為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的社會，可再生能源發(fā)電系統(tǒng)已然成為各界矚目的熱點。其中光伏發(fā)電成本低廉且安裝簡便，愈發(fā)受到青睞與追捧。

光伏（PV）系統(tǒng)電壓升高的原因

減少電力傳輸過程中的能量損耗

將發(fā)電系統(tǒng)從1000V升級到1500V能夠提高發(fā)電效率。當電流較大時，電力傳輸過程中的能量損失就會較高。提高電壓并降低電流能夠減少能量損失。因此，光伏系統(tǒng)正朝著更高電壓進行升級，目的是盡可能降低損失，并最大限度地利用所產生的電能。

成本

1500V光伏系統(tǒng)的成本比1000V光伏系統(tǒng)更低。由于1500V系統(tǒng)中的光伏電池組串數(shù)量相較于 1000V系統(tǒng)大約減少了75%，所以匯流箱、逆變器的數(shù)量以及電纜的長度都能相應減少。

圖1：1000kW光伏電站中1000V和1500V系統(tǒng)示例

光伏組件的測量等級

由于光伏系統(tǒng)設施的電壓以及瞬態(tài)過電壓正變得越來越高，與維護操作相關的危險性也在不斷增加。安全標準EN61010系列依據(jù)測量位置將測量劃分為CAT II（測量等級 II）、CAT III（測量等級 III）以及 CAT IV（測量等級 IV）。等級的確定是基于對地額定電壓、電流容量以及測量點出現(xiàn)的瞬態(tài)過電壓情況。圖2和表1展示了測量位置和測量等級。

此外，依據(jù)《光伏（PV）組件安全鑒定標準》（IEC 61730 - 1），光伏組件被視作過電壓等級 CAT III。因此，出于測量目的，需要使用被歸類為CAT III 的儀器。

圖2：測量位置與測量等級

表1：測量等級及測量位置示例

預期的瞬態(tài)過電壓

工廠及類似場所中的電力線路可能會出現(xiàn)供電電壓10倍的瞬態(tài)過電壓（沖擊電壓）。必須提前預估各測量點的瞬態(tài)過電壓情況，并且相關儀器需要具備能承受此類過電壓的安全設計。表2展示了依據(jù)對地電壓和測量等級列出的瞬態(tài)過電壓要求清單。被歸類為CAT III的1500V光伏系統(tǒng)，其瞬態(tài)過電壓為10000V。

表2：根據(jù)對地電壓和測量等級對瞬態(tài)過電壓的要求

HIOKI日置的解決方案

目前，1500V的太陽能裝置正變得越來越受歡迎，但隨著更大、更高效的系統(tǒng)出現(xiàn)，未來將需要能夠支持更高電壓的儀器。針對此類應用在近期內的發(fā)展前景，HIOKI日置研發(fā)了直流高壓測試探頭 P2010，以支持CAT III的2000V測量。該產品經(jīng)過專門設計，即便存在15000V的瞬態(tài)過電壓，也能安全地進行測量。

P2010的特點

1. 通過將 P2010 連接到 HIOKI日置鉗形表或數(shù)字萬用表 (DMM)，可以安全地測量高達CAT III 2000V的高壓。

2. 測試線探頭尖端的直徑僅2.6mm，使其對斷路器及有覆蓋物的端子能夠更為容易地進行探測。

與P2010兼容的型號介紹

與P2010兼容的日置鉗形表和數(shù)字萬用表具有一項功能，該功能可通過轉換P2010降低后的電壓來直接讀取測量到的電壓值。

2000A AC/DC鉗形表 CM4373-50

具備600A和2000A兩個量程，可用于測量范圍廣泛的光伏系統(tǒng)，從小型光伏裝置到大型光伏系統(tǒng)均可測量。

1000A AC/DC鉗形表 CM4375-50

● 新設計的“纖薄型鉗口“，能靈活對應擁擠、狹窄空間中的電流測量。

● 自動判別AC/DC并測量，無需切換量程即可測量交流和直流電流及電壓，進一步提升工作效率。

數(shù)字萬用表 DT4261

● 高防塵防水等級（IP54），適用于戶外測量。

● 防止測試線誤插設計，保障安全安心測試（端子保護功能）

與 GENNECT Cross 應用程序（APP）連接：

● 無線通訊可避免人工記錄測量數(shù)據(jù)時出現(xiàn)的錯誤，節(jié)省人力的同時，還能大大地減少工時。

● 在合格與否判定的同時進行連續(xù)測量，即使在有許多測量點位的情況下，也能正確判定。

隨著規(guī)模更大且效率更高的系統(tǒng)投入使用，預計未來光伏系統(tǒng)的電壓等相關參數(shù)會更高。HIOKI日置將不斷創(chuàng)出能夠實現(xiàn)安全、高效測量的解決方案。