逆变器的选型

1 深圳市华越阳光能源开发投资有限公司集中式逆变器和组串式逆变器选型的比较国家电网对分布式光伏电站要求如下单个并网点小于 6MW ，年自发自用电量大于50； 8KW 以下可接入 220V； 8KW-400KW 可接入 380V； 400KW-6MW 可接入 10KV。根据逆变器的特点，光伏电站逆变器选型方法 220V 项目选用单相组串式逆变器， 8KW-30KW 选用三相组串式逆变器， 50KW 以上的项目，可以根据实际情况选用组串式逆变器和集中式逆变器。对于 MW 级别的电站亦可选择 380V 或 10KV 方式并网。逆变器方案对比集中式逆变器 设备功率在 50KW 到 630KW 之间， 功率器件采用大电流 IGBT， 系统拓扑结构采用 DC-AC 一级电力电子器件变换全桥逆变，工频隔离变压器的方式，防护等级一般为 IP20。体积较大，室内立式安装。组串式逆变器功率小于 30KW，功率开关管采用小电流的 MOSFET，拓扑结构采用DC-DC-BOOST升压和 DC-AC全桥逆变两级电力电子器件变换， 防护等级一般为 IP65。 体积较小，可室外臂挂式安装。系统主要器件对比集中式逆变器光伏组件，直流电缆，汇流箱，直流电缆，直流汇流配电，直流电缆，逆变器，隔离变压器，交流配电，电网。组串式逆变器组件，直流电缆，逆变器，交流配电，电网。主要优缺点和适应场合1、 集中式逆变器 一般用于日照均匀的大型厂房，荒漠电站，地面电站等大型发电系统中，系统总功率大，一般是兆瓦级以上。主要优势有（ 1）逆变器数量少，便于管理；（ 2）逆变器元器件数量少，可靠性高；（ 3）谐波含量少，直流分量少电能质量高；（ 4）逆变器集成度高，功率密度大，成本低；（ 5）逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高；（ 6）有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。主要缺点有（ 1）直流汇流箱故障率较高，影响整个系统。（ 2）集中式逆变器 MPPT电压范围窄，一般为 450-820V，组件配置不灵活。在阴雨天，雾气多的部区，发电时间短。（ 3）逆变器机房安装部署困难、需要专用的机房和设备。（ 4）逆变器自身耗电以及机房通风散热耗电，系统维护相对复杂。（ 5）集中式并网逆变系统中，组件方阵经过两次汇流到达逆变器，逆变器最大功率跟踪功能（ MPPT）不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，当有一块组件发生故障或者被阴影遮挡，会影响整个系统的发电效率。（ 6）集中式并网逆变系统中无冗余能力，如有发生故障停机，整个系统将停止发电。2 深圳市华越阳光能源开发投资有限公司2、 组串式逆变器 适用于中小型屋顶光伏发电系统，小型地面电站。主要优势有（ 1）组串式逆变器采用模块化设计，每个光伏串对应一个逆变器，直流端具有最大功率跟踪功能，交流端并联并网，其优点是不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量。（ 2）组串式逆变器 MPPT电压范围宽，一般为 250-800V，组件配置更为灵活。在阴雨天，雾气多的部区，发电时间长。（ 3）组串式并网逆变器的体积小、重量轻，搬运和安装都非常方便，不需要专业工具和设备，也不需要专门的配电室，在各种应用中都能够简化施工、 减少占地，直流线路连接也不需要直流汇流箱和直流配电柜等。 组串式还具有自耗电低、 故障影响小、 更换维护方便等优势。主要缺点有（ 1）电子元器件较多，功率器件和信号电路在同一块板上，设计和制造的难度大，可靠性稍差。（ 2）功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区。户外型安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化。（ 3）不带隔离变压器设计，电气安全性稍差， 不适合薄膜组件负极接地系统，直流分量大，对电网影响大。