1、光伏逆變器專用于太陽能光伏發(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，其最大的作用在于將太陽能電池產(chǎn)生的直流電通過電力電子變換技術(shù)轉(zhuǎn)換為能夠直接并入電網(wǎng)、負(fù)載的交流能量。并網(wǎng)逆變器作為光伏電池與電網(wǎng)的接口裝置，將光伏電池的電能轉(zhuǎn)換成交流電能并傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，為了實現(xiàn)最佳方式的太陽能轉(zhuǎn)換，這勢必要求逆變器多樣化，這是由于建筑的多樣性導(dǎo)致太陽能電池板安裝的多樣性，同時為了使太陽能的轉(zhuǎn)換效率最高同時又兼顧建筑的外形美觀的緣故。目前通用的太陽能逆變方式為：集中逆變器、組串逆變器，多組串逆變器和組件逆變(微型逆變器)。集中逆變器集中逆變器設(shè)備功率在50KW到6

2、30KW之間，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用DC-AC一級電力電子器件變換全橋逆變，工頻隔離變壓器的方式，防護等級一般為IP20。體積較大，室內(nèi)立式安裝。一般用與大型光伏發(fā)電站(>10kW)的系統(tǒng)中，大量并行的光伏組串被連到同一臺集中逆變器的直流輸入端，一般功率大的使用三相的IGBT功率模塊，功率較小的使用場效應(yīng)晶體管，同時使用DSP轉(zhuǎn)換控制器來改善所產(chǎn)出電能的質(zhì)量，讓它非常接近于正弦波電流。其最大特點是系統(tǒng)的功率高，成本低。但由于不同光伏組串的輸出電壓、電流往往不完全匹配(特別是光伏組串因多云、樹蔭、污漬等原因被部分遮擋時)，采用集中逆變的方式會導(dǎo)致逆變過程的效率降低和電戶能的下降。同時整個光伏系統(tǒng)

3、的發(fā)電可靠性受某一光伏單元組工作狀態(tài)不良的影響。最新的研究方向是運用空間矢量的調(diào)制控制以及開發(fā)新的逆變器的拓?fù)溥B接，以獲得部分負(fù)載情況下的高效率。組串逆變器組串逆變器已成為目前國際市場上最流行的逆變器。其是基于模塊化概念基礎(chǔ)上的，每個光伏組串(1kW-5kW)通過一個逆變器，在直流端具有最大功率峰值跟蹤，在交流端并聯(lián)并網(wǎng)。很多大型光伏電廠都使用的是組串逆變器。其優(yōu)點是不受組串間模塊差異和遮影的影響，同時減少了光伏組件最佳點與逆變器不匹配的情況，從而增加了發(fā)電量。技術(shù)上的優(yōu)勢不僅降低了系統(tǒng)成本，也增加了系統(tǒng)的可靠性。同時，在組串間引入“主-從”的概念，使得在系統(tǒng)在單串電能不能使單個逆變器工作的情

4、況下，將幾組光伏組串聯(lián)系在一起，讓其中一個或幾個工作，從而產(chǎn)出更多的電能。多組串逆變多組串逆變是取了集中逆變和組串逆變的優(yōu)點，避免了其缺點，可應(yīng)用于幾千瓦的光伏發(fā)電站。其功率一般小于30KW，功率開關(guān)管采用小電流的MOSFET，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用DC-DC-BOOST升壓和DC-AC全橋逆變兩級電力電子器件變換，防護等級一般為IP65。體積較小，可室外臂掛式安裝。在多組串逆變器中，包含了不同的單獨的功率峰值跟蹤和直流到直流的轉(zhuǎn)換器，這些直流通過一個普通的直流到交流的逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，并網(wǎng)到電網(wǎng)上。光伏組串的不同額定值(如：不同的額定功率、每組串不同的組件數(shù)、組件的不同的生產(chǎn)廠家等等)、不同的尺寸或

