集中式和组串式逆变器方案对比
1MW地面光伏电站集中式与组串式方案对比
1MW地面光伏电站
集中式方案与组串式方案对比
深圳恒通源环保科技有限公司
2017年5月
1、组串式与集中式技术方案对比
集中式解决方案，一般采用直流汇流箱或是1MW逆变箱（含2台500KW逆变器）来实现单个MW子阵设计。
组串式逆变器方案显著特性：智能、高效、安全和可靠。
组串式逆变器本身IP65防护等级，无熔丝设计，并且可实现对每一路组串电流电压等信息的高精度采集，精确定位组件的故障和其它电气故障；无需安装大量的直流汇流箱，配置少量的交流汇流箱采用无易损元器件如熔丝等，无需定期更换，维护更方便；采用PLC电力载波通信，而PLC的最大特点：不需要重新架设通讯线缆，只要有电线，就能进行数据传递，无疑成为了光伏电站的最佳方案之一。
2、组串式与集中式主要设备材料对比
大型并网光伏电站的主要发电设备为电池组件、逆变器、升压箱变等。
大型并网电站的施工主要包括平整土地、打桩、支架安装、安装组件、安装设备、布线、逆变器室建设等方面。
随着市场竞争的促进，组串式的成本有了快速降低，组串式与集中式的价格差距越来越小。
下面表为组串式1MW方阵与集中式1MW建设设备清单的对比。
1
项目容量为1MW，采用低压380V并网，因此以下为1MW项目集中式方案（SUN8000-1000IS逆变器）与组串式方案（SUN2000-36KTL 逆变器）的设备清单及用量估算对比：
2
综上：
针对本项目，采用集中方案和组串式方案均可，但根据目前行业发展，组串式逆变器引领行业，且组串式逆变器在发电量、运维、安全等方面均有较为突出的优势。
3。
逆变器方案对比解析
逆变器方案对比1 概述逆变器是光伏发电的核心设备，它将光伏组件产生的直流电转换为标准的交流电。
逆变器的品质好坏决定了发电效率的大小。
逆变器性能的各项技术指标主要包括：输入直流电压的范围、输出功率、输出波形、最大功率点跟踪、额定容量，输出功率因数，额定输入电压，电流，电压调整率，总谐波畸变率等。
目前市场上并网逆变器的产品主要有两种主流的发展方向：集中式逆变器和组串式逆变器。
两种方案在大规模并网光伏电站的应用均较为广泛。
通过市场调查，目前国内主流厂家所生产的集中式逆变器多为1MW（2*500kW），组串式逆变器多为50Kw。
为更好地优化光伏工程，需要对1MW（2*500kW）集中式逆变器与50kW 组串式逆变器进行对比。
本文主要对1MW集中式逆变器与50kW组串式逆变器进行方案对比，从经济性，施工难度等方面进行分析。
2逆变器选型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。
主要优点：a) 逆变器数量少，便于管理；b) 逆变器元器件数量少，可靠性高；c) 谐波含量少，直流分量少电能质量高；d) 逆变器集成度高，功率密度大，成本低；e) 逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高；f) 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：a) 直流汇流箱故障率较高，影响整个系统；b) 集中式逆变器MPPT路数少，组件配置不灵活。
在阴雨天，雾气多的部区，发电时间短；c) 逆变器机房安装部署困难、需要专用的机房和设备；d) 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；e) 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。
组串式逆变器适用于中小型屋顶光伏发电系统，山地电站。
主要优点：a) 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；b) 组串式逆变器MPPT路数多，组件配置更为灵活。
逆变器的选型
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。
集中式光伏逆变器与组串式光伏逆变器优缺点对比分析
集中式光伏逆变器与组串式光伏逆变器优缺点对比分析光伏逆变器是光伏发电系统的重要组成部分，与一般逆变器相比，光伏逆变器具备最大功率点跟踪（MPPT）功能与针对电网平安的低电压穿越力量。
目前常见的光伏逆变器主要分为集中式光伏逆变器与组串式光伏逆变器。
