光伏逆變器是專(zhuān)用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域的逆變器，是光伏系統(tǒng)中不可缺少的核心部件，其很大的作用在于將太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的直流電通過(guò)電力電子變換技術(shù)轉(zhuǎn)換為能夠直接并入電網(wǎng)、負(fù)載的交流能量。

目前通用的光伏逆變器種類(lèi)為：集中逆變器、組串逆變器，和微型逆變器。

集中式逆變器

集中式逆變器一般用于日照均勻的大型廠房，荒漠電站，地面電站等大型發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)總功率大，一般是兆瓦級(jí)以上。應(yīng)用集中式逆變器的光伏電站系統(tǒng)主要器件對(duì)比：光伏組件，直流電纜，匯流箱，直流電纜，直流匯流配電，直流電纜，逆變器，隔離變壓器，交流配電，電網(wǎng)。

集中式逆變器的優(yōu)點(diǎn)：

1、逆變器數(shù)量少，便于管理。

2、逆變器元器件數(shù)量少，可靠性高。

3、諧波含量少，直流分量少電能質(zhì)量高。

4、逆變器集成度高，功率密度大，成本低。

5、逆變器各種保護(hù)功能齊全，電站安全性高。

6、有功率因素調(diào)節(jié)功能和低電壓穿越功能，電網(wǎng)調(diào)節(jié)性好。

集中式逆變器的缺點(diǎn)：

1、安全問(wèn)題：集中式方案中采用直流匯流箱,由于內(nèi)置直流支路熔絲，存在不斷起火的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)橹灰泄庹仗?yáng)能板就會(huì)處于工作狀態(tài)。對(duì)于分布式屋頂廠房來(lái)說(shuō)，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。不僅電站本身經(jīng)濟(jì)收益受影響，更關(guān)鍵的是會(huì)影響到廠房的其他設(shè)備，給業(yè)主帶來(lái)非常大的損失。

2、不規(guī)則屋頂，采用單個(gè)500KW逆變器無(wú)法充分利用屋頂面積。逆變器經(jīng)常處于過(guò)載或者輕載或者超配、欠配的情況。

3、多個(gè)朝向的屋頂，電池板有部分陰影遮擋導(dǎo)致組串的不一致性，單路MPPT導(dǎo)致發(fā)電量相對(duì)較低;同時(shí)，各路組串的失配損失也將導(dǎo)致發(fā)電量的損失。

4、逆變器需要專(zhuān)業(yè)工程師維護(hù)，單個(gè)逆變器故障對(duì)發(fā)電量影響較大，對(duì)維護(hù)人員的安全也帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)，備件種類(lèi)較多，故障定位及修復(fù)3天以上,嚴(yán)重影響客戶(hù)發(fā)電收益。直流匯流箱故障率高，無(wú)法監(jiān)控到每路組串，增加故障定位時(shí)間，由于熔絲揮發(fā)，故障率、維護(hù)成本高，需要定期更換維護(hù)；線路復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)加工的接頭多，故障率高；部分項(xiàng)目前運(yùn)行1-2年后，有效發(fā)電率低于90%。

5、集中式方案需要逆變器房和相應(yīng)土建工程，同時(shí)需配套相應(yīng)的風(fēng)機(jī)，風(fēng)道，煙感，溫感等設(shè)備，而如果在傳統(tǒng)的廠房屋頂安裝光伏電站，其配電室不一定能夠安置下體積龐大的500K Wp集中式逆變器。同時(shí)不但增加了施工復(fù)雜度，還加大了初始投資和運(yùn)維成本。

6、集中式逆變器需強(qiáng)制風(fēng)冷，機(jī)房消耗電力大，平均至少300W以上，需要定期掃灰，風(fēng)扇維護(hù)和防塵網(wǎng)更換。

7、集中式逆變器MPPT電壓范圍窄，一般為450-820V，組件配置不靈活。在陰雨天，霧氣多的部區(qū)，發(fā)電時(shí)間短。

8、集中式并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中無(wú)冗余能力，如有發(fā)生故障停機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)將停止發(fā)電。

組串式逆變器

組串式逆變器適用于中小型屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)，小型地面電站。應(yīng)用組串式逆變器的光伏電站系統(tǒng)包括組件，直流電纜，逆變器，交流配電，電網(wǎng)。

組串式逆變器的優(yōu)點(diǎn)：

1、組串式逆變器組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可分散室外就近安裝，根據(jù)屋頂容量選擇合適的逆變器靈活組合，充分利用屋頂面積，增加投資收益。