5、不同技術(shù)的光伏組件、不同方向的組串(如：東、南和西)、不同的傾角或遮影，都可以被連在一個共同的逆變器上，同時每一組串都工作在它們各自的最大功率峰值上。同時，直流電纜的長度減少、將組串間的遮影影響和由于組串間的差異而引起的損失減到最小。組件逆變器(微型逆變器)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，則這一串都會受到影響。若逆變器多路輸入使用同一個MPPT，那么各路輸入也都會受到影響，大幅降低發(fā)電效率。在實際應(yīng)用中，云彩，樹木，煙囪，動物，灰塵，冰雪等各種遮擋因素都會引起上述因素，情況非常普遍。而在微型逆變

6、器的PV系統(tǒng)中，每一塊電池板分別接入一臺微型逆變器，當(dāng)電池板中有一塊不能良好工作，則只有這一塊都會受到影響。其他光伏板都將在最佳工作狀態(tài)運行，使得系統(tǒng)總體效率更高，發(fā)電量更大。在實際應(yīng)用中，若組串型逆變器出現(xiàn)故障，則會引起幾千瓦的電池板不能發(fā)揮作用，而微型逆變器故障造成的影響相當(dāng)之小。微型逆變器是將每個光伏組件與一個逆變器相連，同時每個組件有一個單獨的最大功率峰值跟蹤，這樣組件與逆變器的配合更好。通常用于50W到400W的光伏發(fā)電站，總效率低于組串逆變器。這是因為是在交流處并聯(lián)，這就增加了交流側(cè)的連線的復(fù)雜性，維護困難。另一需要解決的問題是怎樣能更有效的與電網(wǎng)并網(wǎng)，最直接簡單的方法是直接通過普

7、通的交流電插座進行并網(wǎng)，這樣可減少成本和設(shè)備的安裝，但往往各地的電網(wǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)可能不允許這樣做，電力公司也極有可能反對發(fā)電裝置直接和普通家庭用戶的普通插座相連。另一與安全有關(guān)的因素是是否需要使用隔離變壓器(高頻或低頻)，或者允許使用無變壓器式的逆變器。這一逆變器在玻璃幕太陽能并網(wǎng)逆變器光伏并網(wǎng)逆變器墻中使用最為廣泛。日前，國家能源正式出臺了分布式光伏發(fā)電項目管理暫行辦法，與此早之前國家能源局面就召集了能源局相關(guān)各司及江、浙、滬發(fā)改委和能源局領(lǐng)導(dǎo)均有出席的高規(guī)格座談會，并在隨后的意見稿中明確提出了“將在2014年新建總量達12GW的光伏發(fā)電項目，其中8GW屬于分布式，4GW為地面電站。這無疑都反

8、映了政府主管部門力推分布式光伏發(fā)電，以壓制地面電站的無序擴張的決心。然后這種產(chǎn)業(yè)形態(tài)的實質(zhì)性轉(zhuǎn)變，反應(yīng)到光伏逆變器領(lǐng)域，則是產(chǎn)品與市場的雙重角力?！半m然大型逆變器在成本上有一定的優(yōu)勢，但隨著分布式光伏政策及細則的不斷出臺，傳統(tǒng)大型逆變器的體積大、不便搬運、直流電纜多、需加入?yún)R流箱和直流配電柜，雖然逆變器本身效率很高，相對整個電站效率偏低等缺點將暴露地更加明顯”。趙磊對記者說：從技術(shù)角度，對于相同容量的光伏電站，采用大型逆變器時MPPT較少，MPPT集中監(jiān)測，精確度較低;若采用組串式逆變器時，針對不同的安裝方式或每一串電池板都有一個MPPT精確監(jiān)測，組串間影響小，整體發(fā)電效率高;從商務(wù)角度：就以

9、前的市場來看，因為采用金太陽一次性補貼的商務(wù)運作方式，所以很多人在設(shè)計電站的時候只是考慮一次性的投資成本，所以選用大型逆變器，因為僅僅從逆變器本身是最便宜的。組串式逆變器的單瓦價格高于大型逆變器，因此業(yè)主往往會考慮使用大型逆變器;但是隨著技術(shù)成熟和市場變化，目前隨著新的補貼政策(度電補貼按照0.42元每千瓦時)的推出，綜合考慮組串型機型的價格有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，因此組串式逆變器與大型逆變器的市場格局正悄然發(fā)生著變化，隨著分布式電站的逐步興起，以組串型逆變器為主，微型逆變器為輔(在屋頂局部陰影附近或者局部電池板角度不一致選用)結(jié)合，將是未來分布式從整體電站考慮的最佳選擇了。那么我們面對一個500kWp