那么集中式光伏逆变器与组串式光伏逆变器哪种好呢？下面一起来看看集中式光伏逆变器与组串式光伏逆变器的优缺点分析。
集中式光伏逆变器集中式光伏逆变器是将光伏组件产生的直流电汇总转变为沟通电后进行升压、并网，因此逆变器的功率都相对较大，光伏电站中一般采纳500kW以上的集中式逆变器。
集中式光伏逆变器的设备功率在50KW到630KW之间，功率器件采纳大电流IGBT，系统拓扑结构采纳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。
集中式光伏逆变器的优点：1．功率大，数量少，便于管理；元器件少，稳定性好，便于维护； 2．谐波含量少，电能质量高；爱护功能齐全，平安性高；3．有功率因素调整功能和低电压穿越功能，电网调整性好。
集中式光伏逆变器的缺点：1．集中式逆变器MPPT电压范围较窄，不能监控到每一路组件的运行状况，因此不行能使每一路组件都处于最佳工作点，组件配置不敏捷；2．集中式逆变器占地面积大，需要专用的机房，安装不敏捷； 3．自身耗电以及机房通风散热耗电量大。
组串式光伏逆变器组串式光伏逆变器是将光伏组件产生的直流电直接转变为沟通电汇总后升压、并网，因此逆变器的功率都相对较小，光伏电站中一般采纳50kW以下的组串式光伏逆变器。
组串式逆变器功率小于100KW，功率开关管采纳小电流的MOSFET 或IGBT，拓扑结构采纳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，可室外壁挂式安装。
组串式光伏逆变器的优点：1．不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时削减光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的状况，最大程度增加了发电量； 2．MPPT电压范围宽，组件配置更加敏捷；在阴雨天，雾气多的部区，发电时间长；3．体积较小，占地面积小，无需专用机房，安装敏捷；4．自耗电低、故障影响小。
组串式逆变器与集中式逆变器的区别
组串式逆变器与集中式逆变器的区别下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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集中式逆变器和组串式逆变器
集中式逆变器和组串式逆变器集中式逆变器与组串式逆变器：哪个更适合你？哎呀，听说你最近在研究太阳能发电系统的事儿？这可是个大好事儿，毕竟绿色能源有利于咱们的地球嘛。
今天咱们就聊聊两种常见的逆变器类型：集中式逆变器和组串式逆变器，看看它们分别有什么特点，哪个更适合你。
1. 集中式逆变器集中式逆变器，顾名思义，就是把所有太阳能板的电流“集中”到一个大逆变器里。
这个大逆变器就像一个老大哥，负责把从太阳能板上来的直流电转换成交流电，然后送到电网里。
这个老大哥的工作非常重要，毕竟它得保证电能转换得又快又好。
1.1 优点首先，集中式逆变器的处理能力特别强。
就像一个全能的工作狂，能处理很多很多的电力。
所以如果你家里太阳能板特别多，集中式逆变器能搞定一切，不需要担心电流过多的问题。
此外，集中式逆变器通常比较耐用，毕竟它不是一个个小玩意儿，而是一个大块头，能承受更多的挑战。
还有一个好处就是维护相对简单。
你只需要定期检查一个逆变器，不需要跑来跑去地检查多个小设备。
真是省心省力啊！而且，一旦集中式逆变器出了问题，虽然修起来可能有点麻烦，但毕竟只有一个大头需要维修，也比多个小头维修要方便一些。
1.2 缺点不过，集中式逆变器也有它的短板。
首先，如果逆变器坏了，那你的整个系统就得停摆。
就像大车开坏了，整车都不能跑了。
这对于依赖太阳能的家庭来说，可能会影响到电力供应。
此外，这种逆变器对太阳能板的布置要求比较高。
如果太阳能板的布置不够均匀，可能会影响发电效率。
2. 组串式逆变器组串式逆变器，这名字听起来是不是有点复杂？其实它的工作原理很简单。
它把太阳能板分成小组，每组的电流都通过一个小逆变器来处理。
这样就像把一大堆活分给几个小伙伴做，每个人负责自己的一部分。
2.1 优点组串式逆变器的最大好处就是灵活性强。
就像一群小伙伴合作，每个人都有自己的工作空间。
如果某一组的逆变器出了问题，其他组的发电不会受到影响。
这样，你的太阳能系统可以继续运转，即使某个小部分出现了小问题，也不会影响整体的电力供应。
