分布式光伏系统组件级的产品技术应用分析(MLPE)

前言：在今年上海SNEC展会上，组件级电力电子技术及产品(MLPE)出现在多家逆变器品牌的展位上。实际上，绝大多数主流组件厂(晶科、天合、阿特斯、晶澳、尚德等等)早就关注并且都推出过与组件级电力电子技术结合的配套产品：智能组件(Smart module)或者交流组件(AC module)。而组件级电力电子技术与逆变器厂商联合亮相，再一次吸引了业内目光。

什么是组件级电力电子?

组件级电力电子，字面意思即为组件级别的电子设备。该技术包含电力电子、半导体器件、通讯、云计算及高可靠制造等多个方面。 目前现有产品系列包括微型逆变器、优化器、关断器(RSD)等等。

组件级电力电子市场

图2.MLPE市场体量

目前全球市场体量在2016年为3GW左右，截止到2020年将会接近10GW。截止到2020年，微型逆变器系列的主流产品交流组件和独立微逆将会平分秋色;而优化器系列产品将出现三足鼎立的局面，分别是优化器结合常规逆变器、优化器结合简化版逆变器及智能组件。

组件及电力电子应用优势

一、安全

先引入一个概念：直流高压。光伏系统采用组串/集中式逆变器，每一串由几块甚至几十块太阳能组件串联而成，系统中即存在600V-1000V的直流高压，而直流高压是导致直流拉弧的直接原因。根据相关数据显示，直流拉弧占光伏火灾起因的52%。

图3.单串中存在600-1000V的直流高压

各国安规

美国:防火协会修改国家电气规范(2014 NEC ARTICLE 690 DRAFT)：“住宅用光伏发电系统中，在紧急情况发生时，光伏系统交流并网端断开后，直流端电压最大不能超过80伏;

德国：率先执行VDE防火安全标准，明确规定在光伏系统中逆变器与组件之间需要增加一个直流电切断装置。此外，德国保险公司也有明确规定，对于消防员在灭火过程中由于光伏电站带电造成的人身伤害不予赔付;

意大利：消防员在建筑物带电的情况下，是不可以进行灭火工作的;

澳大利亚:根据OVE R11-1: 2013规范，在组件附近必须有断路装置;

在国内，目前暂无光伏安全规范对光伏系统中的直流高压进行明确的规定。逆变器厂商也试图通过引入“电弧检测功能”来保证系统安全性，然而该装置并不能裂解直流高压(组件级别)，无法实现组件级别的关断，依然会在灭火时对消防员人身安全造成伤害。