（ 4）多个逆变器并联时，总谐波高，单台逆变器 THDI可以控制到 2以上，但如果超过 40台逆变器并联时，总谐波会迭加。而且较难抑制。（ 5）逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度大。（ 6）没有直流断路器和交流断路器，没有直流熔断器，当系统发生故障时，不容易断开。（ 7）单台逆变器可以实现零电压穿越功能，但多机并联时，零电压穿越功能、无功调节、有功调节等功能实现较难。组串式 20KW逆变器和集中式 500KW逆变器比较比较项目 20KW 组串式逆变器 500KW 集中式逆变器汇流箱 不需要汇流箱，直流输出细分到每一串需要汇流箱集中汇流直流布线 直流侧布线简单，分布式就地并网 ;直流电缆段，成本低直流侧布线相对复杂且距离长；必要时需置多级汇流，成本相对较高交流布线 交流侧电缆连接距离长，每个逆变器需要一个交流断路器，可就地并网或交流汇流并网交流侧到变压器距离很短，线损小，交流布线简单且成本较低输出电压 输出三相交流 400V， 可以直流低压并网，不需要隔离变压器输出三相交流 270V，并网需加 400V 隔离变压器或者升压变压器防护等级 防护等级 IP65，可在户外安装，可在组件周边就近安装防护等级 IP20,室内安装，或者建造户外房冷却方式 自然冷却或者风冷 强制风冷，需要大流量风道工作电压范围宽范围 MPPT跟踪电压， 250V-800V，在阴雨等低照度天气也能发电MPPT跟踪电压范围是 450V-820V，发电范围较窄3 深圳市华越阳光能源开发投资有限公司效率 最高效率达 98.2， 综合效率达 97.6 不带隔离变压器最高效率 98.0， 综合效率 97.5； 带隔离变压器最高效率 97.0，综合效率 96.5 电能质量 单台 THD3,25台在一起总 thd 超过5;没有隔离变压器，直流分量大单台 THD3,两台并联约为 3，加隔离变压器没有直流分量电网调节 没有低电压穿越功能，电网调节功率因素等功能较弱由低压穿越功能，电网可以调节功率因素，有功和无功的步伐功能较弱安全 没有直流断路器和交流断路器，安全性稍差有直流断路器和交流断路器，能根据故障的不同情况选择断开，安全性好1MW 光伏 10KV并网系统费用比较序号 项目 组串式逆变器 集中式逆变器1 汇流箱 0 元（可不采用交流汇流箱，从逆变器出来直接进配电柜）20 台 12 路汇流箱， 2 台直流防雷配电柜，总价约 12 万2 逆变器 50 台 20KW 逆变器，总价约65 万2 台 500KW 逆变器，总价约 36万3 直流电缆 约 24 万 约 30 万4 交流电缆 约 22 万 约 20 万5 升压变压器 双 挠 组 变 压 器 400V-10KV，1000KVA， 18 万双 分 裂 变 压 器 270V-10KV，1000KVA， 25 万6 交流配电柜 50 进 1 出 5 万 2 进 2 出 4 万7 安装费用 5000 元 6000 元8 总费用 134.5 万 127.6 万推荐配置序号 系统容量 逆变器选择 说明1 400KW 以下 组串式逆变器 400KW 以下系统， 组串式逆变器和集中式逆变器成本相差不多， 但组串式逆变器系统比集中式逆变器系统发电量多 510 2 400KW-2MW 组串式逆变器 400KW-2MW 之间的系统，组串式逆变器比集中式逆变器成本约高 5，但组串式逆变器系统要比集中式逆变器发电系统发电量高 5-10，总收益组串式逆变器系统较好3 2MW-6MW 日照均匀的地面电站 用 集 中 式 逆 变器，屋顶用组串式逆变器最终选型确定还得结合实际安装场地4 6MW 以上 集中式逆变器 集中式逆变器能适应电网的要求4 深圳市华越阳光能源开发投资有限公司综上所述，对于 400KW-2MW 的光伏发电系统，虽然采用组串式逆变器的总体成本要比采用集中式逆变器总体成本高 5， 但前者发电系统的总发电量要比后者高 5-10。 因此从公司项目质量， 从客户自身利益， 从整体系统发电效率等三方面考虑， 在该容量范围内采用组串式逆变器具有更大的价值和意义。