2、設(shè)備種類(lèi)簡(jiǎn)單，節(jié)省投資。直流匯流箱、直流配電柜、隔離變壓器、機(jī)房和相關(guān)土建工程可全部省去，同時(shí)降低現(xiàn)場(chǎng)施工組織難度、縮短工期。綜合計(jì)算，組串式逆變器系統(tǒng)土建工作量?jī)H為集中式逆變器系統(tǒng)的1/4。從安全可靠性而言，避免了傳統(tǒng)集中式方案直流側(cè)著火無(wú)法撲滅的風(fēng)險(xiǎn)。

3、組件不一致性對(duì)發(fā)電量影響較小，逆變器自用電少，組串式自耗電功率為20W，僅為集中式的1.3%，根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的測(cè)試，組串式方案系統(tǒng)效率約比集中式方案至少高5% 左右。

4、每臺(tái)逆變器具備3路獨(dú)立MPPT，對(duì)每一路單獨(dú)跟蹤，單路故障影響小，精細(xì)化管理每路電池板輸出，全系統(tǒng)發(fā)電量高。當(dāng)出現(xiàn)部分遮擋、部分污損、部分故障時(shí)，除了受影響部分的發(fā)電量有影響以外，其余部分依然可以保證很大功率輸出。

5、組串式逆變器無(wú)需專(zhuān)業(yè)工程師維護(hù)，設(shè)備模塊化,現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，20分鐘可完成一臺(tái)逆變器的更換，無(wú)需專(zhuān)業(yè)人員值守，實(shí)現(xiàn)“傻瓜式”維護(hù)。單臺(tái)逆變器故障對(duì)發(fā)電量影響較低，系統(tǒng)可靠性和年可用率較高，逆變器年故障率小于0.5%。

6、每臺(tái)逆變器可實(shí)現(xiàn)6路組串智能監(jiān)測(cè)，減少故障定位時(shí)間80%，獨(dú)立偵測(cè)每一路輸入的電壓和電流，可實(shí)時(shí)采樣組串電流、電壓，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路故障、組件故障、遮擋等問(wèn)題。通過(guò)組串橫向比較、氣象條件比較、歷史數(shù)據(jù)比較等，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。而且可以和后臺(tái)網(wǎng)管配合，提供自動(dòng)運(yùn)維建議，如清洗、組串匹配優(yōu)化、逆變器協(xié)同等。

7、組串式逆變器MPPT電壓范圍寬，一般為250-800V ，組件配置更為靈活，在陰雨天，霧氣多的部區(qū)，發(fā)電時(shí)間長(zhǎng)。

8、逆變器免維護(hù)，自然散熱，自耗電小，IP65 ，能在雨水，風(fēng)沙和鹽霧環(huán)境下可靠運(yùn)行。目前國(guó)內(nèi)主流的組串式逆變器都已經(jīng)達(dá)到IP65 ，比如華為的組串式逆變器機(jī)身采用全鋁一體封閉式外殼，無(wú)外置風(fēng)扇設(shè)計(jì)，逆變器外殼噴涂高耐候室外型涂層保護(hù)，散熱器采取加厚陽(yáng)極氧化氧化工藝，以及所有安裝部件采取不銹鋼等耐腐蝕材料，真的實(shí)現(xiàn)了 IP65防護(hù)，從而滿足在鹽霧和高濕環(huán)境下的應(yīng)用。

組串式逆變器的缺點(diǎn)：

1、電子元器件較多，功率器件和信號(hào)電路在同一塊板上，設(shè)計(jì)和制造的難度大，可靠性稍差。

2、功率器件電氣間隙小，不適合高海拔地區(qū)。戶(hù)外安裝，風(fēng)吹日曬很容易導(dǎo)致外殼和散熱片老化。

3、不帶隔離變壓器設(shè)計(jì)，電氣安全性稍差，不適合薄膜組件負(fù)極接地系統(tǒng)，直流分量大，對(duì)電網(wǎng)影響大。

4、多個(gè)逆變器并聯(lián)時(shí)，總諧波高，單臺(tái)逆變器THDI可以控制到2%以上，但如果超過(guò)40臺(tái)逆變器并聯(lián)時(shí)，總諧波會(huì)迭加，而且較難遏制。

5、逆變器數(shù)量多，總故障率會(huì)升高，系統(tǒng)監(jiān)控難度大。

6、沒(méi)有直流斷路器和交流斷路器，沒(méi)有直流熔斷器，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，不容易斷開(kāi)，組件組串短路會(huì)造成嚴(yán)重事故。

