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為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)，可再生能源發(fā)電系統(tǒng)已然成為各界矚目的熱點(diǎn)。其中光伏發(fā)電成本低廉且安裝簡(jiǎn)便，愈發(fā)受到青睞與追捧。
光伏（PV）系統(tǒng)電壓升高的原因
■ 減少電力傳輸過程中的能量損耗
將發(fā)電系統(tǒng)從1000V升級(jí)到1500V能夠提高發(fā)電效率。當(dāng)電流較大時(shí)，電力傳輸過程中的能量損失就會(huì)較高。提高電壓并降低電流能夠減少能量損失。因此，光伏系統(tǒng)正朝著更高電壓進(jìn)行升級(jí)，目的是盡可能降低損失，并大限度地利用所產(chǎn)生的電能。
■ 成本
1500V光伏系統(tǒng)的成本比1000V光伏系統(tǒng)更低。由于1500V系統(tǒng)中的光伏電池組串?dāng)?shù)量相較于1000V系統(tǒng)大約減少了75%，所以匯流箱、逆變器的數(shù)量以及電纜的長(zhǎng)度都能相應(yīng)減少。
圖1：1000kW光伏電站中1000V和1500V系統(tǒng)示例
由于成本更低，1500V系統(tǒng)作為更為常見的1000V系統(tǒng)的替代方案，其受歡迎程度正不斷提升。
光伏組件測(cè)量等級(jí)
由于光伏系統(tǒng)設(shè)施的電壓以及瞬態(tài)過電壓正變得越來越高，與維護(hù)操作相關(guān)的危險(xiǎn)性也在不斷增加。安全標(biāo)準(zhǔn)EN61010系列依據(jù)測(cè)量位置將測(cè)量劃分為CAT II（測(cè)量等級(jí) II）、CAT III（測(cè)量等級(jí)III）以及CAT IV（測(cè)量等級(jí)IV）。等級(jí)的確定是基于對(duì)地額定電壓、電流容量以及測(cè)量點(diǎn)出現(xiàn)的瞬態(tài)過電壓情況。圖2和表1展示了測(cè)量位置和測(cè)量等級(jí)。
此外，依據(jù)《光伏（PV）組件安全鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（IEC 61730 - 1），光伏組件被視作過電壓等級(jí)CAT III。因此，出于測(cè)量目的，需要使用被歸類為CAT III的儀器。
圖2：測(cè)量位置與測(cè)量等級(jí)
表1：測(cè)量等級(jí)及測(cè)量位置示例
■ 預(yù)期的瞬態(tài)過電壓
工廠及類似場(chǎng)所中的電力線路可能會(huì)出現(xiàn)供電電壓10倍的瞬態(tài)過電壓（沖擊電壓）。必須提前預(yù)估各測(cè)量點(diǎn)的瞬態(tài)過電壓情況，并且相關(guān)儀器需要具備能承受此類過電壓的安全設(shè)計(jì)。表2展示了依據(jù)對(duì)地電壓和測(cè)量等級(jí)列出的瞬態(tài)過電壓要求清單。被歸類為CAT III的1500V光伏系統(tǒng)，其瞬態(tài)過電壓為10000V。
表2：根據(jù)對(duì)地電壓和測(cè)量等級(jí)對(duì)瞬態(tài)過電壓的要求
HIOKI日置的解決方案
目前，1500V的太陽能裝置正變得越來越受歡迎，但隨著更大、更高效的系統(tǒng)出現(xiàn)，未來將需要能夠支持更高電壓的儀器。針對(duì)此類應(yīng)用在近期內(nèi)的發(fā)展前景，HIOKI日置研發(fā)了直流高壓測(cè)試探頭P2010，以支持CAT III的2000V測(cè)量。該產(chǎn)品經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，即便存在15000V的瞬態(tài)過電壓，也能安全地進(jìn)行測(cè)量。
■ P2010的特點(diǎn)
1.通過將P2010連接到HIOKI日置鉗形表或數(shù)字萬用表(DMM)，可以安全地測(cè)量高達(dá)CAT III 2000V的高壓。
