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一、正確選擇直流開關(guān)的幾條標準

如何為光伏系統(tǒng)選擇合適的直流開關(guān)呢？以下幾個標準可以作為參考：

1.盡量選擇大品牌，尤其是通過國際認證的品牌

光伏直流斷路器主要有歐洲的認證IEC60947-3(歐洲通用標準，亞太大多國家沿用)、UL 508(美國通用標準)、UL508i(針對光伏系統(tǒng)用直流開關(guān)美國標準)、GB14048.3(國內(nèi)通用標準)、CAN/CSA-C22.2(加拿大通用標準)、VDE0660。

目前國際大品牌都具備如上所有的認證，比如英國的IMO和荷蘭的SANTON，國內(nèi)的大多數(shù)品牌目前都只通過了通用性標準IEC60947-3。

2.選擇滅弧功能好的直流斷路器

滅弧效果是考核直流開關(guān)的最重要指標之一。真正的直流斷路器都有專門的滅弧裝置，可以帶載關(guān)斷。一般真正的直流斷路器的結(jié)構(gòu)設(shè)計比較特殊，手柄和觸頭沒有直接的連接，所以通斷的時候不是直接旋轉(zhuǎn)觸頭而斷開，而是有特殊的彈簧進行連接，當(dāng)手柄旋轉(zhuǎn)或者移動到一個特定點時觸發(fā)所有的觸頭“突然斷開”，因而產(chǎn)生一個非常迅速的通斷動作，使電弧時間持續(xù)比較短。
一般國際一線品牌的光伏直流開關(guān)的電弧持續(xù)幾個毫秒時間內(nèi)被滅掉，比如IMO的SI系統(tǒng)宣稱是在5個毫秒內(nèi)進行滅弧。而一般交流斷路器改良過來的直流斷路器電弧持續(xù)100毫秒以上。

3.耐高電壓和電流

一般光伏系統(tǒng)的電壓可能達到1000V(美國600V)，需要斷開的電流根據(jù)組件的品牌和功率、光伏系統(tǒng)連接方式是多串并聯(lián)還是多串獨立連接(多路MPPT)而不同。直流開關(guān)的電壓和電流由需要斷開的光伏陣列的串電壓和并電流決定。光伏直流斷路器在選型時參照如下經(jīng)驗:

電壓 = NS xVOC x 1.15(公式1.1) 電流=NP x ISC x 1.25(公式1.2) 其中

NS– 串聯(lián)電池板的數(shù)量

NP–并聯(lián)的電池組數(shù)量VOC–電池板開路電壓ISC – 電池板短路電流1.15和1.25是經(jīng)驗系數(shù)一般大品牌的直流開關(guān)都可以斷開1000V的系統(tǒng)直流電壓，甚至設(shè)計斷開1500V的直流輸入。大品牌的直流開關(guān)往往有大功率系列，比如ABB的光伏直流開關(guān)有上百安系列的產(chǎn)品，IMO專注于分布式光伏系統(tǒng)用直流開關(guān)，能提供50A，1500V的直流開關(guān)。而一些小廠家一般只能提供16A，25A的直流開關(guān)，其技術(shù)和工藝很難生產(chǎn)出大功率的光伏直流開關(guān)。

4.產(chǎn)品型號齊全

一般大品牌的直流開關(guān)有多種型號能滿足不同場合需求，有外置的、內(nèi)置的、端子通過串聯(lián)和并聯(lián)滿足多路MPPT輸入的、帶鎖和不帶鎖的、更有滿足多種安裝方式的比如底座安裝(安裝在匯流箱和配電柜中)，單孔和面板安裝等。

5.材料阻燃和防護等級高

一般直流開關(guān)的外殼、本體材料或者是手柄都是塑料，具有自身的阻燃特性，通常能達到UL94標準。質(zhì)量好的直流開關(guān)的外殼或者本體能滿足UL94 V-0標準，而手柄一般達到UL94V-2標準。

其次對于內(nèi)置于逆變器內(nèi)部的直流開關(guān)，如果外部有手柄可以進行開關(guān)，一般要求開關(guān)的防護等級至少滿足整機防護等級的測試要求。目前行業(yè)中應(yīng)用較多的組串型逆變器(一般小于30kW功率等級)一般都滿足IP65的整機防護等級，這就要求內(nèi)置直流開關(guān)和機器安裝時面板的密封性要求比較高。對于外置的直流開關(guān)，如果安裝室外，都要求滿足至少IP65的防護等級。

二、光伏系統(tǒng)中直流開關(guān)的選型步驟

光伏直流開關(guān)的選型一般通過關(guān)鍵參數(shù)初步估算并保證足夠的余量。光伏系統(tǒng)中光伏電池板本身的輸出功率受到天氣、環(huán)境溫度、逆變器功率點跟蹤等影響；其次，光伏逆變器本身有輸入功率的限制和保護，有最大容許輸入電壓，以及電流的限制和保護；最后直流開關(guān)本身的額定關(guān)斷能力和環(huán)境溫度也有關(guān)系。

