光伏电站价值提升策略之直流电缆研究及经济性选型

通过前几期光伏电站价值提升策略的分析，先后对逆变器选型、融资设计、运维部署、自清洁组件应用等进行了系统分析，同样电缆的选型和设计也是需要我们予以关注和重视的一个环节。目前业界对于光伏直流端电缆还是主要以铜电缆为主。笔者通过与安徽凌宇电缆科技有限公司总工程师余进通过长期的交流，认为或许在未来电站电缆选型中铝合金也会有一片天地。

我国对太阳能的利用具有天然的优势。

首先，国土幅员广袤，在西部光热资源丰富的地方，分布的大多是荒漠、戈壁滩等不利于其他开发价值的土地；

第二，我国产业制造的成本优势。可以这样说：如果没有中国制造，这个世界应用平价太阳能电的时间，将会起码延后10年以上的年限。我国太阳能光伏电站的建设热潮已到来，并将在相当长时间里，越来越热。下文将主要针对直流电缆的一些特性，并结合光伏电站的国内建设运营现状，提出一种高安全且更据经济性电缆选型方案。在整个光伏电站系统中，直流电缆占电缆的比重很高，对系统的稳定运行也起着相当重要的作用。光伏电站所处的环境大多比较恶劣，且多数情况下无人值守，产品需要达到25年以上的使用寿命。因此，产品的设计标准要求应该更高。太阳能光伏电站的直流传输用线，一般分两个部分，即太阳能组件之间以及到汇流箱的连接用线，这部分电缆有专门的要求及规范，我国基本采用德国标准委员会的（TUV）莱茵认证PV型电缆，产品成熟且共识；另一部分是直流汇流箱到逆变器之间的直流干线传输用线。这部分电缆占整个直流电缆的比重2/3以上，通常用一般交联低压电缆代替使用。但实际上直流电缆的使用特性和交流还是有很大的区别。下文中的直流电缆主要是指这部分电缆。

光伏系统直流干线电缆的使用特性及要求

直流干线是光伏组件系统经汇流箱汇流后到逆变器的传输用线。如果说逆变器是整个方阵系统的心脏，那么直流干线系统就是一条条主动脉。由于，直流干线系统采用不接地方案，如果电缆发生接地故障，将会给系统甚至设备带来相比交流大得多的危害，因此，光伏系统工程师对直流电缆的认识，要比其他行业电气工程师更为谨慎。综合各种电缆事故分析，我们得出电缆的接地故障占整个电缆故障的90-95%。

接地故障的主要原因有三种。第一，电缆制造缺陷，为非合格产品；第二，运行环境恶劣、自然老化、以及遭受外力破坏；第三，安装不规范，接线粗糙。接地故障的根本原因却只有一个---电缆的绝缘材料。光伏电站的直流干线运行环境比较恶劣。我国大型地面电站一般都在西部，这些地方一般都是荒漠、盐碱地以及昼间温差大，鼠害也比较严重，环境也会非常潮湿。电缆地埋敷设，电缆沟的填挖要求比较高；分布式电站电缆的运行环境也不比上述地面的要好，电缆会承受很高的温度，有技术人员测控，屋顶温度甚至能达到100-110℃的高温，电缆的防火阻燃要求，以及高温对电缆的绝缘击穿电压影响很大。因此，光伏电站直流干线电缆的选型设计要考虑以下几点：

1、 电缆的绝缘性能

2、 电缆的防潮、防寒以及耐候性

3、 电缆的耐热阻燃性能

4、 电缆的敷设方式

5、 电缆的导体材料（铜芯、铝合金芯、铝芯）

6、 电缆的截面规格

目前，我国光伏电站的直流干线电缆，大多采用一般低压交流电缆来代替，常用型号为ZR-YJV22 0.6/1kv、ZRYJY23 0.6/1kv,电缆大多数为铜芯电缆，也有些电站逐步开始采用铝合金导体的电缆，但电缆的绝缘材料基本还是按1kv低压电缆的标准生产。也就是说，我们的光伏系统工程师对直流电缆厉害关系有认识，但对电缆的技术方案并没有过多重视。