直流电弧：光伏电站火灾重要“元凶”

王斯成先生通过对已经公布的2012年已发布的光伏电站实时监测对地绝缘的要求的展示，说明了现在的光伏电站要有实时监控的手段，以有效防止火灾以及对地绝缘的破坏。

国家发改委能源研究所研究员、中国可再生能源学会理事王斯成先生，在华为首届智能光伏营维交流会上与大家交流了目前的光伏电站运维现状及他对智能光伏电站的一些看法。

“目前大型电站建的非帐公司出品28GW的累计装机里面大型电站占到82%多。首先我们来看大型光伏电站的一些问题，大部分电站都是09年以后建成的，去年1年大型电站建成大约8GW，在过去的3-5年中，不仅光伏组件过剩造成了低价竞争，逆变器也同样存在这样的问题，所以低价竞争必然带来一些部件的质量问题，且部件质量问题占到整个故障率的50%;另外一个是电站的设计问题，大概占到整个故障率的28%。

“我们到西部的电站做了一些测试，普遍存在的问题是整个运行效率是比较低的，具体地分段来看，光伏组件的衰降是比较普遍的问题。一些大型光伏电站在运行了2-3年以后，光伏组件的衰降大概是3.8-7%，其他一些小的光伏电站可能更严重;还有污渍遮挡，即使一个月清洗一次，污渍遮挡仍然是4-5%;还有温升损失、热斑(热斑最严重的使功率损失达到30%以上);直流线损、遮挡损失等，这样逆变器的效率是远远达不到规格书上写的≥98%的，因为散热、输入电压等问题都会影响到逆变器的实际工作效率，所以整个电站的PR值实际在74%左右，还有很大的提升空间。

“另外，现在竞争很激烈，还有很多厂不断在消亡，从过去300多家光伏组件厂到现在上了工信部名单的120家，逆变器厂家也是，从过去的100多家到现在真正活跃的只有30多家，将来这些消亡企业的设备由谁来维护?使得光伏电站的升级换代及整个电站的设备更新的问题都出现了。

“再一个就是规模，过去的规模比较小，一个单位就3-5个站，运维不成问题，将来更大了以后，如何来管，2020年的目标已提高到1.5亿kW，到2030年为了满足习主席和奥巴马的非化石能源占比20%的目标，现在国家能源局，基本是定位在到2030年达到5-6亿kW的装机目标，平均每年大概35-40GW，但是去年才实现了10GW，现在需要提速，2020年以前每年20GW，2020年以后每年40GW，这样的要求下，规模还会扩大，如果没有一个智能的运维系统，是无法满足这么快速增长的业务要求的。

“当然，要想做到智能运维，信息化的手段是非常重要的，否则根本无法做到智能运维，比如云计算、大数据处理、互联网+、集中管理等等这些技术，当然华为在这个领域里，是属于全球第一的。所以智能运维对整个IT的技术与光伏电站的结合也提出的更高的要求。

“还有比较重要的问题：比如防火的问题，实际上火灾在不断的发生，比方苹果公司发生的火灾，使电站建设公司股票直线下跌，实际上光伏电站40%的着火都是由于直流电弧引起的，因为整个电站的接头有成千上万个，任何一个接头松了，都有可能造成直流电弧，一有电弧就会引起火灾，这个是已经非常明确了。

“另外一个是现在农光互补、渔光互补新型的利用形式，对绝缘提出了很高的要求，绝缘破坏后直接对人是一种伤害，当然直接对地短路后也无法发电，对发电量也是一种伤害。IEC62548-2012要求，光伏电站需要设置实时监测对地绝缘;IEC最新提出了两个标准，一个是IECNP62446-2光伏系统的维护，这个是一个光伏系统的运维标准，我希望华为和在座的单位能对这个标准提出意见，现在正是在征求意见的阶段;还有一个标准IECNP60904-9-1光伏系统直流电弧监测和断开，也是针对目前频发的火灾，也提出了新的标准，我刚刚接到这两个最新的标准，当然这个系统运维的标准还没有提高到智能化运维的高度，所以应该还有很大的改进余地。”

王斯成先生通过对已经公布的2012年已发布的光伏电站实时监测对地绝缘的要求的展示，说明了现在的光伏电站要有实时监控的手段，以有效防止火灾以及对地绝缘的破坏。他通过展示光伏电站的主要性能指标和故障现象、光伏电站各环节的损失、组串逆变器的能效损失图，说明智能光伏电站是需要非常精确的提出电站的监测方案及数据分析方案的，是一个细活。

从提高发电量的角度来提升电站的效益方面，还有很大的发展空间，他提出几个降低电站度电成本的最新技术：最优的光伏逆变器的容量比、采用太阳跟踪器、智能化运维、分布式MPPT或组串逆变器，PR值可以提高5%，将光伏度电成本直降40%都是有可能的，争取到2020年达到平价，不需要国家补贴。

智能光伏电站要想做好，一定要有一套非常好的智能监测系统，包括光强的测量和修正、电池结温的测量和修正、电流电压的修正、预留基准;需要有总体性能评估，设置总电站的PR值、逆变单元的PR值、一年四季的各个月的PR值等，智能运维系统应当能够为电站开出一张能够反映电站重要指标和故障信息的“健康体检表”。

最后王斯成先生分享了他对智能光伏电站的一些看法：“智能光伏电站是一个非常细致的工作，需要掌握每一个故障点、每一个数学模型、还要了解国家和国际的标准是怎么规定的，才能使我们有一个非常准确的监控系统、非常准确的基准值、非常准确的修正公式和数学模型;再者，我们要在全国实行对标工作，使大家都用统一的尺子来测量。智能光伏电站的基础是完整、科学、准确的数据采集、监测、监控、数据传输、科学准确的数据分析，建立科学正确的修正模型，和现场工作人员的能力(对于隐性故障的判断、排除和隔离主要靠现场工作人员);监控设备和传感器的定期校准和对标。将来智能电站如果是发展微电网和分布式发电，是直接和负荷有关系的，这时对我们的智能电站的要求就更提高一步，需要对整个系统进行能量管理，所以在负荷侧的微电网和分布式发电，对于智能管理就有更高的要求，要求有一整套的能量管理系统，而这正是能够充分发挥智能光伏解决方案优势的地方。”