集中式光伏项目组串式逆变器vs集中式逆变器经济性、安全性分析对比
集中式光伏项目组串式逆变器vs 集中式逆变器经济性、安全性分析对比前言：对大型光伏电站投资成本和发电效益来说，逆变器作为并网光伏电站关键设备之一，其性能直接影响整个并网光伏电站的发电效益。
2022年组串式逆变器销量市场占比 78.3%，集中式市场占比21.7%。
央国企组串式框采占比89%。
组串式技术路线更符合客户需求，已成为行业主流方案。
综合比较组串式逆变器在安装费、发电量、自耗电、经济性、安全性五大方面综合收益表现更优。
详细对比如下：一、经济性对比：（以100MW广东省集中式地面电站300KW组串式逆变器与3150KW集中式逆变器对比）1、初始安装费对比：初始投资：子阵布局容配比一致情况下，组串式方案单设备价格相对较高。
但考虑线缆、施工成本后，综合系统初始投资成本组串式方案与集中式一体机方案基本持平。
2、发电量对比：组串式比集中式发电量至少高2%集中式(含集中式一体机) 方案只有1/2路MPPT，且MPPT跟踪电压范围窄，启动电压905V ， MPPT范围900V-1500V，对光伏阵列一致性要求高。
组串式采用多路MPPT设计，最大化减少组串失配损失；启动电压低，启动电压550VMPPT范围500V-1500V 有效发电时间更长。
(以100MW电站， 25年生命周期，年利用小时1050小时计算：100MW*1050小时*上网电价453元*25年*2%。
多收益2378.25万元)3、自耗电对比：组串式逆变器25年自耗电分析：因设备本体热源分散，待机自耗电5W，散热自耗电低，全场景适配；（外购电价按1.2元/千瓦时）0.005*24*365*25*1.2=1314元。
集中式逆变器再年自耗电分析：因设备本体散热风机等辅助大功率耗电，待机自耗电达到90W，运行自耗电更大；：0.11*24*365*25*1.2=28908元。
集中式较组串式多支出购电费2.76万元。
二、安全性对比：1、并网性能：集中式逆变器单级架构设计，无法满足GB/37408对高电压穿越的要求。
集中式逆变器和组串式逆变器之比较
集中式逆变器和组串式逆变器之比较——深圳恒通源1、逆变器方案对比（1）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。
（2）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。
2、系统主要器件对比（1）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。
（2）组串式逆变器：组件，直流电缆，逆变器，交流配电，电网。
3、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：●逆变器数量少，便于管理；●逆变器元器件数量少，可靠性高；●谐波含量少，直流分量少电能质量高；●逆变器集成度高，功率密度大，成本低；●逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高；●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：●直流汇流箱故障率较高，影响整个系统。
●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。
●逆变器机房安装部署困难、需要专用的机房和设备。
●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。
●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。
●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）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。
组串式VS集中式：光伏逆变器究竟选谁
2014年慕尼黑Inter Solar论坛上，资深光伏从业人士Manfred Bachler（曾是全球最大EPC厂商Phoenix Solar的首席技术官）提出了用组串式逆变器改造现存的集中式逆变器的方案，给出的结论是5～6年可收回改造成本，主要是因为集中式逆变器维护麻烦、可用性差，仅在可用度方面就比组串式逆变器差6%。
