集中式光伏逆變器和組串式逆變器選型之比較
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前言：國家能源局下放通知，2014年國內(nèi)光伏新裝總?cè)萘窟_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(shè)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(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。
組串式逆變器：功率小于30KW，功率開關(guān)管采用小電流的MOSFET，拓撲結(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。
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(yīng)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：
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)調(diào)節(jié)性好。
主要缺點有：
1.直流匯流箱故障率較高，影響整個系統(tǒng)。
2.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。
3.逆變器機房安裝部署困難、需要專用的機房和設(shè)備。
4.逆變器自身耗電以及機房通風(fēng)散熱耗電，系統(tǒng)維護相對復(fù)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。
主要優(yōu)勢有：
1,。組串式逆變器采用模塊化設(shè)計，每個光伏串對應(yīng)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。
3.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(shè)備，也不需要專門的配電室，在各種應(yīng)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：
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，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，不容易斷開。
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。
作者簡介：劉繼茂，深圳晶福源市場部業(yè)務(wù)員，哈爾濱工業(yè)大學(xué)電力電子研究生，2008年開始從事逆變器研發(fā)和光伏系統(tǒng)設(shè)計工作。研究過國內(nèi)外100多個光伏電站運行情況，主要研究方向是從系統(tǒng)配置和逆變器設(shè)計方面出發(fā)，如何提高光伏電站發(fā)電量和電站運行壽命。
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