7、單臺(tái)逆變器可以實(shí)現(xiàn)零電壓穿越功能，但多機(jī)并聯(lián)時(shí)，零電壓穿越功能、無(wú)功調(diào)節(jié)、有功調(diào)節(jié)等功能實(shí)現(xiàn)較難。

8、10MW電站使用組串式逆變器需要300-400臺(tái)，按照電氣供電可靠性理論，電站故障率是使用500KW逆變器10倍以上。

9、由于受?chē)?guó)內(nèi)人工施工水平限制，會(huì)出現(xiàn)接錯(cuò)、反接、松接、虛接等問(wèn)題，而且單個(gè)逆變器有10個(gè)接點(diǎn)，400臺(tái)逆變器就有4000個(gè)接點(diǎn)，只要有某些檢查不到位，1000 V直流電壓的條件下，直流拉弧現(xiàn)象會(huì)很?chē)?yán)重，燒毀機(jī)器的現(xiàn)象會(huì)經(jīng)常發(fā)生。

10、組串式電站規(guī)模越大，通訊節(jié)點(diǎn)越多，綜合繼保系統(tǒng)要重新設(shè)計(jì)。

11、組串式逆變器在4CTC的環(huán)境溫度的條件下，才能達(dá)到滿額運(yùn)行，每上升10°C會(huì)降額5% ，500KW逆變器可以在55°C的環(huán)境溫度的條件下1：1.1滿額運(yùn)行。

12、組串式逆變器比集中式逆變器成本每W高出0.15-0.2元。

13、由于并網(wǎng)逆變器的控制特許一實(shí)時(shí)追蹤電網(wǎng)電壓，西北電站電網(wǎng)電能質(zhì)量本身就很差，所以諧波會(huì)比較大，電網(wǎng)公司很排斥。

在傳統(tǒng)的PV系統(tǒng)中，每一路組串型逆變器的直流輸入端，會(huì)由10塊左右光伏電池板串聯(lián)接入。當(dāng)10塊串聯(lián)的電池板中，若有一塊不能良好工作，則這一串都會(huì)受到影響。

微型逆變器的優(yōu)點(diǎn)：

1、安裝簡(jiǎn)單：積木式安裝方式，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)安裝步驟，單電纜接入配電柜。

2、投資節(jié)省：無(wú)直流部分設(shè)計(jì)、相關(guān)零部件，節(jié)省系統(tǒng)成本及無(wú)相關(guān)直流端線路損耗。

3、系統(tǒng)安全：沒(méi)有直流高壓，系統(tǒng)安全性高，無(wú)人身及火災(zāi)隱患。對(duì)于采用集中式與組串式逆變器的光伏電站系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開(kāi)后，盡管交流端輸出為0V ,但直流端電壓仍然保持600-1000V，而采用微型逆變器的光伏電站直流端電壓僅30-40V。

4、管理智能：世界范圍內(nèi)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以監(jiān)控每塊組件的工作情況?？梢约皶r(shí)、直接觀察到出故障的組件及微逆，及時(shí)解除系統(tǒng)故障。

5、使用環(huán)境：微逆及監(jiān)控設(shè)備無(wú)需專(zhuān)用機(jī)房，微逆使用環(huán)境為戶(hù)外，節(jié)省場(chǎng)地成本及無(wú)需專(zhuān)人照看。

6、多發(fā)電：微逆系統(tǒng)單組件級(jí)的MPPT功能，有效解決組件間不匹配性。可以多朝向，多種型號(hào)組件可以相互連接，系統(tǒng)發(fā)電量很大化。有效解決由于建筑結(jié)構(gòu)，部分組件污漬，遮擋造成相應(yīng)系統(tǒng)功率下降的問(wèn)題，系統(tǒng)效率很大可達(dá)90%。

7、微逆系統(tǒng)穩(wěn)定性更好，單機(jī)設(shè)計(jì)使用壽命可長(zhǎng)達(dá)25年，減少相關(guān)直流端接頭，相應(yīng)減少其帶來(lái)的安裝及設(shè)備失效隱患，單組件故障對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有影響，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，完全工作時(shí)間保證。

微型逆變器的缺點(diǎn)：

1、系統(tǒng)單位造價(jià)明顯比集中式逆變器及組串式逆變器高很多。

2、逆變器維修成本較高。

常州麗曜光電科技有限公司