1500V光伏革命

电压革命：光伏行业新的1500V电压等级

发表于：2015-06-04 10:15:13 来源：索比太阳能光伏网 作者：曹宇 编辑：solarstar

关键词： 光伏逆变器 航天机电 阳光电源 欢迎投稿

编者按：“1500V”，这个新的电压等级在这次SNEC上成为了受众人追捧的热词，很少见到全行业各个环节不约而同的谈到一个技术名词。作为新的技术平台和标准探讨，本文得到了航天机电张忠卫、阳光电源张彦虎、TUV南德许海亮、高亮、祝林、晶科能源钱晶等业内朋友的大力支持，从他们那里获得了很多的一手资料。特此鸣谢。

1500V电压等级到底是什么？

目前，主流的电站设计以及光伏组件、逆变器、汇流箱、线缆等产品均基于直流端1000V的电压要求设计和制造。光伏电站要降本增效，升高电压是降低线损的有效措施之一。特变电工西安电气科技有限公司总工程师张磊介绍到：“从系统的角度来看，更高的输入、输出电压等级，可以降低交直流侧线损及变压器低压侧绕组损耗，电站的系统效率预期可以提升1.5-2%。同时，设备（逆变器、变压器）的功率密度提升，体积减小，运输、维护等方面工作量也减少，有利于光伏系统成本的降低。”

除降低输送过程中的电量损耗之外，直流侧电压提升到1500V，还可以串联更多组件，减少逆变器的直流线缆用量和汇流箱数量。

1500V的应用尤其优势，最主要的是可以串接更多数量，以此来节约整体的BOS成本，但难点是现在可以选择的1500V输入电压范围的逆变器比较少，很多设计院在设计电站方案的时候，也很少参考1500V，因此目前应用并不是很广泛。

“在1500V电压等级下，电站可降低监造成本，组件组串、线缆、汇流箱的数量都有所降低。”晶科能源市场总监钱晶向Solarbe记者介绍，“同样接线安装成本也会降低。并且在高电压等级下，直流线损会降，逆变器的效率也有所提升。”

根据晶科发布的报告：1500V电压等级下，串联组件数量从原来1000V等级下的22块/串组件提升到32块/串。10MW光伏电站可减少使用568串，38个汇流箱，约减少成本77390美元。另外组串数量减少也减少安装和运维的人力成本。

从产品本身来说，1500 V系统电压带来的都是挑战，最主要的就是电气的安全性和可能的性能降低。系统层面来说，使得选型更为严格，组件匹配要求更高，PID的风险更大等等。

1500V系统电压的组件，有一定的技术难度，难点主要在材料选取上，例如企业要选择质量更佳、要求更为严格和苛刻的接线盒、背板、连接器等。

但从1000V升到1500V，需要整个行业的协同合作。电站业主、EPC企业、组件、逆变器、汇流箱、线缆等全行业各环节共同协作，同时需要有新的符合1500V电压等级的光伏标准出台。

1500V难点在哪里？

电压从1000V提升到1500V，虽然好处多多，但对于技术却是一个挑战。TUV南德光伏产品部总监许海亮告诉Solarbe记者：“1500V电压等级的难点主要在材料选取上，例如企业要选择质量更佳、要求更为严格和苛刻的接线盒、背板、连接器等。”许海亮指出，经过测试证明，1500V电压等级下，PID效应风险加大，原有的防PID等级不适用于新的标准。

“要加强1500V等级的组件可靠性，主要考虑背板局放、电连接器和电绝缘。”航天机电CTO张忠卫博士说，“PID效应近年越来越受到重视，世界上真正无PID效应的电池只有HIT电池，其它电池都要进行抗PlD防护；真正有效的措施是逆变器加装隔离变压器，虽然会损失一点发电效率、提高一些成本，但对系

