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1、產(chǎn)品介紹
在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,一般由光伏組件串聯(lián)連接成組串,每串電壓可達(dá)到600-1000V的高壓,且逐漸向1500V升級。由于光伏系統(tǒng)中接的頭銹蝕、接觸不良、絕緣損壞等引起拉弧導(dǎo)致的火災(zāi)事故時有發(fā)生。只要有光照,光伏組件就在發(fā)電,直流側(cè)高電壓就一直存在,一旦光伏系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi),此直流高壓對消防人員的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅,而此時僅斷開逆變器交流側(cè)電源是無法保證救援人員人身安全的,消防隊員很難保證自己安全前提下對現(xiàn)場直接進(jìn)行滅火作業(yè),可能導(dǎo)致異常嚴(yán)重的火災(zāi)損失。
光伏電弧火災(zāi)是分布式光伏的重大安全隱患,本智能組件監(jiān)控模塊具有電弧電流監(jiān)測和快速關(guān)斷功能,在光伏組件出現(xiàn)弧光放電、溫度過高等異常情況時,自動快速將故障組件從系統(tǒng)中切除,從而盡可能避免火災(zāi)事故的發(fā)生、減少事故的損失。一旦發(fā)生火災(zāi)事故,由于智能組件監(jiān)控模塊已將對應(yīng)的組件從系統(tǒng)中斷開,可確保符合標(biāo)準(zhǔn)NB/T 42143-2018 光伏組件功率優(yōu)化器技術(shù)規(guī)范(NEC 2017&2020(690.12))“以距離到光伏矩陣305mm為界限,在快速關(guān)斷裝置啟動后30秒內(nèi),界限范圍外電壓降低到30V以下,界線范圍內(nèi)電壓降低到80V以下”的要求,從而保證消防、運維檢修人員的人身安全,避免人身傷害。
為了提升發(fā)電效率,應(yīng)對陰影、異物遮擋,智能組件監(jiān)控模塊還具備MPPT(Maximum Power Point Tracking,最大功率點跟蹤)功能,可實時追蹤到單塊組件的最大功率點,實現(xiàn)單塊組件的最大功率輸出,能夠在有陰影、異物遮擋的情況下提高組串的發(fā)電功率,有效解決因組件朝向差異、異物遮擋、陰影或組件衰減不一致所造成的各組件間功率、電流失配所導(dǎo)致的組串發(fā)電量損失問題,同時自動預(yù)警組件的熱斑效應(yīng),降低熱斑危害,提升電站發(fā)電效率和延長電站運行壽命。
智能組件監(jiān)控模塊能夠?qū)崟r采集組件數(shù)據(jù)(電壓、電流、溫度等),通過智能組串監(jiān)控裝置和無線匯聚網(wǎng)關(guān)(集中器)把數(shù)據(jù)發(fā)送至電站運維平臺,結(jié)合其他相關(guān)信息(如當(dāng)?shù)靥鞖?、日照情況)進(jìn)行大數(shù)據(jù)融合分析,對每塊組件的運行狀況進(jìn)行精確評估。模塊能夠及時準(zhǔn)確定位接觸不良電弧、遮擋熱斑、隱裂、過熱等故障組件,方便運維人員及時處理,降低運維檢修的工作強度,提升運維工作效率,從而實現(xiàn)運維端的降本增效,提升電站全壽命周期經(jīng)濟價值。
2、結(jié)構(gòu)尺寸
2.1 接口示意圖
序號 |
部件名稱 |
接口參數(shù) |
1 |
光伏板正極So+ |
端子:MC4(可選) 線纜長度:可定制 |
2 |
光伏板負(fù)極So- |
|
3 |
輸出端正極Vo+ |
端子:MC4(可選) 線纜長度:1.2m(可定制) |
4 |
輸出端負(fù)極Vo- |
|
5 |
天線及指示燈Ant |
/ |
備注:接線端子和線纜長度的詳細(xì)信息可與我司銷售人員聯(lián)系,詳細(xì)溝通需求。
2.2 信息標(biāo)識圖
2.3 產(chǎn)品尺寸圖
3、主要功能
A. 監(jiān)控
1) 數(shù)據(jù)監(jiān)測:實時測量光伏板的電壓、電流、功率、電能量、背板溫度、環(huán)境溫度、傾斜姿態(tài)、振動、開關(guān)狀態(tài)、模擬V-I曲線。
2) 組件優(yōu)化:具備組件級MPPT能力,在光伏板被遮擋情況下,通過優(yōu)化算法實時調(diào)整組件內(nèi)阻以匹配組串外部阻抗,從而提升光伏單板的發(fā)電效率,提升整體系統(tǒng)的發(fā)電量和經(jīng)濟效益。
3) 無線通信:通過維思無線自組網(wǎng)通信協(xié)議與智能組串監(jiān)控裝置/無線匯聚網(wǎng)關(guān)(集中器)進(jìn)行信息交互,確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。
