FAQ.4 (DC side) - 直流侧

DC Side 直流侧:

Q1：直流侧支持的最高电压是多少？为什么通常提到 1500V？
A：SCS 系列逆变器的最大直流输入电压为 1500V DC 。1500V 系统是目前大型储能的主流趋势，因为它能显著降低系统成本和线损，提高效率。

Q2：逆变器的直流工作电压范围是多少？
A：工作电压范围因型号而异。例如，SCS 4400 UP-S 为 962V 至 1500V，而 SCS 4600 UP-S 则从 1003V 开始。在配置电池簇时，必须确保电池组的满充和放电截止电压都落在这个范围内。

Q3：直流输入端的短路电流限制是多少？
A：SCS 系列逆变器设计可承受极高的直流短路电流，通常超过 500 kA 。这为电池系统的选型提供了极大的灵活性，但在配置超过 500 kA 的方案时需联系 SMA 进行专项确认。

Q4：电池簇如何物理接入逆变器？
A：逆变器内部提供多个直流接线位。例如，SCS 系列可选配 22 对直流极柱（Fused single busbar），或采用分段式母排（Fused split busbar）。每个输入端都可以选配 900A 到 1250A 的熔断器进行过流保护。

Q5：逆变器如何与电池管理系统（BMS）通信？
A：逆变器集成了电池通信接口，支持 Ethernet 和 Modbus TCP 协议。它能与外部 BMS 或 EMS / SCADA 系统交互，实现对充放电逻辑、电池状态监控及安全保护的闭环控制。

Q6：在直流侧有哪些保护措施？
A：
- 断路点：集成直流负荷开关（DC load break switch）。
- 防雷：标配一级直流浪涌保护器（Type 1 Surge Arrester）。
- 绝缘监测：内置绝缘监控功能，确保系统对地安全。

Q7: 直流侧匹配的电压范围，直流母排的接线形式？
A: ≤ 1500VDC; 集中式母排 (仅一路正负接入)

Q8：如何设计电池舱与逆变器的配比（如一拖二、二拖一）？
A：在海外项目中，这取决于充放电倍率（C-rate）和能量转换效率。
- 一拖三（1台逆变器连接3个电池舱）：常见于 0.25C 系统 (例如SCS 4600UP-S对应3台5MWh电池舱)
- 一拖二：常见于 0.5C 系统
- 二拖三 / 一拖一：常见于 1C 或更高倍率系统。
- 设计注意点：必须核算逆变器的最大直流输入电流。例如，若逆变器的最大直流电流为 3500A，而两个 5MWh 电池舱并联后的峰值放电电流超过此值，则会触发逆变器限功率，导致项目收益达不到预期。

Q9：直流侧的“熔断器（Fuse）”规格如何选择？
A：北美和欧洲对安全间距要求不同。SMA 提供多种可选规格，包括 900A、1000A、1100A 或 1250A 的熔断器。选择时，熔断器的额定电流必须至少是电池簇额定电流的 1.25 倍，且需考虑高环境温度下的降额因素。

Q10：为什么直流侧的短路电流（Short-circuit current）在方案初审时很重要？
A：随着电池容量增大，直流侧短路电流剧增。SCS 逆变器可承受超过 500 kA 的直流短路电流。如果电池厂商提供的设计值超过这个量级，必须联系 SMA 进行特殊的系统安全性评估，否则可能无法通过当地的安全审查。

Q11：海外项目对直流侧的“接地系统”有何偏好？
A：大多数海外 1500V 储能系统采用 IT 接地系统（不接地系统），并配备内置的绝缘监测仪（Insulation Monitoring）。当发生第一点对地短路时，系统会发出报警但不会立即停机，这提高了系统的可靠性。

Q12：高海拔或高盐雾地区（如智利、澳洲沿海）需要特殊配置吗？
A：
- 高海拔：标准设备支持 1000 米至 2000 米，超过此高度需要考虑电压降额和空气绝缘强度降低的问题。
- 防腐：SMA 的外壳通常采用 RAL 9016/7004 涂层，具备极强的抗户外腐蚀能力。在极高盐雾地区，建议选配专门的防腐套件或安装在集装箱（MVPS）内。

Q13：5MWh 电池舱直流短路电流极高，逆变器直流侧保护如何分级？
A：这是方案评审的必考点。
- 电池侧：每个电池簇（String）有熔断器。
- 汇流侧：电池舱出口有直流断路器。
- 逆变器侧：SMA SCS 内部可选配 Fused Busbar。由于 5MWh 舱的短路电流可能突破 500kA，设计时需确认逆变器内部熔断器的额定分断能力（Icu）是否匹配，防止发生恶性电弧事故。

Q14：多舱并联接入一台逆变器时，如何解决“环流”和“压差”问题？
A：当两个 5MWh 电池舱并联至同一台 SCS 逆变器时，如果两舱 SOC（荷电状态）不一致导致压差过大，闭合直流开关瞬间会产生巨大环流。
- 方案建议：在设计中需通过外部 EMS 或 SMA Power Plant Manager 控制，在并网前执行“电压对齐”指令，或在直流侧增加单向隔离装置（取决于具体集成商方案）。

Q15：针对北美/澳洲项目，直流侧的“快速断开（Rapid Shutdown）”有要求吗？
A：北美项目（遵循 NEC 690.12）通常对屋顶系统有硬性要求，但在地面大型电站中，更多关注直流接地故障侦测（GFDI）。SMA SCS 内置了高精度的绝缘监测仪，能够实时侦测直流正负极对地绝缘，一旦数值低于设定阈值，会立即指令直流开关跳闸。