统整体而言是经济、可靠的。”此外，张忠卫指出，双玻组件由于本身具有的特性，很可能成为1500V电压等级的优选组件。

“高输入输出电压等级的逆变器需要采用更复杂的拓扑，更高电压等级的功率器件，其直流侧的器件选型和设计也是一个挑战。”张磊说。

阳光电源市场部总监张彦虎说：“电压等级升至1500V后，绝缘和电气间隙是主要问题，电压升高可能带来击穿放电。目前技术上已经不是瓶颈，但需要整个市场各环节的配套。”

张彦虎认为：“电子技术往往呈现阶梯式发展，经常是整体技术同时提升后至平稳阶段，然后在行业技术积累至下一个阶段时再次飞跃。”

但从另一个角度来看，高电压等级拉高了行业门槛，有助于提升行业质量：不符合标准的零部件在更高电压等级下会更快的暴露出问题。

“光伏技术的创新发展始终围绕如何降低初始投资，提升发电量以及降低生命周期内运维成本进行。光伏1500V系统通过提升电压，降低线损，节约系统端到端成本和提升发电量，是光伏系统的重要发展方向。”华为能源逆变器产品与解决方案总经理许映童说，“1500V的推广需要解决两个关键问题，一是端到端产业链的成熟及可获得性，二是解决高压直流带来的安全性问题。华为也在积极投入1500V系统的研究，与业内共同推进1500V系统标准的完善建立。”

他指出，目前1500V系统的关键部件已经发布，包括组件、汇流箱、逆变器，线缆等，但均未得到批量验证，成熟应用需要一段时间验证。此外，在山地、屋顶、鱼塘、农业等对安全性要求比较高的场所，暂时不推荐使用1500V方案。

并不是所有公司都对1500V电压等级感兴趣。禾望电气就认为 1500V不是很好的选择，除了上述所说的组件PID现象加剧之外，供应链不成熟以及可能出现的串联失配损失都会得不偿失。

“直流1500V的逆变器在机车行内已经成熟，对逆变器来说没有很大的难度，关键是组件，直流电缆和接头等器件相应的技术要跟上来，1500V的直流输入，组件的最高工作电压就可以串联到1200V，可以由40块组件串联，和现在的20-24块组件串联相比，可以大幅减少直流电缆的数量，还可以提高系统的效率。但凡事有利必有弊，电压上去了，对组件的一致性要求更高的，因为串联电路的电流是由电路最小的一块组件决定的。对系统的安全性能也要求更高了，直流电和交流电不同，没有过零点，一旦出现漏电，将会造成大的事故。所以在国外发达地区如美国和日本，光伏系统是600V为主。”晶福源市场部负责人刘继茂表示。

1500V的各环节发展情况 认证环节 TUV南德

许海亮介绍：“从标准角度来讲，1500V不是强制，最新版的IEC61215标准对1500并非强制执行，而是将“最高系统电压”升级为1500V，所以广大组件生产企业不要过分紧张，1000V系统电压只要您的买家接受，照样可以在市场上接受，1500V是部分企业为了强化产品的性能开发出来的新产品。从认证和检测角度来讲，需要全新的测试来保证产品符合TüV 认证的要求。”

早在2013年TüV 南德与中电就联合做过非常多关于1500V系统电压对组件产品质量影响的测试，南德TüV 已经为多家1500V系统电压的组件企业颁发了1500V认证证书，其中包晶澳太阳能。预计国际电工委员会（IEC）今年将推出1500V组件标准，试行2-3年后，或将过渡到强制标准。

TUV莱茵

4月21日，德国莱茵TüV集团在上海举办了2015年度“光伏组件/零部件1500V认证”专题研讨会，与来自全国光伏行业的客户共同分享了有关1500V光伏组件的最新认证信息、技术要求以及应对策略，以帮助客户深入了解该革命性变化（系统电压提升至1500V）所带来的技术难点，引导各大光伏组件厂商有效应对新的技术需求。

