集中式逆變器與組串式逆變器選型之比較

國家能源局下放通知，2014年國內(nèi)光伏新裝總容量達14G，其中分布式8G，地面電站6G。分布式光伏電站將迎來一個前所未有的發(fā)展機會。國家電網(wǎng)對分布式光伏電站要求如下：單個并網(wǎng)點小于6MW，年自發(fā)自用電量大于50%；8KW以下可接入220V；8KW-400KW可接入380V；400KW-6MW可接入10KV。根據(jù)逆變器的特點，光伏電站逆變器選型方法：220V項目選用單相組串式逆變器，8KW-30KW選用三相組串式逆變器，50KW以上的項目，可以根據(jù)實際情況選用組串式逆變器和集中式逆變器。

　　逆變器方案對比：

　　集中式逆變器：設備功率在50KW到630KW之間，功率器件采用大電流IGBT，系統(tǒng)拓撲結構采用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。

　　組串式逆變器：功率小于30KW，功率開關管采用小電流的MOSFET，拓撲結構采用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。

　　系統(tǒng)主要器件對比：

　　集中式逆變器：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)。

　　組串式逆變器：組件，直流電纜，逆變器，交流配電，電網(wǎng)。

　　主要優(yōu)缺點和適應場合：

　　1、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。

　　主要優(yōu)勢有：

　?。?） 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；

　?。?） 逆變器集成度高，功率密度大，成本低；

　?。?） 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)調(diào)節(jié)性好。

　　主要缺點有：

　?。?） 直流匯流箱故障率較高，影響整個系統(tǒng)。

　?。?） 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。

　?。?） 逆變器機房安裝部署困難、需要專用的機房和設備。

　　（4） 逆變器自身耗電以及機房通風散熱耗電，系統(tǒng)維護相對復雜。

　　（5） 集中式并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中，組件方陣經(jīng)過兩次匯流到達逆變器，逆變器最大功率跟蹤功能（MPPT）不能監(jiān)控到每一路組件的運行情況，因此不可能使每一路組件都處于最佳工作點，當有一塊組件發(fā)生故障或者被陰影遮擋，會影響整個系統(tǒng)的發(fā)電效率。

　　（6） 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。

　　2、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。

　　主要優(yōu)勢有：

　?。?） 組串式逆變器采用模塊化設計，每個光伏串對應一個逆變器，直流端具有最大功率跟蹤功能，交流端并聯(lián)并網(wǎng)，其優(yōu)點是不受組串間模塊差異，和陰影遮擋的影響，同時減少光伏電池組件最佳工作點與逆變器不匹配的情況，最大程度增加了發(fā)電量。

　　（2） 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。

　?。?） 組串式并網(wǎng)逆變器的體積小、重量輕，搬運和安裝都非常方便，不需要專業(yè)工具和設備，也不需要專門的配電室，在各種應用中都能夠簡化施工、減少占地，直流線路連接也不需要直流匯流箱和直流配電柜等。組串式還具有自耗電低、故障影響小、更換維護方便等優(yōu)勢。

　　主要缺點有：

　?。?） 電子元器件較多，功率器件和信號電路在同一塊板上，設計和制造的難度大，可靠性稍差。

　?。?） 功率器件電氣間隙小，不適合高海拔地區(qū)。戶外型安裝，風吹日曬很容易導致外殼和散熱片老化。

　　（3） 不帶隔離變壓器設計，電氣安全性稍差，不適合薄膜組件負極接地系統(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。

　?。?） 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，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，不容易斷開。

　?。?） 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。

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