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1、光伏逆變器選型的探討【摘要】分析光伏逆變器方案優(yōu)劣，提出了在逆變器選型時(shí)的一些注意事項(xiàng)及建議?！娟P(guān)鍵詞】集中式；組串式；集散式；一、引言隨著全國新能源的大發(fā)展，光伏電站建設(shè)日益增加，對(duì)其性能要求也在不斷提供提高，逆變器是光伏電站核心設(shè)備之一，針對(duì)目前光伏電站逆變器有多種形式，如何選用合適逆變器，筆者給出一些注意事項(xiàng)及建議。二、逆變器分類根據(jù)目前光伏市場情況，逆變器大致分為三類：集中式逆變器、組串逆變器、集散式逆變器。2.1集中式逆變方案集中式逆變是較傳統(tǒng)的方案，既電站的光伏組串經(jīng)過匯流箱匯流，能量輸送到逆變器后，再集中把電能從直流變
2、換成交流。集中式逆變方案的逆變器的功率等級(jí)一般較高，目前主流用的是額定功率500kW的逆變器（也有630kW和800kW的逆變器），一般以1MW作為一個(gè)發(fā)電單元，既1MW的光伏組件功率分別輸送到2臺(tái)500kW逆變器，再經(jīng)過一個(gè)雙分裂變壓器把電能輸送到主變，然后升壓并網(wǎng)。總的而言，集中逆變方案是集中MPPT,集中逆變。其拓?fù)淙缦聢D。圖1集中式光伏逆變方案拓?fù)鋱D雖然集中式逆變方案是太陽能清潔能源發(fā)電在中國發(fā)展初期的主流方案，經(jīng)歷了了市場大規(guī)模的考驗(yàn)，但從技術(shù)上看，其存在幾個(gè)不足的地方：(1)逆變器直流和交流側(cè)(既逆變器輸入輸出端)傳輸電
3、壓等級(jí)較低，直流側(cè)是MPPT電壓，滿功率時(shí)一般只有600V?700V;而交流輸出電壓為270V或315V。傳輸電壓等級(jí)低，線損大。(2)因?yàn)槭窃谀孀兤鲗?shí)現(xiàn)MPPT，因此，單臺(tái)500kW逆變器只具有1路或者2路MPPT,從而1MW發(fā)電單元具有2路或者4路MPPT。對(duì)于1MW發(fā)電單元下的200多串光伏組串，只有1或2路MPP跟蹤，很容易受現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境因素的影響(如陰影遮擋、組件傾斜角不一致，溫度、光照不一致等)，導(dǎo)致MPPT無法真實(shí)的反映組件最大功率點(diǎn)，導(dǎo)致發(fā)電損失。優(yōu)點(diǎn)是集中式逆變器單臺(tái)功率較大，用于地面大型光伏電站便于管理。2.2組
4、串式逆變方案組串式逆變是與傳統(tǒng)的集中式逆變的思路不同，既小能量的逆變，然后在并聯(lián)升壓并網(wǎng)，并非集中式的把電能集中后再做電能變換的思路。組串式逆變器的功率較小，一般是20kW?50kW，如果按1串光伏組串5kW來算，一個(gè)逆變器接4?8串光伏組串，1個(gè)1MW光伏逆變單元接50個(gè)左右的組串式逆變器。同時(shí)組串式逆變器具有多路MPPT功能，能極大的降低光伏電站復(fù)雜環(huán)境對(duì)發(fā)電量的影響?？偟膩碚f，組串式方案是分散MPPT，分散逆變。其拓?fù)淙缦聢D：圖2組串式光伏逆變方案拓?fù)鋱D雖然組串式組串式逆變器具有占地少，MPPT數(shù)量多等優(yōu)勢(shì)，組串式逆變方案也存
5、在著不足地方：(1)1個(gè)箱變下并聯(lián)40臺(tái)左右的組串式逆變器，存在著諧振的風(fēng)險(xiǎn)。(2)組串式逆變器靠近光伏組件安裝，其逆變后輸出交流電流是長距離低壓傳輸，傳輸損耗大。(3)組串式逆變器箱體小，功率密度高，對(duì)散熱要求極高。(1)因組串式逆變器結(jié)構(gòu)非常緊湊，如果出現(xiàn)故障一般需要整機(jī)替換，會(huì)極大的增加電站后續(xù)逆變器故障后的維護(hù)成本。2.3集散式逆變方案集散式逆變方案是在傳統(tǒng)的集中式逆變方案的基礎(chǔ)上做的改進(jìn)，主要特點(diǎn)是把MPPT前置到了匯流箱，并在匯流箱增加了MPPT功能。這樣，傳統(tǒng)的匯流箱不僅把組件匯聚過來電能做了DC/DC的升壓，而且增加
6、了MPP跟蹤功能，這樣的匯流箱市場上叫光伏控制器。集散式方案的逆變器不再是主流的500kW機(jī)型，而是1MW機(jī)型。集散式逆變方案拓?fù)淙缦聢D。圖3集散式逆變方案拓?fù)鋱D集散式逆變方案具備了集中式方案集中電能逆變的特點(diǎn)，也具備組串式分散MPPT的優(yōu)點(diǎn)，由于逆變器直流側(cè)和交流側(cè)的電壓都相應(yīng)抬升，其傳輸線損大大減小，單臺(tái)1MW逆變器相比兩臺(tái)500kW逆變器也減少了損耗，可以相應(yīng)提高發(fā)電量。三、逆變器選型注意事項(xiàng)及建議3.1額定輸出功率額定輸出功率表示光伏逆變器向負(fù)載供電的能力。額定輸出功率高的光伏逆變器可以帶更多的用電負(fù)載。選用光伏逆變器時(shí)應(yīng)首
7、先考慮具有足夠的額定功率，以滿足最大負(fù)荷下設(shè)備對(duì)電功率的要求，以及系統(tǒng)的擴(kuò)容及一些臨時(shí)負(fù)載的接入。3.2輸出電壓的調(diào)整性能輸出電壓的調(diào)整性能表示光伏逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓能力。一般光伏逆變器產(chǎn)品都給出了當(dāng)直流輸入電壓在允許波動(dòng)范圍變動(dòng)時(shí)，該光伏逆變器輸出電壓的波動(dòng)偏差的百分率，通常稱為電壓調(diào)整率。高性能的光伏逆變器應(yīng)同時(shí)給出當(dāng)負(fù)載由零向100%變化時(shí)，該光伏逆變器輸出電壓的偏差百分率，通常稱為負(fù)載調(diào)整率。性能優(yōu)良的光伏逆變器的電壓調(diào)整率應(yīng)小于等于±3%,負(fù)載調(diào)整率就小于等于±6%。3.3整機(jī)效率整機(jī)效率表示光伏逆變器自身功率損耗的大小
8、。容量較大的光伏逆變器還要給出滿負(fù)荷工作和低負(fù)荷工作下的效率值。一般KW級(jí)以下的逆變器的效率應(yīng)為80%?85%;10KW級(jí)的效率應(yīng)為85%?90%;更大功率的效率必須在90°/。?95%以上。逆變器效率高低對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)提高有效發(fā)電量