此次研讨会云集了全国各大光伏组件厂商，议题几乎涵盖了1500V光伏组件/零部件认证的所有重要内容，包括：1500V光伏组件的结构和材料要求、

1500V最大系统电压下的脉冲电压测试要求、1500V认证对太阳能接线盒/连接器以及太阳能背板的要求等。

电站环节：

目前1500V光伏电站大多为试点，SMA、阳光电源、First Solar均有试点项目或者后续的建电站计划。

组件环节

航天机电

航天机电早在一年半以前就在国内开发成功了1500V电压等级的组件并通过国际权威机构的全套可靠性检测，目前在等待市场适宜的时机。

天合光能

天合光能力推的双玻DUOMAX组件设计之初就是按照1500V电压等级研发的。双玻天然具备超强抗PID的优势，透水率接近为零，尤其适宜渔光互补和海边滩涂电站。目前也有业内人士认为双玻组件是组件的终极解决方案，要解决的唯一问题就是玻璃太重。据天合光能高管透露，该公司下一步还会推出1500伏的普通组件。

中电电气

在SNEC展会，中电光伏CTO赵建华博士亲自发布介绍了全新一代1500V耐高压组件的技术要点。中电光伏的技术研发团队一方面坚持高效电池和组件的研发，另一方面也着手探讨论证通过提高电压等级、降低线损等技术手段从而增加输出电量的可能性。该产品目前已经通过TUV南德1500V PID测试。

晶澳太阳能

今年3月，晶澳太阳能完成应用于1500V最大系统电压光伏组件的开发。晶澳1500V组件，符合高于通用标准的1500V最大系统电压要求，并通过了在1500V电压环境下的抗PID衰减加严测试，得到了TUV南德的认证。

晶科能源

晶科在SNEC展会期间全球首获第一张1500V&1000hrs PID证书。根据TUV北德的测试，晶科的组件在1500V，85℃和85%RH的高压及高温高湿环境下，PID表现仍然优异。

First Solar

First Solar和通用电气（GE）宣布，对First Solar的碲化镉（CdTe）型光伏电池板以及GE的1500V光伏并网逆变器（PCS）等实施了优化。在两公司

的合作下，通过结合使用通用电气的4MW逆变器“ProSolar”，可提高百万瓦级光伏电站的成本效率和发电效率。

First Solar针对采用1500V电压的发电系统，优化了该公司光伏电池板的设计。在此基础上组合使用通用电气的4MW逆变器，可大幅扩大能够与每一台功率调节器连接的光伏电池板的尺寸。

First Solar负责产品管理及系统连接功能开发的副总裁Mahesh Morjaria在接受采访时表示，MW级光伏电站的电压目前正处在从1000V到1500V的过渡期。现在First Solar有两座1500V电压的百万瓦级光伏电站在实验性运营，在2015年到2016年期间预定将建设约1500MW的百万瓦级光伏电站。

Morjaria表示，目前已在呼请世界主要逆变器厂商开展1500V产品的商品化，同时与日本最大的逆变器厂商东芝三菱电机产业系统（TMEIC）也在商谈1500V化。他认为，高电压化后电流会降低，供电时的损耗可减少。逆变器就有望实现大容量化，由多块面板组成的阵列也可以扩大。这种大型化将使电站的总成本效率提高。设备成本若降低，发电成本也会随之降低。

英利

英利1500伏系统电压组件，在串联的组件方阵中能够安装更多的组件，系统的线缆数量会节约更多，对客户带来的好处是总的系统成本的降低。1500伏组件有以下优点：优秀的耐高压性能、良好的自清洁能力、优秀的耐湿热性能（3

倍IEC61215测试）、优秀的抗PID能力（测试条件：85℃，85%相对湿度、-1500伏、96小时）。

中盛新能源

中盛是最新一个发布1500V的主流组件企业。5月28日，中盛宣布推出1500V耐高压光伏组件。

逆变器环节

阳光电源

同样在今年的SNEC展会，逆变器龙头阳光电源推出了五款新品。其中SG1000HV就是针对1500V电压等级研制，可大幅降低系统线损和安装成本。该款产品最大效率达到98.7%，并获得了TUV和金太阳认证。