10、的屋頂光伏電站應(yīng)該如何進行逆變器的選型?特對這三種逆變器的優(yōu)缺點進行比較如下：集中式方案優(yōu)缺點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，一般是兆瓦級以上。應(yīng)用集中式逆變器的光伏電站系統(tǒng)主要器件對比：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)。集中式逆變器優(yōu)點：(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)

11、調(diào)節(jié)性好集中式逆變器缺點：1、安全問題。集中式方案中采用直流匯流箱，由于內(nèi)置直流支路熔絲，存在融不斷起火的風(fēng)險，因為只要有光照太陽能板就會處于工作狀態(tài)。對于分布式屋頂廠房來說，帶來嚴(yán)重的安全隱患。不僅電站本身經(jīng)濟收益受影響，更關(guān)鍵會影響到廠房的其他設(shè)備。給業(yè)主帶來非常大的損失。2、不規(guī)則屋頂，采用單個500KW逆變器無法充分利用屋頂面積。逆變器經(jīng)常處于過載或輕載或者超配、欠配的情況。3、多個朝向的屋頂，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)電量相對較低;同時，各路組串的失配損失也將導(dǎo)致發(fā)電量的損失。4、逆變器需要專業(yè)工程師維護，單個逆變器故障對發(fā)電量影響較大，對維護人員的安

12、全也帶來巨大挑戰(zhàn)，同時，備件種類較多，故障定位及修復(fù)3天以上，嚴(yán)重影響客戶發(fā)電收益。直流匯流箱故障率高，無法監(jiān)控到每路組串，增加故障定位時間，由于熔絲揮發(fā)，故障率、維護成本高，需要定期更換維護;線路復(fù)雜，現(xiàn)場加工的接頭多，故障率高;部份項目運行12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，同時需配套相應(yīng)的風(fēng)機，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500KWp集中式逆變器。同時不但增加了施工復(fù)雜度，還加大了初始投資和運維成本。6、集中式逆變器需強制風(fēng)冷，機房消耗電力大，平均至少300W以上，需要定期掃灰，風(fēng)扇維

13、護和防塵網(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)電時間短。8、集中式并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中無冗余能力，如有發(fā)生故障停機，整個系統(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)。組串式逆變器優(yōu)點：1、組串式逆變器組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，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)備種類簡單，節(jié)省投資。直流匯流箱、直流配電柜、隔離變壓器、機房和相關(guān)土建工程可全部省去，同時降低現(xiàn)場施工組織難度

14、、縮短工期。綜合計算，組串式逆變器系統(tǒng)土建工作量僅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)著火無法撲滅的風(fēng)險。3、組件不一致性對發(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)實際項目的測試，組串式方案系統(tǒng)效率約比集中式方案至少高5%左右。4、每臺逆變器具備3路獨立MPPT，對每一路單獨跟蹤，單路故障影響小，精細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(如鳥糞)、部分故障時，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最大功率輸出。5、組串式逆變器無需專業(yè)工程師維護，設(shè)備模塊化，現(xiàn)場安裝調(diào)試簡單

15、，20分鐘可完成一臺逆變器的更換，無需專業(yè)人員值守，實現(xiàn)“傻瓜式”維護;單臺逆變器故障對發(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、每臺逆變器可實現(xiàn)6路組串智能監(jiān)測，減少故障定位時間80%，獨立偵測每一路輸入的電壓和電流，可實時采樣組串電流、電壓，及時發(fā)現(xiàn)線路故障、組件故障、遮擋等問題。通過組串橫向比較、氣象條件比較、歷史數(shù)據(jù)比較等，提高檢測準(zhǔn)確性。而且可以和后臺網(wǎng)管配合，提供自動運維建議，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)電時間長。8、逆變器免維護，自然散熱

