当光伏产业告别粗放式的规模扩张，迈入价值深耕的新阶段，一座电站能否平稳跨越25年生命周期、实现全生命周期度电成本最优，已然成为市场竞争的核心焦点。
在此背景下，鉴衡认证中心与阳光电源近期联合发布《阳光电源直流安全AI全域管理方案白皮书》，以直流安全为核心切入点，不仅深入剖析了直流侧故障根源、潜藏安全风险及面临的全新挑战，更针对关键环节技术短板提出切实可行的解决方案，为破解光伏系统安全瓶颈、保障25年全生命周期的安全高收益提供了系统性答案。
01直流侧：光伏系统的“高危地带”
今年5月，上海元明路一单位屋顶光伏板突发火灾。经调查，火灾原因系光伏系统直流侧电缆绝缘层破损，裸露导体与屋面彩钢板接触短路，引发持续性直流电弧，高温电弧引燃光伏组件背板及周边可燃物并蔓延成灾。
令人担忧的是，这并非个例。今年以来，在广东、浙江、河南等地已发生近10起光伏电站火灾事故,经业界分析，事故诱因大多指向直流侧故障。
经过阳光电源及行业多重数据分析，发现光伏电站约90%的事故源于直流侧。组件的热斑、裂纹与破损;汇流箱的熔断器分断失效;线缆及端子的绝缘老化、端子虚接、反接等;逆变器的开关分断失效、内部绝缘失效等“慢性病症”都会引发直流侧故障，严重影响系统安全性和可靠性。
这一现象有其内在必然性。阳光电源地面光伏组串式产品总监李文浩指出，作为能量汇集与传输的枢纽，直流侧由组件、逆变器、汇流箱等设备构成，具有接线复杂、设备长期暴露于户外环境的典型特征，面临较高的运行安全风险。以典型4.8MW光伏子阵为例，其电气系统包含610根传输线缆、超过1200个电气连接节点，线缆总敷设长度逾10公里，复杂的物理结构与规模化部署特征，叠加现场施工工艺标准化不足、运维人员技术水平差异等因素客观上决定了直流侧成为系统故障的高发区域。
更为棘手的是，近年来，组件规格从500W+,逐步增长至600W+、700W+，组串逆变器额定功率也从300kW+、350kW+增至400kW+，大功率带来的连接节点数量激增与回路电流升高，使得直流故障诱发的短路电流峰值达到传统机型的数倍量级，一旦发生故障，反灌电流可能是传统机型的数倍，轻则烧毁组件、逆变器，重则引发火灾。
然而，当前行业主流的直流侧安全防护技术体系存在显著的技术瓶颈。李文浩表示，传统防护体系存在两大缺陷：一是大多风险防控体系局限于事后响应的“被动保护”模式，难以实现对短路、电弧等隐患的早期识别与预警，更缺乏快速定位和智能阻断等手段;二是将安全视为独立环节而非系统工程，各环节防护措施各自为战，无法应对复杂场景下的系统性安全风险。
02全域防护体系：破解大功率时代光伏安全难题
为破解直流侧安全难题，阳光电源在对现有的逆变器、汇流箱等设备安全升级的同时，历经大量技术攻关与工程验证，推出了以“PDC”三阶防控模型(预防Prevent-诊断Diagnose-隔离Contain)为核心的直流安全AI全域管理方案，通过优化器、关断器、汇流箱、逆变器等设备的协同联动，突破了传统被动保护模式的技术局限，实现从隐患预防到故障处置的全生命周期闭环管理。
1.一防：主动安全，风险源头预防
在防控阶段，行业长期处于被动应对状态，对防控重视不足。在设备应用选型、接线拓扑设计、特殊环境(如高湿度、高盐雾、多雷电区域)下的防腐防雷等关键环节缺乏系统性考量，存在显著安全隐患。
对此，阳光电源认为，真正的安全不是事后补救，而是通过前瞻性设计，将安全管理的关口前移。因而无论设备硬件的选取、还是结构上的优化设计，都致力于从源头降低故障发生的概率。比如，其汇流箱采用MC4端子，大大降低了极性反接、接触失效等风险;组串逆变器直流端子采用“白区优先，黑区扩展”布局设计，有效减少接线错误，提高施工效率，增强系统可靠性。