“1500V电压等级的技术和设备选型问题已经得到解决。”张彦虎说，“采用更高电压等级后，同样体积的功率密度更高，散热情况也更好。”他表示未来还要看市场配套情况。

特变电工

特变电工在2015年SNEC展会上推出了直流1500V母线、功率800kW的逆变器，交流输出电压达到500Vac以上，最高效率98.8%。张磊表示特变电工下半年还将推出1500V母线更大功率等级的机型。

SMA

SMA SolarTechnology公司2014年7月宣布，其在德国北部卡塞尔Niestetal的工业园区Sandershauser Berg industrial park建设的3.2MW光伏电站已投入使用，用以验证支持1500V电压的系统以及MW级光伏电站最佳控制系统。据称，建设工期短至3个月是该发电站的特点。发电的电力供给SMA Solar Technology公司在邻近的三个工厂和其他公司的事务所使用。

除PCS外，发电站还采用了中压（Medium-Voltage）产品群，以及组合使用了直流技术等的发电站用系统“SMA Utility Power System”。除电力合成器（Combiner）及蓄电系统外，还在验证新开发的支持1500V电压的系统及百万瓦级光伏电站最佳控制系统等。

将利用中压供电系统，把百万瓦级光伏电站所发电力送往该公司的三个工厂等。还利用与卡塞尔地区的电力运营商Stadtische Werke公司共同开发的技术，将SMA Solar Technology光伏电站的剩余电力直接供电网不送电的该公司其他基地使用。

它的优势是什么？

汇流箱环节

作为唯一一个以汇流箱为主要产品的上市企业，隆玛科技在2014年11约完成了DC1500V系统的开发工作，所有元器件均满足DC1500V系统工作电压。“包括在设计上，我们也充分考虑到了电气间隙及爬电距离等因素。”隆玛科技董事长杨朝辉对Solarbe记者介绍说。

同时该款产品还具备监控装置：可采集每路组串电流、总电压、防雷器状态、断路器状态、温度等信息，箱体也通过了500小时盐雾实验要求。

线缆环节

兴乐“1500V光伏电缆”研发项目，被列入市2014年度工业面上重大项目。

上辐电缆在2014年7月取得了TUV 2Pfg 1990/05.12 1500V的认证。

明珠电缆公司开发的直流1500V光伏电缆和交流0.6/1kV光伏电缆同样于2014年7月取得TüV莱茵证书。

背板材料

赛伍

4月27日，苏州赛伍应用技术有限公司CTO陈洪野从德国莱茵TüV太阳能及燃料电池大中华区副总裁包沂风手中接过全球首张“1500V系统电压背板”证书。赛伍总裁吴小平表示：在公司短短的6年历史中，自主开发成功具有世界一流水平的耐双85 x 2000小时氟膜复合用胶黏剂、耐高温紫外阻隔白色E膜、和氟皮膜等世界领先的技术。每一个技术分别支撑了从KPK到超级KPE到KPF的进化，另外也不断有新结构背板的产生，诸如PPF，双面氟皮膜背板也接连获得TüV莱茵的证书，走上了从模仿到超越，直至引领世界背板潮流的创新之路，也使赛伍的背板出货量在2014年跃升世界第一。

乐凯

乐凯适用于1500V电压等级的高绝缘高阻水背板于2014.10立项，目前已经通过莱茵认证并开始客户端测试。可根据客户需求采取提高背板材料的厚度，改善加工方式，减少缺陷的产生，减少针孔和气泡的数量，在背板材料中加入高绝缘填料等不同方式有效提高背板的绝缘性能。

连接器

史陶比尔的经典连接器产品MC4家族近日再添两位“新兵”——MC4-EVO2和MC4-EVO3，均适用于当前的1000V和1500V两种电压等级，EVO2即将获得1500V直流UL证书。

