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新能源发展对低压电器提出更高要求

发布时间:2014-12-29 09:14:29 点击量:

        北极星输配电网讯:新能源的快速发展为产业延伸提供了发展机会,低压电器行业的产品领域可向光伏发电逆变器、新能源控制与保护系统、分布式电源、储能设备、直流开关电器设备等领域扩展,并能提供整体解决方案,这一领域是低压电器行业新的重要经济增长点。同时,光伏发电等新能源的快速扩容对低压电器可靠性,高电压、气候的适应性等提出了更高要求。
        近年来,随着国民经济的快速增长以及电力工业的迅猛发展,低压电器行业多年维持供销两旺局面,产品不仅在销售量上实现了较大幅度的提升,在产品种类和销售价格方面也均“有市有价”。根据前瞻产业研究院发布的《2015-2020年中国低压电器行业产销需求与投资预测分析报告》数据显示,截至2013年,中国低压电器行业已发展成为拥有1000多个产品系列、135余家规模以上企业,行业销售规模超过844亿元的产业。
        然而在受到国内外复杂多变市场形势、材料成本、人力成本不断上升的影响下,低压电器行业也暴露出一些问题,如拥有自主常识产权的新产品馈乏,大部分国内低压电器企业缺少完整的研发体系与平台,自主创新开发能力弱,导致产品缺少核心技术。
        另外,大部分低压电器企业产品主要集中在中低端及国内市场,缺乏中高端产品营销渠道和属于自己的国际化渠道。致使企业即使有了好的新产品也难以推向国内中高端市场或国际市场,企业在全球市场竞争中处于弱势。一方面,新能源光伏发电以及应用端的增多对低压电器行业来说无疑带来了利好,但另一方面也应看到,原有的低压电器产品已经不能适应新时期下新能源发电的各种需求,必须进行产品的升级换代。
        光伏系统主要由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、直流汇流装置、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备组成。光伏系统各环节都需要低压电器,如在光伏阵列里需要PLC、可逆接触器、马达开关等;光伏汇流箱和直流配电屏需要直流MCCB、直流MCB、SPD等;在交流配电屏、变压器、电网等环节需要ACB、MCCB、MCB、交流接触器和SPD等。
        以光伏发电系统为例,随着社会发展对能源要求的日益提高以及化石能储量的不断减小,太阳能光伏并网发电在能源供给中的作用越来越大。然而,由于光伏发电相对于传统发电技术存在较大的差异,其产品化以及应用推广还存在一系列的技术瓶颈需要克服。
        光伏对低压电器提出的要求有高电压、高防护、高海拔、大温差、高寿命、高可靠性等。因此,未来应用于光伏系统的低压电器必须提高材料绝缘水平、加大电气间隙、爬电距离,以提高绝缘耐压。增加断点、加大开距、产气吹弧、压力密封等措施,提高直流灭弧能力、保证直流电寿命。
        具体来说,高电压方面,光伏板串接数量增加,使额定工作电压增高,达DC500伏~1000伏,甚至DC1200伏,在较高的工作电压下运行的电器,需要承受更高的冲击电压。高防护方面,光伏电站常设置于沙漠或沿海或湿热地,因此要求高的防护等级,有的柜体要求达到IP65、IP66。高海拔方面,高原地区的光照丰富,所以光伏电站建于高海拔的多,传统电器的2000米海拔不能适应,海拔高,气压低,绝缘能力下降,散热条件降低。高寿命方面,光伏产品设计使用寿命一般都在20年左右,提高相应电器元件的工作寿命十分必要。高可靠方面,光伏电站或在高原地区,或以分布式的分散,维护相对困难,为减少维护成本,提高电器可靠性至关重要。
        为了适应不同的环境,应提高壳体配合精度,增加外部防护罩。减少发热,优化载流材料,优化焊接设备和焊接工艺。提高绝缘强度,采用高绝缘等级材料、优化结构设计。选用耐低温材料,运动机构采用宽温润滑脂,保证耐低温性。选用高级别(如军标级)电子器件,保证宽温段可靠性。在高可靠方面,可以引入可靠性工程,从材料选用、冗余设计到工艺优化严格控制。优化生产加工、检测设备,逐步实现向自动化、智能化发展。

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