隨著全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的不斷深入，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)覆蓋越來越廣泛，愈來愈多的建筑屋面上都安裝了光伏系統(tǒng)。一直以來，光伏電站“防直流電弧”和“防火災(zāi)”發(fā)生是光伏電站的難點、屋頂電站的痛點、政府關(guān)注的重點、社會輿論的焦點。出于對人身安全、財產(chǎn)安全和環(huán)境安全的考慮，各地政府開始陸續(xù)出臺安全規(guī)范政策，最大限度降低屋頂光伏火災(zāi)事故發(fā)生概率。

針對加裝在建筑屋頂上的光伏系統(tǒng)，2022年10月27日，東莞市發(fā)展和改革局辦公室發(fā)布了《東莞市發(fā)展和改革局分布式光伏發(fā)電項目建設(shè)管理辦法》文件，對全市范圍內(nèi)的分布式光伏發(fā)電項目的備案、建設(shè)、運維管理等方面提出了要求。

其中，“項目建設(shè)管理”章節(jié)中的第十六條明確要求：光伏項目必須具備組件級快速關(guān)斷及管理能力， 確保人員及財產(chǎn)安全。

近年來，光伏電站火災(zāi)事故頻發(fā)，這不僅損失電站財產(chǎn)、發(fā)電收益，嚴重時還會造成建筑物損壞和人身傷害，甚至蔓延到周邊環(huán)境，導(dǎo)致一系列次生災(zāi)害發(fā)生。

01火災(zāi)事故發(fā)生的原因

除建筑物本身事故外，直流電弧產(chǎn)生是光伏電站中造成火災(zāi)事故的主要原因，由于接點脫落、器件老化、絕緣破裂、接地不良等情況都會產(chǎn)生電弧。并且，直流電弧的危害遠遠大于交流電弧，因為直流電弧不存在過零點，一旦產(chǎn)生就會持續(xù)燃燒，很難熄滅，極易造成火災(zāi)事故。據(jù)統(tǒng)計，光伏電站過半數(shù)火災(zāi)事故是由直流電弧引起，隨著光伏組件規(guī)格越做越大，直流側(cè)系統(tǒng)功率和電流增強，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知電流增大一倍，短路點熱效應(yīng)增加4倍，引起火災(zāi)的風(fēng)險也極大地增加。

02什么是快速關(guān)斷

即快速關(guān)斷每一塊光伏組件之間的連接，這是美國國家電工規(guī)范(簡稱NEC) 提出的光伏電站安全保護概念，英文名為Rapid Shutdown（簡稱RSD）。以距離到光伏矩陣305mm為界限，在快速關(guān)斷裝置啟動后30S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，也就是要求實現(xiàn)“組件級關(guān)斷”。

03快速關(guān)斷的意義

在光伏電站中，光伏組件采用串聯(lián)方式形成直流高壓電路，一般達到1000V左右，即使系統(tǒng)停機時，光伏組件矩陣內(nèi)仍然存在千伏左右的直流高壓。尤其屋頂光伏電站，當光伏電站或建筑物發(fā)生火災(zāi)時，很難安全施救；在日常電站運維檢修或物業(yè)保養(yǎng)時，運檢人員也存在觸電風(fēng)險。如果屋頂光伏電站加裝組件級快速關(guān)斷器，在電站檢修或緊急情況下，快速關(guān)斷（RSD）功能將組件電壓降至安全電壓，實現(xiàn)組件級快速關(guān)斷，為檢修運維人員、消防員提供更高的人身安全保障。

   04如何防止火災(zāi)事故發(fā)生

光伏電站直流電弧故障是一種時常發(fā)生、隱蔽性強、具有發(fā)展性、可以引起災(zāi)難性后果的“慢性病”，類似于人體心腦血管疾病。對待慢性病的正確處理方式：準確診斷，跟進病情，精準治療，而不是頻繁手術(shù)。

現(xiàn)場關(guān)斷保護動作就像做手術(shù)，不能因小問題頻繁手術(shù)，隱患預(yù)警才是解決問題的正確途徑。要想徹底解決這些問題，需要把電弧故障檢測模塊安裝在組件上，并且實時數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，基于大數(shù)據(jù)分析，做到對電弧可知、可判、可控，并且及時預(yù)警，從而實現(xiàn)光伏電站“狀態(tài)檢修”和“亞健康”調(diào)理，避免重大事故發(fā)生。這樣，才能從根本上保障電站安全，現(xiàn)場關(guān)斷保護措施只是作為最后的安全保護屏障。

四合一功能：

  ●組件級快速關(guān)斷 

 ●組件級數(shù)字化管理

●組件級串聯(lián)電弧實時檢測、主動保護和故障定位

●并聯(lián)電弧和漏電實時檢測、主動保護和故障定位

當前逆變器上集成的電弧保護功能不夠完備，缺少并聯(lián)電弧和對地電弧檢測功能，并且無法定位故障位置，無法精準定位也就不能及時有效地處理。只有“組件級”電弧檢測和保護方案，才能覆蓋串聯(lián)電弧、并聯(lián)電弧和對地電弧，并且做到電弧故障精準定位，以便及時有效解決，從根本上防止火災(zāi)事故發(fā)生，實現(xiàn)屋頂光伏電站安全、高效運行。

我國光伏電站建設(shè)正在如火如荼地進行中，已經(jīng)走進千家萬戶與老百姓生產(chǎn)生活緊密相連，如何保障光伏電站的“安全性”正在引起全行業(yè)的高度重視。隨著央國企電力集團布局光伏產(chǎn)業(yè)，電站運行中的安全問題更是提高到重中之重的位置。要想有效解決這一問題，需要整個行業(yè)群策群力提出創(chuàng)新性解決方案，并且不斷完善相關(guān)標準和法規(guī)，并在后續(xù)電站建設(shè)中真正落實相關(guān)要求。