1500V电压等级新标准给光伏组件、逆变器、直流开

关选型带来了什么？

发表于：2015-06-05 13:31:08 来源：索比太阳能光伏网 编辑：solarstar

关键词： 1500V电压 组件 逆变器 欢迎投稿

长久以来，高额的光伏发电成本始终是制约光伏产业迅速发展的障碍之

一。如何有效降低光伏系统的成本、提高发电效率仍将是未来光伏产业发展的核心课题。目前，主流的光伏组件及配套部件均是基于直流端1000V的电压要求设计和制造的，其发电成本和发电效率还难以满足大型光伏电站和大容量发电设备的需求, 因此开发1500V相关光伏产品已经是一种趋势。

1500V电压标准的优势

1500V耐高压组件和配套电气设备意味着更低的系统成本，更高的发电效率，即将成为光伏行业的新宠。

直流侧输入电压提高后，每串可连接更多组件，可增加50%的组串长度，接到逆变器的直流缆线使用量减少，汇流箱逆变器的数量也可相应减少，同时, 汇流箱、逆变器、变压器等电气设备功率密度提升，体积减小，运输、维护等方面工作量也减少，有利于光伏系统成本的降低。

从系统的角度来看，更高的输入、输出电压等级，可以降低交直流侧线损及变压器低压侧绕组损耗，电站的系统效率预期可以提升1.5-2%。

1500V电压标准的挑战

1500V系统电压会降低电气的安全性和可靠性，同时增大PID等风险。

1500V系统可降低20%线缆投资成本

一直以来，较高的光伏发电成本始终是制约光伏产业迅速发展的障碍之一。作为高耐压系统，1500V可以串接更多组件，以节约整体的BOS（平衡系统）成本，同时降低交直流侧线损及变压器低压侧绕组损耗；设备（逆变器、变压器）的功率密度提升、体积减小也有利于降低光伏系统人工成本。相较于1000V系统，1500V系统大概可以降低20%线缆的投资成本，每瓦造价可以下降0.2元。目前1500V光伏系统在全球范围内都是前沿技术，国内各个项目的实施还都在示范阶段。

光伏逆变技术是光伏电站发电效率、电能质量、环境适应性、以及智能化运维的关键所在。“经过多次调研和综合对比，我们最终选用了有广泛应用案例的阳光电源SG1000TS和SG2000HV箱式逆变房解决方案，投资成本低，系统简洁，安装维护便利，电站并网一个多月以来，运行高效稳定，发电效率高于预期”电站项目经理袁孝海表示。

1500V可提升1%-2%系统PR 数个1500V电站正在建设中

将直流电压提升到1500V是降本增效的重要变革，可以使每一串接连更多组件，减少了逆变器使用的直流缆线和汇流箱逆变器的数量，减少的线损也能充分提升输出电量，整体可以将系统PR提升1%-2%之间，目前数个1500V系统电站正在建设中。据业内人士透露，未来随着标准与技术的不断完善和改进，组件等相关配套设备的不断成熟，1500V光伏系统必将成为主流。

国内首个1500V逆变升压一体化光伏电站实现并网

发布时间：2016-06-22 来源：本站编辑

近日，国内首个应用1500V逆变升压一体化方案——华能陕西靖边二期15MW光伏电站正式投运发电，标志着1500V集成变压器方案进入应用阶段。上能电气为该项目提供了完整的光

伏逆变解决方案。

据了解，该电站是目前华能集团乃至国内的标杆项目，创造了多个业内领先，其主要亮点表现在：首次采用2MW集散式非晶合金干变一体化单元设计，首次采用2MW 1500V逆变升压一体化方案，首次采用国产1500V逆变器+单晶275W组件超配到1.2，首次采用国产1500V逆变器+1500V单晶组件。 逆变升压一体化系统

光伏系统的核心价值是降低系统成本和提升系统发电效率。通过提高输入输出电压，逆变器功率密度和单机功率将大幅提升，运输、维护等方面的工作量也将随之减少。输入输出电压的提升大大降低了交直流线缆与变压器的损耗，光伏系统的发电效率因此得到提升且成本有可观的降幅。

