质者介绍
戴建伟 TÜV莱茵大中华区 太阳能及燃料电池技术服务部 副经理
2016年，中国以突破34GW的年总装机量连续四年领跑全球光伏市场。除了炙手可热的装机热潮以外，业界也在不断探讨，如何以更先进的技术让光伏的发电成本持续下降，同时优化发电效率。直流1500V电压系统相比常规的1000V系统，可以减少直流侧组串数，从而减少光伏电缆用量和直流汇流箱数量，降低直流线路损耗，减少安装成本。同时，电流不变的前提下提升电压，意味着汇流箱、逆变器等电气设备单位功率密度的提高，从系统上降低光伏发电成本，提高系统发电效率。从全球市场来看，北美和欧洲的大部分系统也正逐步向直流1500V递进。
那么，直流1500V系统对光伏逆变器及其他核心部件设计提出了怎样的技术挑战?器件制造商该如何应对?TÜV莱茵大中华区太阳能及燃料电池技术服务经理戴建伟先生就此话题为业界提供了应对思路和解决方案。
直流1000V和1500V系统要求，差异在哪里?
IEC/EN 62109-1/2标准具体规范了光伏逆变器的安全要求，涉及七大危害防护：电气、机械、过温、防火、化学、噪声、液体气体爆炸危险。直流1000V和1500V系统安全设计要求的区别主要集中在电气安全。
标准规定，安全可触及部分和危险电压部分必须要有可靠的防护以确保安全。防护方式有以下4种：
1、 隔离防护
2、 高阻防护
3、 限压防护
4、 接地保护
那么，相对于1000V系统，怎样的防护才能满足1500V系统的要求?
隔离防护是利用电气间隙和爬电距离来阻隔危险电压对人接触安全可触及部分时造成的触电危险，是电气安全防护中常用且可靠的方式。
TÜV莱茵指出，在电气间隙的要求上直流1000V和1500V没有差异。但是，直流1500V系统的爬电距离要求比1000V系统提高较多，对现有的逆变器及相关器件的安全设计造成一定挑战，详见下表：
针对爬电距离要求升级的安全防护设计解决方案
爬电距离的提升对逆变器及器件制造商来说是个很大的挑战，有没有好的办法可以解决?TÜV莱茵提出了一种有效的解决方案：
标准明确定义了影响爬电距离的四大因素：污染等级、工作电压、绝缘材料组别和绝缘类型。其中降低污染等级可以大幅降低爬电距离的限值要求，是可以满足标准要求的可行措施，而灌胶与涂层就是降低污染等级的有效手段。
使用灌胶与涂层后，改变非常明显。从下表可以看到，由于污染等级从2类变为1类在直流1500V系统中，基本绝缘和加强绝缘的限值分别从之前的15mm和30mm降到了5.2mm和10.4mm。