近日，行业内对于组串式与集中式逆变器的故障率、可靠性众说纷纭。
本文将从以下几个角度详细分析，抛砖引玉。
1、系统可靠性基本原理差异组串式方案组件和逆变器直接相连，逆变器输出通过升压变接入电网，输变电链路设备少，直流线缆短，输电主要以交流线缆为主；集中式方案主要设备有直流汇流箱、直流配电柜、逆变器及升压变，输变电链路设备多，输电线路直流线缆较多。
本文将从以下几个方面分析系统方案可靠性原理差异。
1.1、直流和交流线路对系统安全性能的影响直流电特点是易产生拉弧故障且不易熄灭，存在无法扑灭的风险，因为只要有光照，就会有电流产生，危害性大；交流电由于存在过零点，即使发生电弧故障，电弧也会在过零点处熄灭，危害性小。
1.2、系统故障响应时间交流侧出现短路故障时，由于能量来自于电网，能量足够大，电气保护设备可及时跳脱，切断短路路径，保护用电设备；直流侧短路时，由于故障电流小，且断路器常有降额设计，断路器不能快速保护切断短路路径，其间可能出现绝缘老化、软化，进而引发火灾。
1.3、关键设备成熟度由于交流电技术已发展了100多年，发电技术稳定、成熟，应用范围广，与之相关的电器件也已发展成熟。
而光伏直流电保护技术积累少，有很多亟待解决的技术难题；且直流电压范围广，能量差异较大，相关应用器件发展还不成熟，如用于高压直流保护的器件，只有极少数厂家才能提供。
1.4、系统关键器件选型当前，逆变器器件选型时，部分厂家为追求低成本，交流断路器用在集中式逆变器直流侧的现象非常普遍，这样会给系统带来极大的安全隐患。
首先，由于交流电和直流电电压等级不同，交流断路器用于直流场景，工作电压超出器件额定电压，长期使用会造成断路器功能失效，安全隐患大；其次，由于直流电压等级高，工作电流大，断路器切断过程易产生电弧，直流和交流特点不同，断路器灭弧装置设计也势必不同，当交流断路器应用在直流场景时，直流电弧不能有效熄灭，如果电弧持续太久（几十ms），则会产生爆炸事故。
组串式与集中式光伏电站安全对比
组串式与集中式光伏电站安全对比本文通过分析对比组串式与集中式两种应用广泛的电站解决方案，通过理论与实际案例分析它们的安全性差异，供业界探讨。
1组串式和集中式电站结构对比集中式光伏电站解决方案主要包括组件、直流汇流箱、直流配电柜、逆变器及其配套的逆变器房或集装箱体、箱式升压变等。
与集中式方案相比，组串式方案减少了直流设备和逆变房等配套设施，增加了交流汇流箱，缩短了高压直流的传输距离，国内主流的组串式方案更采用了无熔断器设计，自然散热的简洁方案。
图1组串式和集中式方案电站结构对比主要电气设备对比：电缆对比：2、组串式和集中式安全风险对比本文中分析的安全风险，是指光伏电站中可能引发火灾或对人身安全产生威胁的风险点。
根据前述中关于组串式与集中式的对比，最大差异就是交流和直流电缆距离的不同，而交流输电与直流输电在安全性有显著的差异。
直流供电主要用于于安全电压48V以下的控制系统及后备电源使用，或是特高压长距离直流输电（±400kV以上）工程中。
1000V直流输电是伴随着光伏的发展而兴起，其配套的相关电气设备还有待完善，甚至有部分厂家使用交流断路器充当直流断路器使用的情况。
在开关元件中，在发生故障时能够正确灭弧是衡量开关元器件最重要的一项技术指标。
由于交流系统存在过零点（注释：工业交流电每半周电流要过零一次，交流电流总是在电流过零时熄灭的），开关元件在断开故障电流时，能够利用过电压过零点进行灭弧，而且由于电弧的产生电压要比维持电压高得多，所以，交流电弧在过零点处熄灭后很难再产生。
而直流没有过零点，电压一直存在，电弧持续燃烧，必须拉开足够的弧长距离才能够可靠熄灭。
接线不良、电缆绝缘破损等也会引起拉弧，具有较高热能的电弧的出现使得电站存在一个火灾的隐患，也是光伏电站发生火灾的最主要因素。
从总体上看，交流系统部分相对成熟可靠，电站的安全性风险主要来自直流部分。
必须采取严谨的设计、减少直流系统长度，同时进行精心的电气设备选型，以保障电站安全。
逆变器防PID，集中式优于组串式
逆变器防PID，集中式优于组串式1、引言两种不同类型逆变器采用负极虚拟接地的PID方案有何差异？抑制效果是否相同？为此，笔者进行了深度剖析，供大家参考。
2、集中式与组串式负极虚拟接地方案的差异集中式与组串式逆变器均可采用负极虚拟接地方案来抑制组件PID，如图1所示。
