光伏逆变器选型的探讨

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1、光伏逆变器选型的探讨【摘要】分析光伏逆变器方案优劣，提出了在逆变器选型时的一些注意事项及建议。【关键词】集中式；组串式；集散式；一、引言随着全国新能源的大发展，光伏电站建设日益增加，对其性能要求也在不断提供提高，逆变器是光伏电站核心设备之一，针对目前光伏电站逆变器有多种形式，如何选用合适逆变器，笔者给出一些注意事项及建议。二、逆变器分类根据目前光伏市场情况，逆变器大致分为三类：集中式逆变器、组串逆变器、集散式逆变器。2.1集中式逆变方案集中式逆变是较传统的方案，既电站的光伏组串经过汇流箱汇流，能量输送到逆变器后，再集中把电能从直流变

2、换成交流。集中式逆变方案的逆变器的功率等级一般较高，目前主流用的是额定功率500kW的逆变器（也有630kW和800kW的逆变器），一般以1MW作为一个发电单元，既1MW的光伏组件功率分别输送到2台500kW逆变器，再经过一个双分裂变压器把电能输送到主变，然后升压并网。总的而言，集中逆变方案是集中MPPT,集中逆变。其拓扑如下图。图1集中式光伏逆变方案拓扑图虽然集中式逆变方案是太阳能清洁能源发电在中国发展初期的主流方案，经历了了市场大规模的考验，但从技术上看，其存在几个不足的地方：(1)逆变器直流和交流侧(既逆变器输入输出端)传输电

3、压等级较低，直流侧是MPPT电压，满功率时一般只有600V〜700V;而交流输出电压为270V或315V。传输电压等级低，线损大。(2)因为是在逆变器实现MPPT，因此，单台500kW逆变器只具有1路或者2路MPPT,从而1MW发电单元具有2路或者4路MPPT。对于1MW发电单元下的200多串光伏组串，只有1或2路MPP跟踪，很容易受现场复杂环境因素的影响(如阴影遮挡、组件倾斜角不一致，温度、光照不一致等)，导致MPPT无法真实的反映组件最大功率点，导致发电损失。优点是集中式逆变器单台功率较大，用于地面大型光伏电站便于管理。2.2组

4、串式逆变方案组串式逆变是与传统的集中式逆变的思路不同，既小能量的逆变，然后在并联升压并网，并非集中式的把电能集中后再做电能变换的思路。组串式逆变器的功率较小，一般是20kW〜50kW，如果按1串光伏组串5kW来算，一个逆变器接4〜8串光伏组串，1个1MW光伏逆变单元接50个左右的组串式逆变器。同时组串式逆变器具有多路MPPT功能，能极大的降低光伏电站复杂环境对发电量的影响。总的来说，组串式方案是分散MPPT，分散逆变。其拓扑如下图：图2组串式光伏逆变方案拓扑图虽然组串式组串式逆变器具有占地少，MPPT数量多等优势，组串式逆变方案也存

5、在着不足地方：(1)1个箱变下并联40台左右的组串式逆变器，存在着谐振的风险。(2)组串式逆变器靠近光伏组件安装，其逆变后输出交流电流是长距离低压传输，传输损耗大。(3)组串式逆变器箱体小，功率密度高，对散热要求极高。(1)因组串式逆变器结构非常紧凑，如果出现故障一般需要整机替换，会极大的增加电站后续逆变器故障后的维护成本。2.3集散式逆变方案集散式逆变方案是在传统的集中式逆变方案的基础上做的改进，主要特点是把MPPT前置到了汇流箱，并在汇流箱增加了MPPT功能。这样，传统的汇流箱不仅把组件汇聚过来电能做了DC/DC的升压，而且增加

6、了MPP跟踪功能，这样的汇流箱市场上叫光伏控制器。集散式方案的逆变器不再是主流的500kW机型，而是1MW机型。集散式逆变方案拓扑如下图。图3集散式逆变方案拓扑图集散式逆变方案具备了集中式方案集中电能逆变的特点，也具备组串式分散MPPT的优点，由于逆变器直流侧和交流侧的电压都相应抬升，其传输线损大大减小，单台1MW逆变器相比两台500kW逆变器也减少了损耗，可以相应提高发电量。三、逆变器选型注意事项及建议3.1额定输出功率额定输出功率表示光伏逆变器向负载供电的能力。额定输出功率高的光伏逆变器可以带更多的用电负载。选用光伏逆变器时应首

7、先考虑具有足够的额定功率，以满足最大负荷下设备对电功率的要求，以及系统的扩容及一些临时负载的接入。3.2输出电压的调整性能输出电压的调整性能表示光伏逆变器输出电压的稳压能力。一般光伏逆变器产品都给出了当直流输入电压在允许波动范围变动时，该光伏逆变器输出电压的波动偏差的百分率，通常称为电压调整率。高性能的光伏逆变器应同时给出当负载由零向100%变化时，该光伏逆变器输出电压的偏差百分率，通常称为负载调整率。性能优良的光伏逆变器的电压调整率应小于等于±3%,负载调整率就小于等于±6%。3.3整机效率整机效率表示光伏逆变器自身功率损耗的大小

8、。容量较大的光伏逆变器还要给出满负荷工作和低负荷工作下的效率值。一般KW级以下的逆变器的效率应为80%〜85%;10KW级的效率应为85%〜90%;更大功率的效率必须在90°/。〜95%以上。逆变器效率高低对光伏发电系统提高有效发电量