16、(無風(fēng)扇設(shè)計-華為公司目前在這方面做的比較突出)，自耗電小，IP65，能在雨水，風(fēng)沙和鹽霧環(huán)境下可靠運行;目前國內(nèi)主流的組串式逆變器都已經(jīng)達到IP65，比如華為的組串式逆變器機身采用全鋁一體封閉式外殼，無外置風(fēng)扇設(shè)計(這點很關(guān)鍵，外置風(fēng)扇是逆變器中最容易出現(xiàn)故障和被腐蝕地方之一)，逆變器外殼噴涂高耐候室外型涂層保護，散熱器采取加厚陽極氧化氧化工藝，以及所有安裝部件采取不銹鋼等耐腐蝕材料，真正實現(xiàn)了IP65防護，從而滿足在鹽霧和高濕環(huán)境下的應(yīng)用。組串式逆變器缺點：1、電子元器件較多，功率器件和信號電路在同一塊板上，設(shè)計和制造的難度大，可靠性稍差。2、功率器件電氣間隙小，不適合高海拔地區(qū)。戶外型安

17、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，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，對電網(wǎng)影響大。4、多個逆變器并聯(lián)時，總諧波高，單臺逆變器THDI可以控制到2%以上，但如果超過40臺逆變器并聯(lián)時，總諧波會迭加。而且較難抑制。5、逆變器數(shù)量多，總故障率會升高，系統(tǒng)監(jiān)控難度大。6、沒有直流斷路器和交流斷路器，沒有直流熔斷器，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，不容易斷開，組件組串短路會造成嚴(yán)重事故;7、單臺逆變器可以實現(xiàn)零電壓穿越功能，但多機并聯(lián)時，零電壓穿越功能、無功調(diào)節(jié)、有功調(diào)節(jié)等功能實現(xiàn)較難。8、10MW電站使用組串式逆變器需要300400臺，按照電氣供電可靠性理論，電站

18、故障率是使用500KW逆變器10倍以上;9、由于受國內(nèi)人工施工水平限制，會出現(xiàn)接錯、反接、松接、虛接等問題，而且單個逆變器有10個接點，400臺逆變器就有4000個接點，只要有某些檢查不到位，1000V直流電壓的條件下，直流拉弧現(xiàn)象會很嚴(yán)重，燒毀機器的現(xiàn)象會經(jīng)常發(fā)生;10、組串式電站規(guī)模越大，通訊節(jié)點越多，綜合繼保系統(tǒng)要重新設(shè)計;11、組串式逆變器在40的環(huán)境溫度的條件下，才能達到滿額運行，每上升10會降額5%，500KW逆變器可以在55的環(huán)境溫度的條件下1：1.1滿額運行;12、組串式逆變器比集中式逆變器成本每W高出0.150.2元;13、由于并網(wǎng)逆變器的控制特許時時追蹤電網(wǎng)電壓，西北電站電

19、網(wǎng)電能質(zhì)量本身就很差，所以諧波會比較大，電網(wǎng)公司很排斥。微型逆變器優(yōu)點：1、安裝簡單：積木式安裝方式，簡化設(shè)計及現(xiàn)場安裝步驟，單電纜接入配電柜;2、投資節(jié)省：無直流部分設(shè)計、相關(guān)零部件，節(jié)省系統(tǒng)成本(零部件成本、安裝人力及時間成本、簡化設(shè)計)及無相關(guān)直流端線路損耗;3、系統(tǒng)安全：沒有直流高壓，系統(tǒng)安全性高，無人身及火災(zāi)隱患;對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)，通過網(wǎng)絡(luò)可以監(jiān)控每塊組件的工作情況;可以及時、直接觀察到出故障的組件及微逆，及時解除系統(tǒng)故障;5、使用環(huán)境：微逆及監(jiān)控設(shè)備無需專用機房，微逆使用環(huán)境為戶外(-40-+65)，節(jié)省場地成本及無需專人照看;6、多發(fā)電：微逆系統(tǒng)單組件級的MPPT功能，有效