图1 ：集中式与组串式的负极虚拟接地方案系统结构对比根据图1，从防PID装置交流接入点、安装位置、负极对地电压获取及调整方式等方面，对两种类型逆变器负极虚拟接地方案的差异进行对比，如表1所示。
表1 ：集中式与组串式负极虚拟接地方案差异对比3、集中式与组串式负极虚拟接地方案的效果分析1）防PID时间差异集中式负极虚拟接地方案为全天候抑制，组串式负极虚拟接地方案为部分时段抑制交流中性点N的电位UN与逆变器直流负极U－的关系建立在电路回路连通的前提之下。
对于组串式负极虚拟接地方案，在逆变器早晚待机及故障停机时，内部继电器均处于断开状态，防PID装置与组件之间的回路就被切断，UN与U－关系不成立，即使调整UN也无法使U－等于或大于0V，此时PID方案失效，如图2（b）所示。
特别是在早晚逆变器待机时间段内，由于弱光下直流侧有电压，仍会导致组件PID现象。
集中式负极虚拟接地方案的防PID装置交流侧直接与逆变器的逆变桥臂连接，即使在主接触器断开情况下，仍可抬升逆变器内侧电压，防止组件发生PID现象，如图2（a）所示。
图2 ：集中式PID方案与组串式PID方案对比2）是否可修复PID差异集中式负极虚拟接地方案可修复已发生PID的组件；由于组串式逆变器在夜间不工作时，内部继电器断开，调整UN 也无法使U－等于或大于0V，不能对已发生PID现象的组件施加反向电压进行修复！一旦组件出现PID现象则会在全生命周期内对电站发电量产生影响。
只能通过对每台逆变器额外配备装置进行PID修复，成本巨大，在实际电站应用中不具有可操作性。
而集中式负极虚拟接地方案可以利用组件PID的可逆性，在夜间对现场已发生PID现象的组件施加反向电压进行修复。
集中式、组串式、集散式逆变器的区别
集中式、组串式、集散式逆变器的区别
1.集散式逆变器的设计和制造难度较大，成本相对较高；
2.逆变器数量较多，系统监控难度大；
3.由于分散MPPT跟踪，逆变器需要更多的通讯和控制线路，增加了系统的复杂度；
4.逆变器的维护和故障排查需要更专业的技术人员。
XXX是一家专业从事太阳能光伏逆变器研发、生产和销
售的企业。
太阳能光伏逆变器是将太阳能光伏组件产生的直流电转变为交流电的核心设备之一。
在光伏电站中，逆变器的选型和使用对于电站的发电效率和稳定性都有着至关重要的影响。
集中式逆变器的优点在于功率大、数量少、稳定性好、电能质量高、安全性高等方面。
然而，由于其MPPT电压范围
较窄、占地面积大、自身耗电量大等问题，使得组件配置不灵活，安装和维护成本较高。
组串式逆变器则具有体积小、占地面积小、自耗电低、故障影响小等优点。
但是，由于其功率器件电气间隙小、逆变器数量多等问题，使得其不适合高海拔地区，且总故障率会升高。
集散式逆变器是近几年新提出的一种逆变器形式，具有集中式逆变器的低成本和组串式逆变器的高发电量等优点。
但是，由于其设计和制造难度大、逆变器数量较多等问题，使得其成本相对较高，系统监控难度大，维护和故障排查需要更专业的技术人员。
1.相比于前两类，这种形式较新，因此在工程项目方面的
应用相对较少，缺乏工程经验；
2.需要经历工程项目的检验，以确保其安全性、稳定性和
高发电量等特性。
1.相对于前两类，这种形式比较新，因此在实际工程项目
中的应用还比较少，缺乏足够的工程经验。
2.为了确保其安全性、稳定性和高发电量等特性，需要经
过工程项目的检验和实践验证。
【深度图解数据说话】组串式与集中式光伏电站发电量对比
【深度图解数据说话】组串式与集中式光伏电站发电量对比在如今的度电补贴时代，评价一个光伏电站的好坏，其实是发电量的角力。
这涉及到光伏电站的各类产品设备选型、系统方案设计、建设、施工、运维等各层面和环节。
受技术水平影响，提高组件发电效率与降低系统成本不可能在短时间内达到和实现。
因此，提升光伏电站的发电量，改善空间就集中在设计更优系统方案、提升建设施工质量、提升运维效率等方面。
目前主流的系统方案有两种：集中式方案和组串式方案。
结合作者长期从事的工作和研究，就两种方案的发电量及影响因素进行比较分析。
1、组串式逆变器与集中式逆变器转换效率比较逆变器将组串发出的直流电转换成交流电，逆变器转换效率的高低直接影响到最终上网电量的多少。
设备方面，在组件效率一定的情况下，提升逆变器的转换效率是提升发电量的关键一环。
当前，不同厂家的逆变器转换效率都达到了相当高的水平。
那么不同逆变器在光伏电站运行过程中的实际表现如何，作者选择了国内知名的集中式和组串式厂家，并结合实际参与的电站项目，对集中式方案和组串式方案两种逆变器的实际效率曲线进行了比较。