当前，一些企业仍将安全管控范畴局限于满足基础准入认证，忽视了部分故障类型与潜藏风险。譬如，大约20%的雷击故障发生在设备尚未正式运行的施工阶段，但传统防护方案仅针对运行阶段防雷设计防护，忽视了未上电阶段的系统风险。针对这一痛点，阳光电源自研全工况防雷技术，通过仿真模拟雷暴条件，加强雷击薄弱点的硬件设计，确保逆变器具备全工况防雷能力，全方位守护电站安全。
2.二诊：精准诊断，状态实时感知
如果说预防是“治未病”，诊断则是“精准识病”，再严密的预防体系也难以完全规避复杂工况下的潜在风险。
传统诊断方案过度依赖运维人员经验，或采用第三方检测装置进行排查，存在设备兼容性差、误报率高、响应不及时等问题。
阳光电源逆变器在诊断层面，拥有直流端子温感、24H绝缘监测、MPPT级绝缘监测、直流串联拉弧检测等多维度故障侦测技术，结合高精度传感器与AI诊断算法，实时捕捉直流侧异常电弧、绝缘阻抗下降等特征信号，快速精准识别故障点，使系统能够在危险阈值前发出预警，将事故消灭在萌芽状态。
3.三控：极速处理，故障可靠隔离
当诊断系统精准识别风险后，能否在最短时间控制故障扩散，直接决定了安全方案的最终效能，这也正是“控”的核心价值所在。
传统方案依赖人工干预，响应滞后严重，尤其在偏远地区运维难度更大，如高海拔、海上等特殊环境，风险尤为突出。故障发生后，无法及时切断电源，极易导致设备损坏，甚至引发火灾等重大安全事故。
阳光电源策略是“毫秒级响应”让直流侧故障的“黄金处置期”内完成隔离，系统则通过高速分断装置与自适应保护策略，最快在ms级完成故障回路物理隔离，将故障影响范围缩至最小，避免故障扩散。
譬如，当地面光伏场景直流侧产生能量大、危害大，关断难度大的并联拉弧时，阳光电源模块化逆变器，首创直流并联拉弧检测与关断技术，汇流箱能40毫秒内精准识别拉弧信号，自动分断故障支路;同时，汇流箱联动逆变器，关断同一逆变单元内汇流箱，保护子阵安全。
在模块化逆变器中，阳光电源全球首创直流侧激励熔丝方案。在传统熔丝基础上，集成智能引弧、高效冲切和强力灭弧三大核心装置，故障电流能在毫秒级内被强制切断，并可接收外部触发信号，实现了被动保护和主动保护的双重保障。
针对组串光伏系统直流侧出现反接、反灌、拉弧等故障，阳光电源升级智能关断方案2.0，除了机械智能跳脱开关，还创新采用IGBT构建电子开关，实现机械开关+电子开关冗余保护。当出现线缆反接、短路等故障时，任一开关起作用均可以主动消除电流反灌风险。并且，针对高海拔空气稀薄，开关灭弧能力衰减问题，阳光电源还研发了高海拔专用开关，优化材料选型，增大灭弧范围，确保高海拔情况下也能正常分断。
“事故应对方面是最能考验一套防护体系的，从这点来看，阳光电源的‘防-诊-控’三阶防控系统，实现对光伏直流安全的重新定义。”李文浩强调道，当下，不少客户在选购逆变器等设备时，往往只关注效能、价格，却忽视了安全设计缺陷可能带来的隐性成本——这些成本不会体现在最初的报价单上，却可能在25年的生命周期中。
“安全才是最低成本的长期主义，阳光电源始终将安全置于首位。”李文浩提到。在2025年SNEC光伏展上，阳光电源推出1+X2.0模块化逆变器和全球首款400kW+组串逆变器SG465HX，将众多系统级安全设计巧妙融入其中，为光伏行业带来了安全与效能的双重突破。
从前端的风险源头预防，到中端的态势实时感知，再到末端的故障可靠隔离，阳光电源的直流安全AI全域管理方案呈现出清晰的层级递进关系：每一层级既解决特定环节的安全问题，又为整个防护体系提供支撑，形成环环相扣的防护链条，而在其间每一步探索与突破，都在回应一个关乎客户切身利益的关键问题：如何确保用户电站资产在25年生命周期内免受直流拉弧等安全隐患的威胁。
在这个意义上，阳光电源所推动的，不仅是一场技术升级，更是一次行业价值逻辑的重新锚定——让安全从“可选配置”变为“必选项”，让可靠性成为丈量光伏产业未来的核心标尺。
来源：北极星太阳能光伏网(独家)
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202507/16/50003970.html
