光伏逆變器選型應因地制宜科學設計

當前，對于光伏電站逆變器選型存在著這樣一種認識：大型光伏電站用集中型逆變器，分布式光伏電站用組串式逆變器。筆者認為,這是一種外行的說法。

事實上，逆變器選型并不簡單，不能一概而論，“因地制宜，科學設計”才是理性的方法。即根據光伏電站裝機規模、所處環境和電網接入要求，合理選擇逆變器類型，可使電站各參與方在安全、穩定和收益上實現共同利益最大化。

作為光伏發電系統兩大主要部件之一，光伏逆變器的核心任務是跟蹤光伏陣列的最大輸出功率，并將其能量以最小的變換損耗、最佳的電能質量饋入電網。由于逆變器是串聯在光伏方陣和電網之間，逆變器的選擇將成為光伏電站能否長期可靠運行并實現預期回報的關鍵。

我國目前的光伏電站因安裝環境不同，分荒漠電站、山丘電站、屋頂電站三類。光伏逆變器根據其功率等級、內部電路結構及應用場合不同，一般可分為集中型逆變器、組串型逆變器和微型逆變器三種類型。

其中，集中型逆變器的主要特點是單機功率大、最大功率跟蹤（MPPT）數量少、每瓦成本低。目前國內的主流機型以500KW、630KW為主，歐洲及北美等地區主流機型單機功率800KW甚至更高，功率等級和集成度還在不斷提高。集中型逆變器是目前大部分中大型光伏電站的首選，在全球5MW以上的光伏電站中，其選用比例超過98%。

組串型逆變器的單機功率在3-60KW之間。主流機型單機功率30-40KW，單個或多個MPPT，一般為6-15KW一路MPPT。該類逆變器每瓦成本較高，主要應用于中小型電站，在全球1MW以下容量的電站中選用率超過50%。

微型逆變器的單機功率在1KW以下，單MPPT，應用中多為0.25-1KW一路MPPT，其優點是可以對每塊或幾塊電池板進行獨立的MPPT控制，但該類逆變器每瓦成本很高。目前在北美地區10KW以下的家庭光伏電站中有較多應用。

荒漠電站選用集中型逆變器優勢明顯。 陽光電源技術專家表示，對于荒漠電站來說，集中型逆變器的優勢明顯。

首先，初始投資更低。根據對比分析，集中型方案較組串型逆變器方案在初投上每兆瓦節省投資約26萬元。其次，其發電量與組串型持平?；哪娬局屑行秃徒M串型發電量基本持平，綜合集中型在最高效率和過載能力等方面的優勢，集中型發電量略高于組串型。第三，運維更方便更經濟。通過對比集中型和組串型主流機型方案在100MW電站的運維數據，發電量損失二者相當；由于組串型設備是整機維護，而集中型設備是器件維護，設備維護成本上，集中型優勢非常明顯。同時，在占地幾千畝的百MW級大規模電站中，對完全分散布置的組串逆變器進行更換，維護人員花在路途上的時間將遠高于進行設備更換的時間，這也是組串型的大型電站應用不利因素之一 。

最重要的是，集中型方案更加符合電網接入要求。據了解，高壓輸電網對并網的光伏發電在調度響應、故障穿越、限發、超發、平滑、諧波限制、功率變化率、緊急啟停等方面都有嚴格要求。故障穿越是指電網出現短路、浪涌、缺相情況下，逆變器必須能夠在625毫秒到幾秒的時間內依然輸出一定容量的有功和無功功率，確保電力系統繼電保護能夠正常動作，由于集中型逆變器在電站中臺數少,單機功能強大，通訊控制簡單，故障期間能夠穿越故障的概率遠大于組串逆變器。

山丘電站: 多MPPT集中型方案為主。山丘電站可以看做地勢并不平坦的荒漠電站，也是饋入輸電網為主，規模多為5MW以上。在山丘電站項目中，通常一個坐標系下規劃100多KW左右容量組件（如125KW的組件鋪設成同一朝向），達到發電量和投資維護成本的最優比例。

陽光電源針對此應用開發的多MPPT模組模式的集中型逆變器，每路MPPT跟蹤100多KW組件，將同一朝向組件的設計占地面積單位縮小到約1000平米，大大提升了施工便利性并有效解決朝向和遮擋問題，同時共交流母線輸出，具備集中型逆變器電網友好性特點，是山丘電站的首選方案。

屋頂電站：推薦組串型，也可用集中型。屋頂電站的設計相對較為復雜，受屋頂大小、布局、材質承重、以及陰影遮擋等影響，需要通過組件鋪設和逆變器選型規劃來實現收益最大化。同時組件安裝在屋頂，需要考慮火災防范等安全問題。接入配電網，直接靠近用戶負荷，需要考慮用戶用電安全性，電能質量符合要求，及與原有配電之間的繼電保護協調等。屋頂光伏系統方案的選用需要在安全、電網友好、投資回報、維護等多個因素中尋求平衡點。

陽光電源技術人員推薦選用組串型逆變器。屋頂結構復雜，為了簡化設計，推薦使用組串型逆變器，并且根據實際屋頂和并網點的位置及并網點電壓等級，選擇逆變器。組串型逆變器需要具備拉弧監測和關斷能力，以有效防止火災的發生，具備PID消除功能，具備高精度漏電流保護功能和孤島保護功能等。

但是針對大型廠房，考慮到屋頂承重和維護便利性，可選用集中型方案。工業廠房屋頂平坦、規模大、陰影遮擋少、朝向簡單、多為10KV中壓配電網并網。考慮到大多廠房為彩鋼屋頂，承重有限無法安裝組串型逆變器，以及日常維護便利、不影響正常生產運行等實際情況，可選用集中型逆變器。