实际电站运行效率测试结果表明：在不同负载等级下，组串式逆变器较集中式逆变器转换效率高0.5%～1%。
另外，当组串工作电压升高，组串式逆变器逆变转换效率随之升高；而集中式逆变器随着组串电压升高，效率出现了下降。
基于此，在冬季时，低温导致组串电压升高，组串式逆变器相对集中式逆变器的优势会更加明显，这也与电站实际发电量数据比较结果保持一致。
2、并网发电时长比较根据电站的数据记录，对电站内集中式方案和组串式方案两种逆变器的开关机时间和并网运行时长进行了比较，发现组串式逆变器在实际运行中弱光发电能力相对集中式逆变器更优，具体表现为：早晨开机和发电时间均早于集中式逆变器；傍晚关机和下网时间普遍晚于集中式逆变器。
在不同天气条件下，早晨发电提前的时间从2～30min不等，傍晚关机和下网延后的时间从2～10min不等。
集中式逆变器和组串式逆变器之比较
集中式逆变器和组串式逆变器之比较——深圳恒通源1、逆变器方案对比（1）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。
（2）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。
2、系统主要器件对比（1）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。
（2）组串式逆变器：组件，直流电缆，逆变器，交流配电，电网。
3、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：●逆变器数量少，便于管理；●逆变器元器件数量少，可靠性高；●谐波含量少，直流分量少电能质量高；●逆变器集成度高，功率密度大，成本低；●逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高；●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：●直流汇流箱故障率较高，影响整个系统。
●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。
●逆变器机房安装部署困难、需要专用的机房和设备。
●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。
●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。
●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）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。
光伏电站设计中集中式与组串式逆变器的比较选择
0 引言
太阳能以其分布广、可再生、无污染等特点， 成为解决当前能源危机及缓解环境保护压力的重要 手段之一。近年来，太阳能开发利用规模快速扩大， 技术进步和产业升级加快，已成为全球能源转型 的重要领域 [1-2]。国家能源局出台的《太阳能发展 “十三五”规划》显示：截至 2015 年底，我国太阳 能发电累计装机达到 4 318 万 k W，2015 年新增装 机 1 513 万 kW，累计装机和新增装机均居全球首位。 太阳能产业的快速发展将成为实现 2020 年和 2030 年非化石能源分别占一次能源消费比重 15% 和 20% 的重要力量。
XIE Jie-yu, WANG Hai-hua, CHANG Cheng, ZHANG Man （China Energy Engineering Jiangsu Power Design Institute Co., Ltd, Nanjing 211102, China） Abstract: In the design of photovoltaic power station, the selection of different types of inverters is very important to improve the system reliability, to reduce the system losses and to lower the system cost. Introduction was made to the structure and