据介绍，1500V逆变升压一体化逆变方案在标准20尺集装箱内集成了2MW单元的1500V逆变器、直流防雷配电柜、2MW箱式变压器、通信管理机等，客户只需要准备一个集装箱地基，将1500V逆变升压一体化装置吊装到地基上，连接好交直流输入输出电缆和通信电缆，即可并网发电，施工简单，建站速度快；节约电线电缆，降低系统成本。专家表示在电价下调，补贴下降的背景下，该方案代表了未来的发展趋势。 型三电平技术

据了解，1500V系统对逆变器拓扑结构提出了更高要求，在1000V光伏系统中，逆变器采用1200V的IGBT和两电平拓扑在成本和效率方面均有优势。电压等级上升至1500V，如继续采用两电平拓扑，则需要使用1700V的或以上电压等级IGBT,而随着电压上升，宇宙射线导致IGBT失效的问题凸显出来。与此同时，两电平拓扑中，IGBT在1500V电压系统运行中开关损耗也将显著上升。

华能陕西靖边二期项目中的1500V逆变器采用的是I型三电平技术，从结构上降低了半导体器件的电压应力及逆变器的开关损耗，在高电压系统下可以实现更高的逆变器转换效率和可靠性。

与此同时，该项目中，上能公司还将有源箝位的“I”型三电平技术首次应用在1500 V 兆瓦级大功率逆变器中，逆变器效率和可靠性得到进一步提升 发电量和成本优势更加明显

据介绍，该项目总容量45MW，一期30MW全部采用了上能集散式逆变方案，已经与2015年

12月份全部并网发电，发电量和成本优势明显；继而二期15MW也采用了集散式逆变升压一体化方案和2MW单元1500V系统。

“集散式逆变系统具备集中式逆变系统的所有优点，也克服交流多机并联的技术难题，系统方案清晰，实现简单”，现场工作人员表示，该项目采用的2MW单元集散式逆变方案具有96路MPPT可最大限度保持每个组串独立的MPPT寻优功能，发电量提升明显。

此外，集成一体化方案大幅降低了交直流线缆成本、变压器成本、土建成本，缩短了施工周期，在电价下调与竞价上网的浪潮中成为业主应对补贴下降的首要办法，是平价上网的中坚力量。

1500V光伏系统 PK 1000V光伏系统 谁是最终王

者？

发表于：2015-12-22 15:58:59 来源：光伏说 编辑：carol

①

光伏发电高昂的成本始终是制约产业迅速发展的阻碍之一，一直都被扣着依靠政策扶持、政府补贴才能发展的帽子。随着市场化进程的迅速推进，最近几年成本急剧下降，装机容量成接近几何级增长。 ②

然而实现太阳能发电的价格与传统化石能源基本持平，真正实行光伏发电平价上网，成为当下光伏商业化进程中急需解决的问题——有效降低

光伏系统的成本、提高发电效率仍将是未来光伏产业发展的核心课题。 ★★★

目前，有部分厂商提出开发1500V光伏系统来降低光伏发电成本，提升系统发电效率。

那么问题来了！

有人@光伏说问了很多问题！！！

1、为什么厂商积极推出1500V系统概念？

2、1500V系统如何提升系统效率、降低成本？

3、1500V系统对应相关零部件配套、技术标准怎样？

4、1500V系统存在的问题和挑战有哪些？ ……

11500V系统推出的驱动因素

俗话说\无利不起早，万事乃一个“利”字当头。

各个厂商到处发布会、论坛、宣讲会大肆宣扬1500V系统的优点，直白点说，当然是为了抢占技术标准制高点，设置技术门槛，制造市场舆论支持，争做行业领导者。但是对于电站业主来说，能不能享受到“利”才是整个推个市场推进的关键。

那么我们就来谈谈1500V系统是如何提升效率、降低成本，是不是所有的系统都适合1500V呢？

21500V系统如何提升效率、降低成本？

理论上说，1500V耐高压组件和配套电气设备意味着更低的系统成本，更高的发电效率。下面以1MW系统为例

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/711f.html