随着新能源光伏储能产业的飞速发展,“关断”功能在越来越多的国家和区域成为光伏系统设计的强制要求。光伏系统的快速关断(Rapid ShutDown)的核心功能是快速关断每一块光伏组件之间的连接,在电气连接上将千伏级高压组串分离解耦成低压组件,保障光伏系统的维护和安全。
在没有配置快速关断功能的光伏系统火灾事故救援中,即使关闭了系统的电网侧电源,逆变器关闭,但光伏组串依然处在高压状态,而直流高压对人身安全是巨大的隐患,也导致光伏系统发生火灾时救援困难甚至无法救援,造成更大的经济损失甚至人员伤害。近年来,随着光伏系统新装容量的剧增,以及在网系统的老化,越来越多的火灾案例和应用经验加速推动 NEC在2017年对快速关断做了更严格的要求:在快速关断装置启动后30S内,距离光伏矩阵305mm边界范围外电压降低到30V以下,范围内电压降低到80V以下,实现“组件级关断”。最新2020版将“快速关断”的说法进一步修改扩大,要求光伏系统中具有“光伏危险控制系统”,使光伏系统的光伏组件在紧急情况下具有可控制性,实现组件级别的关断。
快速关断功能根据逆变器的类型不同而不同。对于集中式逆变器或者组串式逆变器,逆变器的每个组串电压最低600V,最高超过1500V,单组串连接几十块组件,则需要为光伏组件配置快速关断器,可以独立配置关断器,也可以采用接线盒内置关断器,每个快速关断器连接1至2个组件,当收到关断信号后,或者关断器自身检测到异常,关断器关断,使每块光伏组件处于开路状态,实现组串内的所有组件解耦。而对于采用了微型逆变器的光伏应用场景,微型逆变器端可自行断开与组件的连接,起到快速关断器的作用,如若微型逆变器连接的电压高出80V,也需要配置独立的快速关断器。
快速关断器的理念由NEC提出,并于2014年发布NEC2014 690.12《组件级自我关断解决方案》标准,目前包括美国、加拿大、墨西哥、澳大利亚、英国、德国和泰国等越来越多的国家强制要求新建的光伏系统安装快速关断系统,以减少在光伏系统中作业时的触电危险和救援风险。
美国科技公司Tigo Energy最早推出商用快速关断系统,并拥有快速关断核心技术和专利,能快速关闭大型工商业级的光伏电站。
Tigo RSS的发射器通过提高电力线通信 (PLC) 信号质量,减少了大型光伏系统中电磁干扰的影响(这种干扰会降低大规模系统中系统通信的有效性),其专利Pure Signal技术可与行业领先的第三方光伏逆变器产品相兼容,为太阳能安装商提供了安装灵活性,从而在全球光伏组件关断技术上处于强势领先地位。