组串逆变器发展趋势探讨

2017 SUNGROW Confidential报告人黄家超 日期201711组串逆变器技术发展趋势探讨目录 组串逆变器应用场景及挑战01 组串逆变器技术发展趋势02 阳光电源组串逆变器应用案例032组串逆变器主要应用场景复杂山丘复杂山丘电站挑战组件失配、运维困难对逆变器的要求多路MPPT，减少失配损失重量轻，安装维护方便 坡度多变 道路崎岖植被遮挡乱石丛生 3组串逆变器主要应用场景复杂工商业屋顶 安装方式多样 ，支架和逆变器可能带来遮挡 屋顶面积、朝向、倾角不同 ，组件配置多样复杂屋顶电站挑战组件失配、高温环境、安装方式多样对逆变器的要求多路MPPT，减少失配损失支持平躺安装，减少遮挡可能散热能力强，避免降额 实测屋顶环境温度46℃屋顶温度高，逆变器存在降额风险组件温度71.2℃ 4彩钢瓦温度63℃保障农民收益弱电网适应性运维管理挑战 户用以户为单位，功率312kW，220V/380V并网村级以村为单位，功率100300kW，380V并网项目挑战 5组串逆变器主要应用场景户用和村级扶贫目录 组串逆变器应用场景及挑战01 组串逆变器技术发展趋势02 阳光电源组串逆变器应用案例036中大功率组串逆变器功率越来越大，子阵容量可以更大，超配能力越来越强汇流盒 电网变压器组件 50kW逆变器1.6MW方案2.5MW方案 电网变压器SG80KTL-M SG80KTL-M组串逆变器方案，100MW电站可节省约1400万元n 可接入16路组串，支持1.25以上超配，提升设备利用率；逆变器交流输出直连变压器，节省汇流设备和电缆成本SG80KTL-M与其它公司的50kW逆变器方案系统成本对比元/Wp组件 8串16串70.6490.508 其 它 公 司 50KW机器顶部75.3℃ 背面散热器108℃机器正面57.5℃ 测试条件环境温度45 ℃，输出功率47.5kW测试结果散热器温度高达不仅寿命难以保证，而且由于运维人员可直接接触散热器，易造成烫伤108℃中大功率组串，智能风冷散热是主流低温升，长寿命n 自冷逆变器核心器件BOOST模块比智能风冷逆变器温度高31℃，所有器件温度平均高20℃n 电子器件寿命10度法则温度每升高10℃，器件寿命减少一半。 8实验室温度测试对比中大功率组串，智能风冷是主流低温升，长寿命 自冷逆变器智能风冷逆变器机内温度44.3℃ 机内温度60.4℃n 西南某电站现场逆变器上传至监控的运行数据显示，自冷逆变器内部环境温度比智能风冷逆变器高10℃以上智能风冷逆变器 自冷逆变器 温差计算编号 实时功率kW 内部环境温度 ℃ 编号 实时功率kW 内部环境温度 ℃ 自冷比智能风冷高 ℃1方阵/1 32.7 44.1 6方阵/1 28.7 54.7 10.61方阵/4 33.3 43.8 12方阵/3 29.3 54.8 112方阵/6 31.4 45.9 6方阵/4 28.5 62.1 16.22方阵/8 32.4 45.9 6方阵/2 27.9 63.2 17.3机内温度44.3℃n 大同领跑者一期现场环境温度24℃时，自冷逆变器内部温度比智能风冷逆变器高16℃ 9安装方式越来越灵活，支持壁挂、地面090倾角全支持10n 友商自冷逆变器对散热有特殊要求，仅支持竖直或最大倾角15安装，可能给组件带来遮挡90n 090倾角自由选择，支持平躺安装，应用在屋顶电站时可最大限度减少对组件的遮挡√ ≤15 注有无PID方案发电差异超过10，且有逐步增大的趋势 11具有PID主动防护成为标配，抑制组件PID衰减，减少发电量损失n PID控制盒可直接集成在COM100通讯箱中，放置在箱变低压侧；n PID控制盒内置电压补偿装置，控制逆变器PV-对地电压，彻底消除PID现象 