2.測(cè)試線探頭尖端的直徑僅2.6mm，使其對(duì)斷路器及有覆蓋物的端子能夠更為容易地進(jìn)行探測(cè)。
■ 與P2010兼容的型號(hào)介紹
與P2010兼容的日置鉗形表和數(shù)字萬用表具有一項(xiàng)功能，該功能可通過轉(zhuǎn)換P2010降低后的電壓來直接讀取測(cè)量到的電壓值。
2000A AC/DC鉗形表CM4373-50
具備600A和2000A兩個(gè)量程，可用于測(cè)量范圍廣泛的光伏系統(tǒng)，從小型光伏裝置到大型光伏系統(tǒng)均可測(cè)量。
1000A AC/DC鉗形表CM4375-50
新設(shè)計(jì)的“纖薄型鉗口”，能靈活對(duì)應(yīng)擁擠、狹窄空間中的電流測(cè)量。
自動(dòng)判別AC/DC并測(cè)量，無需切換量程即可測(cè)量交流和直流電流及電壓，進(jìn)一步提升工作效率。
數(shù)字萬用表DT4261
高防塵防水等級(jí)（IP54），適用于戶外測(cè)量。
防止測(cè)試線誤插設(shè)計(jì)，保障安全安心測(cè)試（端子保護(hù)功能）
■ 與 GENNECT Cross 應(yīng)用程序（APP）連接
1. 無線通訊可避免人工記錄測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，節(jié)省人力的同時(shí)，還能大大地減少工時(shí)。
2. 在合格與否判定的同時(shí)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，即使在有許多測(cè)量點(diǎn)位的情況下，也能正確判定。
答案就是?支持 CAT III 2000V 的測(cè)試探頭搭配鉗形表
HIOKI日置的直流高壓測(cè)試探頭P2010，兼具體積小巧和高安全性。無需中斷電網(wǎng)，就能安全測(cè)量兆瓦級(jí)的光伏發(fā)電設(shè)備，通過與HIOKI日置鉗形表或數(shù)字萬用表配合使用，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)CAT III 2000V的高壓測(cè)量。
直流高壓測(cè)試探頭P2010，體積小巧、重量輕，單手即可操控，解決了過往產(chǎn)品笨重、便攜性差的問題。而且，由于采用了能夠承受2000V直流電的安全設(shè)計(jì)，該探頭可防止觸電和設(shè)備損壞。此外，P2010的長(zhǎng)尖探頭，使其能夠接觸位于接線盒深處的金屬端子，從而提高了工作效率。
AC/DC鉗形表CM4375-50擁有纖薄的鉗口，能輕松進(jìn)入線纜狹窄處，且自動(dòng)判斷交直流，高可測(cè)1000A的電流和1000V的交流電壓，與直流高壓測(cè)試探頭P2010配合使用時(shí)，可安全地測(cè)量高達(dá)CAT III 2000V的直流電壓。
CM4375-50的“直流高壓探頭”模式會(huì)依據(jù)P2010的輸出比率來轉(zhuǎn)換并顯示直流電壓，無需再對(duì)顯示值進(jìn)行換算。在對(duì)PV系統(tǒng)維保檢查期間，僅憑這一臺(tái)儀器，即可檢查各光伏組串的開路電壓(Voc) 和運(yùn)行電流。
開路電壓 (Voc) 和運(yùn)行電流
對(duì)大型太陽能設(shè)施進(jìn)行檢查工作時(shí)，該儀器小巧輕便，單手即可操控，即使與P2010一起使用，也擁有極高的便攜性。其緊湊、輕便的設(shè)計(jì)減輕了檢查工作的負(fù)擔(dān)。
結(jié)語
隨著規(guī)模更大且效率更高的系統(tǒng)投入使用，預(yù)計(jì)未來光伏系統(tǒng)的電壓等相關(guān)參數(shù)會(huì)更高。HIOKI日置將不斷創(chuàng)出能夠?qū)崿F(xiàn)安全、高效測(cè)量的解決方案。
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