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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_(dá)14G，其中分布式8G，地面電站6G。分布式光伏電站將迎來一個(gè)前所未有的發(fā)展機(jī)會(huì)。國家電網(wǎng)對(duì)分布式光伏電站要求如下：?jiǎn)蝹€(gè)并網(wǎng)點(diǎn)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(diǎn)，光伏電站逆變器選型方法：220V項(xiàng)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(xiàng)目，可以根據(jù)實(shí)際情況選用組串式逆變器和集中式逆變器。

逆變器方案對(duì)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用DC-AC一級(jí)電力電子器件變換全橋逆變，工頻隔離變壓器的方式，防護(hù)等級(jí)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用DC-DC-BOOST升壓和DC-AC全橋逆變兩級(jí)電力電子器件變換，防護(hù)等級(jí)一般為IP65。體積較小，可室外臂掛式安裝。

系統(tǒng)主要器件對(duì)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(diǎn)和適應(yīng)場(chǎng)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(jí)以上。

主要優(yōu)勢(shì)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(hù)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(diǎn)有：
（1） 直流匯流箱故障率較高，影響整個(gè)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(shí)間短。
（3） 逆變器機(jī)房安裝部署困難、需要專用的機(jī)房和設(shè)備。
（4） 逆變器自身耗電以及機(jī)房通風(fēng)散熱耗電，系統(tǒng)維護(hù)相對(duì)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(dá)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(yùn)行情況，因此不可能使每一路組件都處于最佳工作點(diǎn)，當(dāng)有一塊組件發(fā)生故障或者被陰影遮擋，會(huì)影響整個(gè)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(jī)，整個(gè)系統(tǒng)將停止發(fā)電。

2、組串式逆變器，適用于中小型屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)，小型地面電站。

主要優(yōu)勢(shì)有：
（1） 組串式逆變器采用模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)光伏串對(duì)應(yīng)一個(gè)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(diǎn)是不受組串間模塊差異，和陰影遮擋的影響，同時(shí)減少光伏電池組件最佳工作點(diǎn)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(shí)間長(zhǎng)。
（3） 組串式并網(wǎng)逆變器的體積小、重量輕，搬運(yùn)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(jiǎn)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(hù)方便等優(yōu)勢(shì)。

主要缺點(diǎn)有：
（1） 電子元器件較多，功率器件和信號(hào)電路在同一塊板上，設(shè)計(jì)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(jì)，電氣安全性稍差，不適合薄膜組件負(fù)極接地系統(tǒng)，直流分量大，對(duì)電網(wǎng)影響大。
（4） 多個(gè)逆變器并聯(lián)時(shí)，總諧波高，單臺(tái)逆變器THDI可以控制到2%以上，但如果超過40臺(tái)逆變器并聯(lián)時(shí)，總諧波會(huì)迭加。而且較難抑制。
（5） 逆變器數(shù)量多，總故障率會(huì)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(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，不容易斷開。
（7） 單臺(tái)逆變器可以實(shí)現(xiàn)零電壓穿越功能，但多機(jī)并聯(lián)時(shí)，零電壓穿越功能、無功調(diào)節(jié)、有功調(diào)節(jié)等功能實(shí)現(xiàn)較難。

