北京人民电器厂有限公司董事长  南寅

　　个人简历

　　南寅，北京人民电器厂有限公司董事长，成立了包含三个子公司的首瑞（北京）投资管理集团有限公司，公司现有员工已超过1000人，2013年销售额达6亿元。倡导走自主创新之路，在技术方面制定了“打造全球特种电气研制基地”的企业发展战略，1998年率先提出“全选择性直流系统保护”理论，引领行业直流产品的发展方向。直流产品在常规领域（工业、化工、交通、通信等）及新能源领域（光伏、风电、核电等）均得到了广泛的应用，取得了客户的一致好评，奠定了直流产品在行业内的世界领先地位；在知识产权方面，截止到目前为止已授权的专利63项（其中发明专利11项），同时公司在2011年被认定为北京市专利示范单位。在企业的经营理念方面，创新性提出“尊严维护立身，精益执行立人，创新先驱立本，卓越绩效立世”的企业经营理念，引领公司快速发展。

　　在大型光伏并网发电系统中，为了减少光伏组件和逆变器之间的连线数量、便于维护、提高可靠性，降低成本，一般在光伏组件与逆变器之间增加直流汇流装置。

　　通过使用光伏阵列汇流箱，用户可以根据逆变器输入的直流电压范围，将一定数量的相同规格的光伏组件串联成一个光伏组件串列，再将若干个串列并联接入光伏阵列汇流箱，通过防雷器与断路器保护后输出，从而方便了后级逆变器的接入。

　　光伏直流配电柜的作用是二级汇流，即将前端汇流箱输出进行汇流后，接入并网逆变器直流输入侧，主要应用于大中型光伏系统，用来连接汇流箱与光伏逆变器，并提供防雷及过流保护、监测光伏阵列的单串电流、电压及防雷器状态，断路器状态等。

　　逆变器是将直流电变换成交流电的电子设备，由于太阳能电池发出的是直流电，当负载是交流负载时，逆变器是不可缺少的。逆变器按运行方式可分为独立运行逆变器和并网逆变器，独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统，将发出的电能馈入电网。

　　光伏汇流箱存在的问题如下：

　　1．为了满足正负极之间的安全爬电距离及电气间隙的要求，正、负极两组熔断器相隔一定的距离，呈上下或左右分布，导致了汇流箱的体积增大以及导线用量的增加。

　　2．熔断器正负极分开布置，如需增加接地检测功能，需要重新引线接到接地模块及霍尔传感器上，这样既浪费导线又占用空间。

　　3．熔断器旋转式插拔方式操作速度不及直接插拔的方式，且断开时只有一个断口，很难熄灭光伏系统1000V高电压，易造成人身电弧伤害，操作安全性低。

　　4．常规的塑壳断路器多采用多断点串联技术满足光伏系统的高电压需求，存在体积大、功耗高等问题。

　　以实例说明，在2台630A/MCCB并联的情况下，由于内阻不一致，分流不均，一台MCCB的电流过大，超过其动作电流值，造成此台MCCB误动作，此台MCCB脱扣后系统全部电流均加载到另一台MCCB上，则会导致另一台MCCB也脱扣，最终导致保护电器误动作。另外，一台MCCB误动作后，电流全部加载到另一台630A/MCCB上，此台产品承受临界分断电流，如产品临界分断能力差，有可能造成无法分断，最终导致逆变器柜起火烧毁，损失严重。

　　以实例说明，1台630A/MCCB控制4路直流柜汇流，另一台630A/MCCB控制3路直流柜汇流，两路分列运行。此种情况下，如逆变器柜处于一天中发电量最高且温度最高的环境下，有可能造成控制4路直流柜汇流的630A开关容量不够，造成开关误动作，给系统安全运行带来隐患。

　　鉴于这些问题，北京人民电器厂推出了2014二代光伏直流系统解决方案。其汇流箱体积缩小了40%（常规尺寸为500×600×200mm，新尺寸为450×550×150mm），提高了逆变器柜的空间利用率，降低成本，间接提高了经济效益。其特点是正负极上下叠加布置、满足电流循环要求、满足极端环境要求、可带电操作、插拔时同时形成四个断口。

　　汇流箱应用了新型接地检测模块，光伏串的故障位置能够准确定位，现场工作人员可迅速确定故障位置，降低工作量的同时也提高了系统的安全性。主控模块能够实时检测正负母线对地电压值，判断是否投切自身平衡电阻到正负母线，在系统中有其他的接地平衡电阻时自动退出自身的平衡电阻，否则自动投切自身的平衡电阻，实现自适应在线绝缘检测。

　　电流采集模块包括MCU处理电路和霍尔元件处理电路，两个部分之间采用接插件连接，霍尔元件电路采用可更换独立式电路板结构，每一路光伏组件串对应的霍尔元件电路板为一块独立的电路板，可分别通过插拔方式自由地接入同一块电路板或从该电路板卸下。

　　应用新型电流检测模块，其特点是：高精度电流测量，可在标准规定的温度等环境范围内准确测量各路电流；数字化接口设计，可通过通信的方式输出各路电流的测量值；小型化，以最小的体积实现电流模块的各项功能，提高了汇流箱的空间利用率，降低了成本，间接提高了经济效益；组件化，可通过插拔的方式灵活、快速地配置需要的汇流路数，故障时仅更换故障回路即可，无需更换整块电路板，降低维护成本；完善的自诊断设计，可自动检测产品内部关键线路或器件的故障，便于维护，提高了系统的安全性。

　　采用了新型二代光伏专用直流断路器，其特点是：低功耗，2P/DC1000V，内阻减小一半；双向电流保护，正反方向电流均可以满足分断能力和临界电流需求；两极DC1000V，大开距强吹弧设计，实现单极DC500V工作电压；小体积，宽度仅为90mm，较四极产品降低50mm。

　　以低功耗实例分析（500kW逆变器），常规光伏系统直流侧功耗费用共计30322.1元。新型光伏系统直流侧功耗费用共计15466.6元。由以上数据可知：新型光伏系统直流侧功耗费用相对于常规光伏系统可降低50%。同时，伴随着功耗的降低随之带来的汇流箱、直流柜和逆变器柜中的温度也会有一定程度的降低，间接提高了光伏系统内其它组件的使用寿命。

　　目前，北京人民电器厂有限公司的光伏解决方案已被包括五大电投等用户广泛采用，截止2014年1月已有超过13GW光伏项目采用了公司的光伏解决方案。

　　（本文根据作者会议PPT编辑而成，未经本人审阅）