阳光电源专利技术 电网变压器COM100通讯箱数据采集器 PID控制盒逆变器组件UPV-大地0 直流线交流线通讯线有无PID方案的发电量比较逆变器集成PID修复功能成为趋势，恢复组件性能，提升系统发电量深圳某5.5MW项目，组件出现不同程度衰减，42小时的PID修复后，各项参数100恢复正常 PID修复效果实例n 逆变器集成PID修复电路，夜间从交流取电，在电池板负极和大地之间施加正向偏压，修复PID衰减组件，无需额外增加设备 随机两块组件PID修复前后参数指标测试值参数项目 Isc Voc Imax Vmax Pmax出厂标称参数值 8.65 37.5 8.14 29.5 2401组件衰减后参数值 8.35 36.9 7.89 28.9 2281组件恢复后参数值 9.05 37.23 8.27 29.98 2482组件衰减后参数值 8.47 36.84 8.02 28.8 2312组件恢复后参数值 8.92 37.22 8.22 30.08 247选取阵列内10串光伏组串，PID修复前后各组串开路电压Voc测试值组串序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10恢复前Voc 712V 716V 708V 709V 707V 709V 708V 708V 708V 709V恢复后Voc 723V 727V 723V 724V 724V 725V 726V 726V 728V 729V 12电网变压器SG80KTL-M控制UPV-对大地电压在为正 正向偏压PV AC逆变电路PID修复电路组件逆变器需要具备超强无功容量（0.8PF），才能解决分布式电站功率因数难题 现有的电价政策是按照并网点功率因数考核无功，且计算功率因数时，电网倒送电的有功按0计算 确保并网点功率因数大于0.95，避免功率因数下降带来的罚款1 3供电公司功率因数计算方法 其中 PLoad表示月正向有功电度量从电网消耗的有功 ΔQ表示月总无功电度量，是向电网倒送的无功电度量和从电网实际消耗的无功电度量的绝对值之和。公共电网10kV母线 产权分界点公共连接点光伏电站 用户10kV母线用户内部负荷并网点 公共电网10kV线路电网考核点光伏并网点原有配电房无功补偿点 *注月度总无功量实时关口表计量值的绝对值累计求和图中阴影部分面积逆变器需要具备超强无功容量（0.8PF），才能解决分布式电站功率因数难题 无功调节装置（EMU）通过采集产权分界点的功率因数，与目标的功率因数值/调度值进行比较分析，输出指令对逆变器进行无功闭环控制用户电网35kV/10kV 或公用电网35kV/10kV/400V 产权分界点光伏并网点用户负荷 用户负荷 P, Q, PFEMU注国家电网公司对分布式电源接入电网技术规定，接入电网的分布式电源装机容量不宜超过上一级变压器供电区域内最大允许负荷的25光伏电站 n 某分布式光伏电站，未利用逆变器SVG功能前，并网点功率因素平均值为0.509，且波动明显，导致罚款n 系统增加自动功率因数控制，且利用逆变器SVG功能后，月度功率因数为0.972，满足电网要求 1 4精细化管理组串状态，具有0.5精度组串电流监测 本地/远程监控15组串故障异常断开灰尘遮挡实时检测实时采样各组串电流数据，将数据上传后台待进一步分析处理 智能分析组串间发电数据对比，同一组串发电数据与历史数据对比，判断组串健康状态 故障定位快速定位故障组串位置，缩短故障排查时间，减少发电量损失电流传感器精度0.5正常组串应该具有IV曲线在线扫描功能，精确识别并定位发电异常组件，避免发电量损失一键启动或主动启动诊断任务，在线扫描站内全部组串I-V曲线，并上传扫描数据；基于专家系统及专利诊断算法，分析组件工作状态，自动定位异常组件；自动输出图形化诊断报告，针对故障组串给出处理建议，提升故障处理效率；在线扫描组串诊断处理建议环境检测仪组件健康度评估报告 