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光伏逆变器的质量“生命线”

http://www.solar.hc360.com2015年07月30日11:52 来源:中国电力网T|T

    【慧聪太阳能网讯】2015年3月,微信圈一则“西北某光伏电站逆变器爆炸了!”令业内一片哗然(实际是自燃),据业主反映:因起火之前该地区遭受持续性的沙尘爆,灰尘的堆积导致长期散热受阻,最终引起内部器件自燃。2015年6月中山长虹光伏发电项目中一名施工人员在连接组件阵列时被直流电电击身亡。据了解,是组串的端子没接汇流箱就放屋顶上了,适逢广东连续几天暴雨,端子进水,施工人员碰到后发生了该事故。

    甚嚣尘上的光伏电站火灾事故发生后,虽然第一时间,包括逆变器、组件、电气系统供应商都极力撇清与事故的关系。但疏理包括鉴衡、TUV莱茵等行业研究机构事故后发布的报告不难发现,除却安装过程中的可控因素外,更多的事故出现在升压和强电部分,而这其中,逆变器和汇流箱成为事故的高发地。

    “光伏电站着火,或者光伏组件着火主要是由于直流拉弧造成的,而这其中集中问题最严重的一般是逆变器和汇流箱,”中山大学太阳能研究院电站研究室主任孙韵琳对记者表示,目前一些逆变器产品器件质量和规定不符合一般技术规定;同时在向业主交货后没有建立起电气连接周期性巡检和维护计划,来确保各器件的连接稳固可靠,避免造成由于短路拉弧造成的火灾隐患;甚至有些厂家在设备检测技术与流程上完全之后,很多检测过程都无法顺利完成就开始推向市场。

    偷梁换柱的逆变器

    对于逆变器以及汇流箱的安全问题,欧美国家和日本都有严格的规定,中国是世界光伏逆变器组装大国,并非没有能力完成高质量产品的生产。事实上,低质量的内销产品与高品质外销产品可能并存在同一工厂中。

    新疆哈密某电站技术人员潘峰(应被采访者要求,隐去真实姓名)告诉笔者,自己以前在逆变器厂家做技术人员的时候,同样功率的机器,向国内业主供应的机器的成本约为向国外业主供应机器的90%(同等机型),“这种成本上的差距导致了质量上的差距”。

    “下游客户-电站业主对逆变器单瓦压价压的太厉害,企业也是迫不得已,在模块上没有更多的成本操作空间,只能在器件上算些成本账,”潘峰明确表示,这种偷梁换柱的做法在前两年的逆变器行业非常普遍,如近两年很多故障出现在“电感器性能下降、电容器不稳定、塑料器件变脆劣化、寿命缩短、器件绝缘性能下降、散热性能下降、半导体器件失效”这些环节也是前几年种下的恶果。

    “在国内,你可以找到最好的器件;也可以找到与最好器件功能极度接近的器件,但却是完全不同的技术参数及技术保障。除非由专业技术工程师,否则包括业主在内的(外行人)、甚至一些从业时间稍短的采购人员都区分不出来。”潘峰表示。

    行业内的潜规则,大家都是心知肚明。但在一些大企业看来,这种现象并不具有代表性。

    “因为各个国家(地区)对逆变器的标准有差异,所以在阳光电源内部我们大致会这样分:以中国、欧洲、澳洲等地区的机型,和以北美和日本等地区的机型。这样划分的目的主要是因为当地的电网接入标准有差异。在阳光电源内部,不存在所谓的出口机型和内销机型的差别。对待国内外业主,阳光电源所采用的技术标准以及所有的内部器件都是一样的。”全球逆变器领军企业阳光电源市场总监张彦虎如是说。

    在张彦虎看来,从供应链管理,生产管理,备货管理来看,像阳光电源这样大的逆变器供应商业都希望是同一个物料清单,这样,生产效率相对高,而成本相对低。阳光电源也抱着积极的态度看待“友商”,希望没有这样的情况出现。

    尽管行业鱼龙混杂,但要找到好的器件也不是太难。但逆变器价格从0.48元/瓦下滑至目前的0.28/瓦只用了不到一年的时间,对于厂家来说,残酷的市场竞争是僧多粥少的典型写照。

    “国内很多业主的‘成本下降路线图’导致逆变器在内的三大系统(组件、逆变器、支架)企业在投标过程中非常难受,对于有些项目,食之无味,弃之可惜,你不做,也有公司做,你做不了这样的价格,有公司能做这样的价格。至于质量,使用寿命等,那是后面的事。”潘峰无奈地说道。

    据陕西某逆变器公司负责人介绍,中国市场的逆变器利润并不比一些新兴市场低多少,但是大量的边缘成本(例如投标成本,公关成本)吃掉了很大利润,使得一些逆变器厂家在生产环节的传统利润优势被“提前预支”。因此在不影响五年发电效能以及安全的前提下一些厂家采购期间时降低了标准,低成本器件必然造成电站后期发电过程中的隐患。

    “由于下游电站市场投资的唯价格论。如今的下游电站投资,一切投入都追求低价,甚至以最低价为荣。可是,任何产品要保证质量,都会有其最基本的成本是不可能突破的。唯价格论带来的结果,可想而知。”中国南车国家变流中心总经理任其昌之前在接受媒体采访时告诉笔者,“表面来看,是由于无序的价格竞争造成了目前的乱局。但根本上,还是因为行业缺少标准,或者说标准很宽泛,没有办法执行。”

    “国内订单与国际上一比,两者差距非常明显,价格低是一方面,另一方面是对质量的监测无法执行到位,”潘峰表示,国内客户对组件有入场监造这样的流程,同时组件供应商还需要提供材料清单,而对逆变器来说,并没有这样的质量控制流程,更多的是一些“纯感官签收”。

    检测与认证的无奈

    “有些业主想保障自己的中标的逆变器的产品质量也是心有余而力不足。”中国电力工程顾问集团西北电力设计院某负责人向笔者表示,“因为对于业主来说,他们不可能具体到每一个器件的使用寿命,这样的工作量也是受不了的。”

    由于逆变器里面的器件更多是来自上游器件厂家供应,要想完全控制质量,就需要对逆变器的整体技术以及组装流程有较为全面的掌握。

    “现在个别逆变器厂家假借‘降额设计’游说业主和设计院,尤其是在一些大的地面电站项目中,这种情况已经有出现。”该负责人表示,有些逆变器元器件的负荷应力是不能降额或者对最大降额有限制的,如电子管的灯丝电压、继电器线包的吸合电流是不能降额的,否则电子管的寿命要降低;有些元器件降额到一定程度时却得不到预期的降额效果。如薄膜电阻器的功率减额到10%以下时,一般二极管的反向电压减额到最大反向电压的60%以下时,失效率将不再下降;有些类型电容器的降额可能发生低电平失效,即当电容器两端电压过低时呈现开路失效,也就是说,降额不但不能使失效率下降,反而会使失效率增高。

    “降额系数的选择大部分是依靠试验数据和根据元器件使用的环境因子来确定,而不应该成为个别企业“抠”成本的忽悠招数”,该负责提醒国内业主总工:降额设计应当参考数学模型及基本失效率与温度、降额系数之间的关系曲线;降额曲线给出了为保证元器件可靠工作所选择的降额系数与温度之间的函数关系,当在该减额曲线上工作的半导体结温达到其最高结温时,其失效率仍然较高;应用减额图,即在减额曲线的下方,通过试验找到一条半导体结温较低的减额曲线;各种元器件的减额因子参见“国家标准”。

责任编辑:林桂珊

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