環(huán)境一定的時候電池板(電池陣列)輸出受逆變器直流側(cè)功率跟蹤的影響，隨著電壓的升高，直流開關(guān)通斷電流的能力會下降(熱效應(yīng)影響)?？偟膩碚f使用的直流開關(guān)能通斷電池板實際輸出的電壓和電流,天氣、環(huán)境穩(wěn)定、逆變器的功率跟蹤等都需要考慮在內(nèi)。

最簡單的方法是選擇的直流開關(guān)(無論外置和內(nèi)置)滿足如上公式1.1和1.2的要求。由于電池板不可能工作在最大短路電壓和開路電流上，所以一般外置的直流開關(guān)使用最大功率點電壓和電流來做參考：

電壓 = NS xVMP x 1.15(公式1.3)

電流 = NP xIMP x 1.25(公式1.4)對于內(nèi)置的直流開關(guān),可能還會受到逆變器本身最大輸入電壓和電流的限制，所以為了合理節(jié)約系統(tǒng)成本，一般依據(jù)直流開關(guān)能通斷電池板實際輸出的電壓和電流，并不高于所選擇使用的逆變器的保護電壓和電流?？偟膩碚f，直流開關(guān)的通斷V-1曲線需要包絡(luò)逆變器允許輸入的直流電壓和電流曲線?？偟膩碚f光伏直流開關(guān)的選擇可以根據(jù)如下幾個步驟：

1.確定系統(tǒng)電壓

所選擇的直流開關(guān)允許最大電壓需要能達到光伏系統(tǒng)電壓要求。常見的有600V和1000V。一般接入單相逆變器的系統(tǒng)電壓最高為600V，三相組串型或者電站型逆變器的系統(tǒng)電壓最高為1000V。

2.確定獨立電池串的路數(shù)

如果是內(nèi)置的直流開關(guān)，由于集成在逆變器內(nèi)部，所以和逆變器獨立的MPPT數(shù)目有關(guān)系。常見的逆變器是單路MPPT、雙路MPPT，市面上也有少數(shù)三路MPPT的并網(wǎng)逆變器。一般逆變器功率等級在1kW-3kW的設(shè)計為單路MPPT；3kW-30kW為雙路MPPT，有少數(shù)公司也有三路MPPT的逆變器：大型逆變器100kW以上一般都是通過匯流箱匯流后輸入一路MPPT。逆變器獨立的MPPT數(shù)目決定了選擇的內(nèi)置直流開關(guān)的獨立通段對數(shù)。

如果是外置直流開關(guān)，可能和設(shè)計的系統(tǒng)組網(wǎng)有關(guān)系，可以選擇具有通斷多串電池板的外置直流開關(guān)或者選擇只能通斷一串電池板的外置直流開關(guān)。

3.確定電池串的電壓和電流

通過電池組串電壓和電流參數(shù),一般保險起見根據(jù)公式1.1和1.2計算，也可以根據(jù)公式1.3和1.4。如果對光伏逆變器的構(gòu)造比較了解，尤其是逆變器廠家在選擇內(nèi)置直流開關(guān)時，為了有效節(jié)約逆變器整機成本，可以通過研究逆變器出入直流電壓電流曲線來選擇，保證所選擇的直流開關(guān)曲線在各種天氣環(huán)境和溫度下都包絡(luò)逆變器輸入的直流開關(guān)和電流曲線。

4.分析使用的環(huán)境和安裝方式

根據(jù)使用的環(huán)境確定工作溫度，防護和防火等級，一般品質(zhì)好的直流開關(guān)工作穩(wěn)定可以在-40°到60°。常見的外置直流開關(guān)防護等級為IP65，內(nèi)置直流開關(guān)安裝后保證整機通過IP65。防火等級一般為外殼或者本體材料UL94V-0,手柄UL94V-2。安裝方式有面板安裝，底座安裝，單孔安裝等。

5.確定具體型號

如滿足上述1-4條件，接下來需要從所傾向的品牌中選擇具體型號。一般具體型號的規(guī)格是通過電流分段的，完全匹配的直流開關(guān)是很難找到的，一般留有一定的余量來選擇高于理論計算的規(guī)格的直流開關(guān)。常見有16A、25A和32A，有些大廠家會有40A、50A、600V或者1000V額定電壓等級。

隨著國內(nèi)光伏政策的明晰，光伏電站新增安裝的逐年增加，尤其是目前分布式光伏系統(tǒng)的啟動，個人住戶屋頂光伏系統(tǒng)的安裝將越來越流行。光伏直流開關(guān)將是這些系統(tǒng)安全性保障的最重要部件，光伏直流開關(guān)的可靠性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)電和收益，直接影響到光伏系統(tǒng)的安全可靠運行，所以選擇合格的光伏直流開關(guān)將至關(guān)重要。

目前國內(nèi)市場所謂的光伏直流開關(guān)多是一些交流開關(guān)或其改進產(chǎn)品，不是真正應(yīng)用在光伏系統(tǒng)中的具有安全滅弧、高功率切斷的直流開關(guān)。這些交流開關(guān)的滅弧能力、額定帶載切斷功率都遠遠不夠，容易導(dǎo)致過熱、漏電和火花，嚴重時甚至燒毀掉整個光伏電站。