组件健康度评估报告数据采集器定时启动一键启动本地监控Insight 远程管理中心iSolarCloud逆变器组件 1617需要集成跟踪系统供电，交直流冗余供电接口，确保支架跟踪系统可靠供电n 为支架跟踪系统提供双冗余供电，节省配电箱/分线盒及配电电缆成本12分/Wn 提供跟踪控制器通讯接口，跟踪系统无需单独组建通讯网络，节省通讯成本1分/W SG80KTL-M485通讯线直流交流电机跟踪系统控制器 AC供电DC供电RS485通讯灵活应对复杂场景，因地制宜，灵活设计，最大化提升发电量单一朝向屋顶（容量 3kW ）双面朝向屋顶（容量 5/6kW ） SG3K-S（98.2/97.7）SG5/6K-D（98.4/98）单路输入，单路MPPT输入1，MPPT1输入2，MPPT2去掉液晶屏，微信查看发电量，降低系统故障风险LED显示 红灯故障 绿灯正常 红绿交替启动中 采用无液晶屏设计，避免运行几年后液晶屏容易损坏的问题，减少产品故障率；通过扫描机器上的二维码，微信关注，查看发电信息通过LED，查看机器的运行状态20防尘测试防水测试 震动测试 盐雾测试低温/高温/高湿度测试 单板测试PCB生产 整机老化及测试整机组装 整机包装严酷测试精益制造，确保产品可靠性公司内部独立的检测机构，模拟各种严酷环境，验证设计科学性规范化生产流程，100通过单板和整机老化测试，保证产品性能目录 组串逆变器应用场景及挑战01 组串逆变器技术发展趋势02 阳光电源组串逆变器应用案例032122截至2017年6月底，组串逆变器累计发货量超过10GWn 项目类型涵盖复杂山丘电站、复杂屋顶电站、渔光互补项目、农光互补项目等复杂屋顶电站渔光互补项目复杂山丘电站 农光互补项目23复杂山丘电站项目名称 四川小金县50MW项目项目挑战 n 3900m高海拔，空气稀薄，散热难度大n 朝向不一致，存在部分遮挡n 光照条件好，组件超发客户价值 n 高散热能力，确保可靠发电n 多路MPPT，降低组件失配、遮挡等影响n 过载能力强，最大化提升客户收益24项目名称 金寨6.5MW项目项目挑战 n 棚内空气湿度大，温度高n 湿度大，组件易产生PID现象客户价值 n IP65高防护设计，确保可靠发电n 散热能力强，适应高温环境n 专利PID解决方案，规避组件PID衰减问题，确保组件性能最优农业大棚25厂房屋顶项目名称 苏州精亚工业园区10MW项目项目挑战 n 众多厂房，屋顶面积各不相同，组件配置多样n 电网谐波大，电网环境恶劣n 彩钢瓦屋顶温度高客户价值 n 多路MPPT设计，合理布局，充分利用屋顶面积；n 电网自适应算法，抗干扰能力强，可靠并网运行n 智能风冷，高效散热，器件温升低，寿命有保障26项目名称 天津中电220MW项目项目挑战 n 水上电站湿度大n 组件易产生PID现象客户价值 n 高防护IP65设计，适应复杂高湿度环境n 专利PID解决方案，规避组件PID衰减问题，确保组件性能最优；渔光互补电站极端天气项目名称 乌克兰 Vysokopillya 4MW项目项目挑战 温度低，最低气温达到-30℃客户价值 高防护IP65设计，精密设计选型，极寒天气下正常稳定运行272002年（逆变器）西藏日喀则隆中乡查那村光伏电站合肥户用3kW光伏系统（SG3KTL逆变器）长丰庞孤堆村4MW户用光伏系统合肥罗洪村8.6kW户用光伏系统 2013年肥东农村户用光伏系统试点（SG3KTL逆变器）海外户用项目户用案例THANK YOU 2017 SUNGROW Confidential