組串式20KW逆變器和集中式500KW逆變器比較

比較項(xiàng)目	20KW組串式逆變器	500KW集中式逆變器
匯流箱	不需要匯流箱，直流輸入細(xì)分到每一串	需要匯流箱集中匯流
直流布線	直流側(cè)布線簡(jiǎn)單，分布式就地并網(wǎng)；直流電纜短，成本低	直流側(cè)布線相對(duì)復(fù)雜且距離長(zhǎng)，必要時(shí)需要置多級(jí)匯流，成本相對(duì)較高
交流布線	交流側(cè)電纜連接距離長(zhǎng)，每個(gè)逆變器需要一個(gè)交流斷路器，可就地并網(wǎng)或交流匯流并網(wǎng)	交流側(cè)到變壓器距離很短，線損小，交流布線簡(jiǎn)單成本較低
輸出電壓	輸出三相交流400V，可以直流低壓并網(wǎng)，不需要隔離變壓器	輸出三相交流270V，并網(wǎng)需要加400V隔離變壓器或者升壓變壓器
防護(hù)等級(jí)	防護(hù)等級(jí)IP65，可以戶外安裝，可以在組件周邊就近安裝。	防護(hù)等級(jí)為IP20，室內(nèi)安裝，或者建造戶外房
冷卻方式	自然冷卻或者風(fēng)冷	強(qiáng)制風(fēng)冷，需要大流量風(fēng)道
工作電壓范圍	寬范圍MPPT電壓，250-800V，在陰雨等低照度天氣也能發(fā)電	MPPT范圍是450-820V，發(fā)電范圍較窄，
效率	最高效率98.2%，綜合效率97.6%	不帶隔離變壓器最高效率98.0%，綜合效率97.5%，帶隔離變壓器最高效率97.0%，綜合效率96.5%，
電能質(zhì)量	單臺(tái)THD<3%，25臺(tái)在一起總THD超過5%。沒有隔離變壓器，直流分量大，	單臺(tái)THD<3%，兩臺(tái)并聯(lián)約為3%，加隔離變壓器沒有直流分量。
電網(wǎng)調(diào)節(jié)	沒有低電壓穿越功能，電網(wǎng)調(diào)節(jié)功率因素等功能較弱。	有低電壓穿越功能，電網(wǎng)可以調(diào)節(jié)功率因素，有功和無功等功能較弱。
安全	沒有直流斷路器和交流斷路器，安全性稍差	有直流斷路器和交流斷路器，能根據(jù)故障的不同情況用時(shí)斷開，安全性好。

序號(hào)	項(xiàng)目	組串式逆變器	集中式逆變器
1	匯流箱，直流柜	0元	20臺(tái)12路匯流箱，2臺(tái)直流防雷配電柜，總價(jià)是：12萬
2	逆變器	50臺(tái)20KW逆變器，總價(jià)是65萬。	2臺(tái)500KW逆變器，總價(jià)是36萬。
3	直流電纜	約24萬	約30萬
4	交流電纜	約22萬	約20萬
5	升壓變壓器	雙撓組變壓器400V-10KV   1000KVA，18萬	雙分裂變壓器270V-10KV -1000KVA，25萬
6	交流配電柜	50進(jìn)1出 5萬	2進(jìn)2出 4萬
7	安裝費(fèi)用	5000元	6000元
8	總費(fèi)用	134.5萬	127.6萬

推薦配置

序號(hào)	系統(tǒng)容量	逆變器選擇	說明
1	400KW以下	組串式逆變器	400KW以下系統(tǒng)，組串式逆變器和集中式逆變器成本相差不多，但組串式逆變器發(fā)電量要比5%到10%。
2	400KW到2MW	組串式逆變器	400KW到2MW之間的系統(tǒng)，組串式逆變器比集中式逆變器成本高5%，但組串式逆變器發(fā)電量要比5%到10%?？偸找娼M串式逆變器系統(tǒng)好。
3	2MW到6MW	日照均勻的地面電站用集中式逆變器，屋頂用組串式。	根據(jù)實(shí)際安裝場(chǎng)地選用。
4	6MW以上	集中式逆變器	集中式逆變器能適用電網(wǎng)的要求。

作者簡(jiǎn)介：

劉繼茂，深圳晶福源市場(chǎng)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(jì)工作。研究過國內(nèi)外100多個(gè)光伏電站運(yùn)行情況，主要研究方向是從系統(tǒng)配置和逆變器設(shè)計(jì)方面出發(fā)，如何提高光伏電站發(fā)電量和電站運(yùn)行壽命。

離線附件下載：
   集中式逆變器和組串式逆變器選型之比較.pdf