太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)容量可以從幾千瓦到幾百千瓦,甚至上兆瓦,由于國(guó)內(nèi)的光伏發(fā)電與建筑結(jié)合的形式各種各樣,設(shè)備的選型需根據(jù)太陽(yáng)能電池方陣安裝的實(shí)際情況(如組件規(guī)格、安裝朝向等)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的并網(wǎng)逆變器設(shè)置方式分為:集中式、主從式、分布式和組串式。
集中式
集中式并網(wǎng)方式適合于安裝朝向相同且規(guī)格相同的太陽(yáng)能電池方陣,在電氣設(shè)計(jì)時(shí),采用單臺(tái)逆變器實(shí)現(xiàn)集中并網(wǎng)發(fā)電方案。
對(duì)于大型并網(wǎng)光伏系統(tǒng),如果太陽(yáng)能電池方陣安裝的朝向、傾角和陰影等情況基本相同,通常采用大型的集中式三相逆變器,該方式的主要優(yōu)點(diǎn)是:整體結(jié)構(gòu)中使用光伏并網(wǎng)逆變器較少,安裝施工較簡(jiǎn)單;使用的集中式逆變器功率大,效率較高,通常大型集中式逆變器的效率比分布式逆變器要高大約2%左右,對(duì)于9.3MWp光伏發(fā)達(dá)系統(tǒng)而言,因?yàn)槭褂玫哪孀兤髋_(tái)數(shù)較少,初始成本比較低;并網(wǎng)接入點(diǎn)較少,輸出電能質(zhì)量較高。該方式的主要缺點(diǎn)是一旦并網(wǎng)逆變器故障,將造成大面積的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)停用。
主從式
對(duì)于大型的光伏發(fā)電系統(tǒng)可采用主從結(jié)構(gòu),主從結(jié)構(gòu)其實(shí)也是集中式的一種,該結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是采用2~3個(gè)集中式逆變器,總功率被幾個(gè)逆變器均分。在輻射較低的時(shí)候,只有一個(gè)逆變器工作,以提高逆變器在太陽(yáng)能電池方陣輸出低功率時(shí)候的工作效率;在太陽(yáng)輻射升高,太陽(yáng)能電池方陣輸出功率增加到超過(guò)一臺(tái)逆變器的容量時(shí),另一臺(tái)逆變器自動(dòng)投入運(yùn)行。為了保證逆變器的運(yùn)行時(shí)間均等,主從逆變器可以自動(dòng)的輪換主從的配置。
主從結(jié)構(gòu)的初始成本會(huì)比較高,但可提高光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器運(yùn)行時(shí)的效率,對(duì)于大型的光伏系統(tǒng),效率的提高能夠產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。
分布式
分布式并網(wǎng)發(fā)電方式適合于在安裝不同朝向或不同規(guī)格的太陽(yáng)能電池方陣,在電氣設(shè)計(jì)時(shí),可將同一朝向且規(guī)格相同的太陽(yáng)能電池方陣通過(guò)單臺(tái)逆變器集中并網(wǎng)發(fā)電,大型的分布式系統(tǒng)主要是針對(duì)太陽(yáng)能電池方陣朝向、傾角和太陽(yáng)陰影不盡相同的情況使用的。分布式系統(tǒng)將相同朝向,傾角以及無(wú)陰影的光伏電池組件串成一串,由一串或者幾串構(gòu)成一個(gè)太陽(yáng)能電池子方陣,安裝一臺(tái)并網(wǎng)逆變器與之匹配。分布式并網(wǎng)發(fā)電原理如圖3所示。這種情況下可以省略匯線盒,降低成本;還可以對(duì)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行分片的維修,減少維修時(shí)的發(fā)電損失。
分布式并網(wǎng)發(fā)電的主要缺點(diǎn)是:對(duì)于大中型的上百千瓦甚至兆瓦級(jí)的光伏發(fā)電系統(tǒng),需要使用多臺(tái)并網(wǎng)逆變器,初始的逆變器成本可能會(huì)比較高;因?yàn)槭褂玫哪孀兤髋_(tái)數(shù)較多,逆變器的交流側(cè)和公用電網(wǎng)的接入點(diǎn)也較多,需要在光伏發(fā)電系統(tǒng)的交流側(cè)將逆變器的輸出并行連接,對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量有一定影響。
組串式
光伏并網(wǎng)組串逆變器是將每個(gè)光伏電池組件與一個(gè)逆變器相連,同時(shí)每個(gè)光伏電池組件有一個(gè)單獨(dú)的最大功率峰值跟蹤,這樣光伏電池組件與逆變器的配合更好。
在組串間引入“主-從”概念,使得系統(tǒng)在單串電能不能使單個(gè)逆變器工作的情況下,將幾組光伏電池組串聯(lián)系在一起,讓其中一個(gè)或幾個(gè)工作,從而產(chǎn)出更多的電能。最新的概念為幾個(gè)逆變器相互組成一個(gè)“團(tuán)隊(duì)”來(lái)替“主-從”概念,使得系統(tǒng)的可靠性又進(jìn)了一步。目前,無(wú)變壓器式組串逆變器已占了主導(dǎo)地位。
多組串逆變是采用了集中逆變和組串逆變的優(yōu)點(diǎn),避免了其缺點(diǎn),可應(yīng)用于幾千瓦的光伏發(fā)電站。
原標(biāo)題:四種光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器設(shè)置方式