景下，光伏組件級快速關斷受到越來越多人的了解和重視……

什么是光伏組件級快速關斷？

光伏系統(tǒng)的快速關斷，顧名思義就是快速關斷每一塊光伏組件之間的連接，這一概念是美國國家電工規(guī)范(National Electrical Code，簡稱NEC) 提出的。早在2014年，NEC2014 690.12《組件級自我關斷解決方案》標準發(fā)布，即對光伏系統(tǒng)的快速關斷作出了要求。2017版的NEC690.12中，對此快速關斷又做了嚴格的要求——以距離到光伏矩陣305mm為界限，在快速關斷裝置啟動后30S內，界限范圍外電壓降低到30V以下，界線范圍內電壓降低到80V以下，也就是要求實現(xiàn)“組件級關斷”。在最新2020版的標準中，將“快速關斷”的說法進一步修改擴大，提出了“光伏危險控制系統(tǒng)”（PV hazard control systems）。新標準要求光伏系統(tǒng)中具有“光伏危險控制系統(tǒng)”，使光伏系統(tǒng)在危急情況時是一個可控制的狀態(tài)，也就是說可以利用“光伏危險控制系統(tǒng)”，實現(xiàn)組件級別的關斷，在快速關斷啟動后30S內，界線范圍內電壓降低到80V以下。

截至2021年8月1日，2020版NEC在美國13個州生效，2017版NEC在24個州生效，2014版NEC在7個州生效，2008版NEC在2個州生效。

為什么光伏組件級快速關斷這么重要？

光伏電站發(fā)生火災有多方面原因，火災危險性較大的設備有逆變器、匯流箱、電纜、組件，只要是電氣系統(tǒng)，就有因為電流而起火的風險。另外，隨著光伏技術的進步，光伏產品的功率等級和電流電壓不斷提高，光伏系統(tǒng)從最初的600V設計提高至1000V，最近又逐漸向1500V升級，更高的電壓更容易導致起火。光伏電站起火向消防隊提出了很大的挑戰(zhàn)。系統(tǒng)發(fā)生火災后，仍然會產生幾百乃至上千伏的高電壓，如果消防員貿然施救，會對消防員的生命造成威脅。有了組件級快速關斷功能，消防人員可以迅速切斷組件之間的連接，對電站實施救援。

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所有的逆變器都具備組件級快速關斷功能嗎？

逆變器主要分為集中式逆變器、組串式逆變器以及微型逆變器。在這三種類型的逆變器中，只有微型逆變器具備此功能，其他兩種類型的逆變器不具備組件級快速關斷功能。微型逆變器系統(tǒng)采用全并聯(lián)電路設計，可將每塊組件的直流電逆變?yōu)榻涣麟姾蟛⑷腚娋W，僅存在60V左右的直流電壓，具有天然無直流高壓的優(yōu)勢，徹底解決了由于高壓直流拉弧引起火災的風險，同時也解決了當房屋起火時，因光伏電站而阻礙了施救的問題。然而，微型逆變器在光伏逆變器市場中只占據了很小一部分，大多數(shù)的系統(tǒng)還是采用了常規(guī)的集中式或組串式逆變器，那么此類逆變器就需要加裝特定裝置才可以實現(xiàn)組件級快速關斷功能。組件級快速關斷設備的使用是目前最簡單、成熟且可以實現(xiàn)這一要求的方式。

目前國內對于光伏直流安全有哪些規(guī)范？

盡管國內對于快速關斷還沒有出臺強制性的標準法規(guī)，但各級也逐步出臺了相關的安全標準，助推光伏電站安全有序發(fā)展。

中國建筑裝飾協(xié)會標準《光電建筑技術應用規(guī)程》：高壓直流電弧是產生光伏系統(tǒng)火災的主要原因，在發(fā)電系統(tǒng)設計時應盡量減少使用直流線路。直流系統(tǒng)電壓不宜高于80伏。

浙江省市場監(jiān)督管理局發(fā)布的家庭屋頂光伏電源接入電網技術規(guī)范：根據GB/T3805和GB/T 18379相關規(guī)定，光伏電源應具備技術措施，在施工、維護和檢修等情況下能夠控制人體可能接觸的直流部分電壓在120V安全限值范圍內。

中國建材檢驗認證集團股份有限公司最新發(fā)布實施的 《戶用并網光伏系統(tǒng)檢測及評價》安裝在屋頂上的戶用并網光伏系統(tǒng)，當直流電壓大于120V時，單塊光伏組件或組串宜采用快速關斷的方式控制危險直流電壓，宜采用電弧故障檢測、報警及處理系統(tǒng)。

什么是組件級關斷器？

組件級關斷器是一種可實現(xiàn)組件級快關斷的裝置。在危急情況下，通過該裝置，可以遠程或者手動快速關斷每一塊光伏組件之間的連接，從而消除光伏系統(tǒng)陣列中存在的直流高壓，降低觸電風險、解決施救風險。昱能科技組件級關斷器具有安全可靠、安裝靈活、高效率、低噪聲等諸多優(yōu)勢。雙通道直流輸入，大幅降低安裝成本；符合美國NEC 2017&2020(690.12)要求，符合美國SunSpec認證要求；體積小、質量輕，可直接卡在組件邊框或黏貼在組件背板上；采用由昱能科技自主研發(fā)的ASIC芯片，功能更強大，集成度更高，元器件更少；更低的電能損耗，更低的最小運行電壓（8V），更長的組件運行時間；RSD產品噪聲遠低于電弧噪聲，不會誤觸發(fā)電弧檢測（AFCI）。

小結

盡管對于國內來說，出于成本等一系列因素的考慮，全面推廣安裝組件級快速關斷器仍然有一定困難，但不得不說組件級快速關斷對光伏電站安全來說是一個非常重要的功能。相信隨著技術的不斷進步、安規(guī)的普及落實、安全意識的逐漸加強，該技術將被越來越多的應用，為更多電站保駕護航。