华为&鉴衡认证：2023光伏电站智能安全技术白皮书（12页）.pdf

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1、白皮书光伏电站 智能安全 技术版权所有 2023 华为数字能源技术有限公司。保留一切权利。非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。免责声明本文档可能含有预测信息，包括但不限于有关未来的财务、运营、产品系列、新技术等信息。由于实践中存在很多不确定因素，可能导致实际结果与预测信息有很大的差别。因此，本文档信息仅供参考，不构成任何要约或承诺。华为数字能源可能不经通知修改上述信息，恕不另行通知。华为数字能源技术有限公司深圳市福田区香蜜湖街道香安社区安托山六路33号安托山总部大厦商标声明是华为技术有限公司的商标或者注册商标。在本手册中以及本手册描

2、述的产品中，、HUAWEI、以及出现的其他的商标、产品名称、服务名称以及公司名称，由其各自的所有人拥有。目 录CONTENTS背 景结语光伏电站安全问题及典型案例分析光伏电站电气安全问题总览典型电气故障及安全问题介绍与分析光伏电站智能安全设计智能光伏电气安全设计理念光伏电站电气安全设计框架及技术1背 景随着碳中和目标在全球范围内加速落地，以及各国对能源安全与能源独立的重视，光伏产业迎来了前所未有的“爆发式”增长。根据国际可再生能源署(IRENA)发布的最新报告，截至2022年底，全球累计光伏装机为1053GW。而中国光伏行业协会（CPIA）预测，在2023年2030年，国内年均新增光伏装机将达

3、到90GW以上，全球年均新增装机在250GW以上。光伏正逐渐替代传统能源，成为全球主力能源。安全，则是光伏行稳致远的根基。随着光伏组件电流、逆变器等关键设备容量和功率不断增加，以及光伏应用场景复杂多样化，如何保障电站端到端的系统安全受到全行业高度关注。光伏电站安全涵盖电气安全、并网安全、供电安全、网络信息安全、生态安全等方面。其中，与人身和财产安全息息相关的电气安全最受关注，也至为重要。传统的光伏电站安全防护通常围绕“全方位”、“无死角”、“快响应”的理念进行设计、强调管理制度的科学性与应对反应的及时性，而随着数字技术与电力电子技术的结合越来越紧密，需要借助数字化的手段实现安全管理的技术迭代。

4、本白皮书通过全面深入地分析光伏电站电气安全问题及事故案例，系统地介绍了光伏电站安全防护领域的最新技术与实践；旨在助力光伏电站智能安全防护技术的应用，促进产业快速、健康发展。01020304光伏电站安全中，电气安全事故发生频次最高、也最为复杂，对人员、设备及电站均构成威胁，需要整个行业携手应对。宏观上，应建立全局视角，端到端审视与分析各关键节点、链路的安全风险；微观上，需要对各种安全事故发生的根因进行深入剖析，有的放矢管控风险。光伏电气安全的故障源点和形式具有多、散、杂的特点，任何一块组件或一台设备及其电气连接，均可能成为故障源点并发生不同形式的安全事故。电气安全事故总览光伏电站21典型电气安全

5、事故介绍与分析光伏电站22接地故障是目前电站安全首当其冲的问题。根据第三方机构统计，超过一半的光伏电站火灾是由接地故障引起。在光伏电站中，光伏组件-汇流箱（如有）-逆变器-箱变之间的线缆大多为直接埋地铺设，而光伏组件、接线盒、直流电缆、汇流箱、逆变器、交流电缆、接线端子等各环节易出现绝缘层破损并与地面接触，引起输电导线对地绝缘下降。一旦形成漏电回路，将会造成局部发热或者电火花，严重时甚至会引发火灾等严重后果。针对接地问题，电站系统采取了一系列防范措施。当电站直流侧系统发生接地故障时，逆变器应能够检测出正极或负极绝缘异常，并通过光伏电站部署的通信系统，将故障信号发送至电站中央控制室的监控后台。随

6、着光伏电站逆变器直流组串接入回路数快速增加，传统集中式和组串式逆变器无法定位故障点具体组串位置，因此后续的故障点查找需要大量人工完成，尤其是在沙戈荒、流域、水面等复杂场景，运维更加困难，效率更低。在光伏电站的直流侧接地故障中，如果发生单点接地，由于没有构成接地电流的通路，对系统不会产生明显影响，但如果另外一个点同时发生接地故障，可能造成系统短路，导致设备故障损坏，严重影响电站安全。对于多极接地故障可能造成的严重影响，我们重点分析两点接地的典型故障风险与问题。03042光伏电站安全问题及典型案例分析图1 光伏发电系统电气事故图例接地故障0506下图为集中式方案中任意两个组串PV+同时接地的示意图