B. 告警
1) 弧光電流告警:通過識別光伏板的弧光電流,并依據(jù)預(yù)先整定值,自動上報異常狀態(tài),實現(xiàn)弧光電流告警與保護(hù)。及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障情況,以便迅速響應(yīng)和處理。
2) 過壓告警:當(dāng)光伏板的輸入電壓超過預(yù)設(shè)的安全閾值時,系統(tǒng)自動觸發(fā)過壓告警,提醒運維人員注意電壓異常情況,防止設(shè)備損壞或安全事故的發(fā)生。
3) 過熱告警:當(dāng)光伏板的背板溫度達(dá)到或超過預(yù)設(shè)的過熱閾值時,系統(tǒng)將自動上報過熱告警,以便運維人員及時采取措施進(jìn)行散熱或檢修,確保光伏板的安全運行。
C. 保護(hù)
1) 過熱保護(hù):實時監(jiān)測模塊工作溫度,并依據(jù)預(yù)先整定值,將運行狀態(tài)從MPPT自動切換為直通狀態(tài),以防止過熱導(dǎo)致的損壞,實現(xiàn)過熱故障保護(hù)。
2) 過壓過載保護(hù):通過監(jiān)測光伏板的輸入電壓和負(fù)載功率,一旦超過預(yù)設(shè)閾值,自動切斷異常電流,保護(hù)電路和設(shè)備免受損害。
3) 故障自限:在故障發(fā)生時,確保故障斷開不影響其他光伏板的正常運行,同時監(jiān)控模塊的多數(shù)故障也不會影響被監(jiān)測光伏板的正常工作,增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容錯能力。
4) 遙控關(guān)斷:通過手機→云端→組串監(jiān)控裝置→組件監(jiān)控模塊,實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控關(guān)斷,提高了運維的便捷性和靈活性。
5) 故障指示:具有工作狀態(tài)雙色指示功能,支持現(xiàn)場系統(tǒng)級、組件級故障的快速定位,便于運維人員快速識別和處理故障。
6) 故障自檢:安裝和運行時具備自檢功能,能夠上報自身缺陷狀態(tài),幫助運維人員及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。
D. 維護(hù)
1) 時間同步:模塊通過無線自組網(wǎng)實現(xiàn)時鐘同步,確保信息采集的精準(zhǔn)時標(biāo)戳,為故障診斷提供有力支持。
2) 檢修支持:支持手機現(xiàn)場故障模塊參數(shù)檢視,為現(xiàn)場運維檢修提供即時、準(zhǔn)確的信息支持,加速檢修進(jìn)程。
3) 固件升級:支持出廠恢復(fù)、程序防篡改自檢和遠(yuǎn)程OTA升級,確保系統(tǒng)始終保持最新狀態(tài),提升系統(tǒng)性能和安全性。
4、工作原理
(1)弧光火災(zāi)監(jiān)測與控制
通過分析電流的頻譜及其分布狀態(tài),應(yīng)用模式識別技術(shù)可以精準(zhǔn)識別線路中是否存在弧光電流,如果有持續(xù)的弧光電流就主動告警并切斷電路,從而避免弧光火災(zāi)。
(2)效率提升
當(dāng)外部負(fù)載等效阻抗(ZL)與電源內(nèi)阻抗(Zpv)成共軛時,外部負(fù)載可以獲得最大輸出功率。
逆變器的組串優(yōu)化只是針對整組串的阻抗匹配,無法保證每個組件的最優(yōu)匹配。
在每個組件與負(fù)載之間插入阻抗匹配電路,可以實現(xiàn)輸出阻抗的升高或降低。
控制MCU測量計算線路阻抗,始終跟隨光伏陣列的內(nèi)阻變化,動態(tài)調(diào)節(jié)DC/DC變換器的輸出阻抗以匹配負(fù)載阻抗(如下圖所示),從而獲得最大輸出功率,實現(xiàn)組件的最大功率點跟蹤(MPPT)。
5、技術(shù)指標(biāo)
A. 系統(tǒng)工作電壓:1500V;
B. 直通工作電壓范圍:15~50V;
C. MPPT電壓范圍:輸入15~50V/輸出15~50V(輸出電壓自適應(yīng)調(diào)整);
D. 工作電流范圍:0~30A;
E. 工作功率范圍:0~700W;
F. 滿載功率:700W;
G. 電壓測量精度:±0.15%;
H. 電流測量精度:±0.25%;
I. 電能測量精度:±0.5%;
J. 多路溫度測量精度:±1℃(-0℃~+85℃),±2℃(-40℃~+125℃);
K. 模塊工作溫度:-40℃~+85℃;
L. 無線通信距離:≥100m(可視距離);
M. 絕緣耐壓:>3500V(任意導(dǎo)線對外殼);
N. 絕緣電阻:>10MΩ(任意導(dǎo)線對外殼);
O. 模塊防護(hù)等級:IP67;
P. 模塊可靠性:MTBF>50000H,MTTR<0.1H。
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