characteristic of common, centralized and string inverters. This paper carried out the comprehensive comparison for the two inverters from the three respects of generating efficiency, construction cost and system reliability and changed each side elements into the economic level to carry out quantitative comparison. The comprehensive comparison result shows that the photovoltaic project, operating more than two years and adopting the string inverter, is superior to other projects. Key words: centralized inverter; string inverter; power generation efficiency
逆变器运维方案对比分析
逆变器运维⽅案对⽐分析⽬前电站设计所采⽤逆变器分为两种⽅案：集中式逆变器⽅案与组串式逆变器⽅案。
1.集中式⽅案采⽤集中式逆变器，单台容量达到500 kW，甚⾄更⾼。
1 MW⼦阵需2台逆变器，⼦阵内所有组串经直流汇流箱汇流后，再分别输⼊⼦阵内2台逆变器。
(图1)集中式逆变器⽅案简图2.组串式⽅案采⽤组串式并⽹逆变器，单台容量只有⼏⼗kW。
1 MW⼦阵需约30台逆变器，⼦阵内光伏组串直流输出直接接⼊逆变器。
(图2)组串式逆变器⽅案简图因采⽤的⽅案不同，造成运维⼯作的难度及成本也有明显不同。
下⾯就从各⽅案的安全性、可靠性、故障率、故障定位精确性、巡检、故障影响范围及其造成的发电量损失、故障修复难度、防沙防尘等⽅⾯进⾏⽐较阐述。
⼀、安全性与可靠性的⽐较1、集中式⽅案分析集中式输出需要通过直流汇流箱并联，再经过直流柜，100多串组串并联在⼀起，直流环节长，且每⼀汇流箱每⼀组串必须使⽤熔丝。
按每串20块250 Wp组件串联计算，1 MW的光伏⼦阵使⽤直流熔丝数量达到200个，10 MW⽤量则达到2000个。
如此庞⼤的直流熔丝⽤量导致熔丝过热烧坏绝缘保护外壳(层)，甚⾄引发直流拉弧起⽕的风险倍增。
2、组串式⽅案分析组串式⽅案没有直流汇流箱，在直流侧，每⼀路组串都直接接⼊逆变器，⽆熔丝，直流线缆短且少，做到了主动安全设计与防护，有效抑制拉弧现象，避免起⽕事故发⽣;在交流侧，短路电流来⾃电⽹侧，短路电流较⼤(10 kA～20 kA)，⼀旦发⽣异常，交流汇流箱内断路器会瞬时脱扣，将危害降⾄最低。
3、⽐较结果组串式⽅案安全性更好，可靠性更⾼。
⼆、运维难易程度、故障定位精准度⽐较1、集中式⽅案分析对于集中式⽅案，多数电站的汇流箱与逆变器⾮同⼀⼚家⽣产，通讯匹配困难。
国内光伏电站⽬前普遍存在直流汇流箱故障率⾼、汇流箱通讯可靠性较低、数据信号不准确甚⾄错误导致⽆法通信的情况，因此难以准确得知每个组串的⼯作状态。
即使通过其他⽅⾯发现异常，也难以快速准确定位并解决问题。
组串式与集中式优缺点
组串式及集中式方案比较逆变器方案对比：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、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。
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集中式和组串式逆变器方案对比
1.方案介绍
兆瓦级箱式逆变站解决方案：1MV 单元采用一台兆瓦级箱式逆变站,
2台500kW 併网逆变器（集成直流配电柜）、交流配电箱等设备，该箱式逆变站箱 体防护等级可达IP54，可直接室外安装，无需建造逆变器室土建房
兆瓦级箱式逆变站解决方案
集中式解决方案：1MV 单元需建设逆变器室，内置2台500kW 并网逆变器（集成直
内部集成
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流配电柜）、1台通讯柜等设备。
现场需要建造逆变器土建房 组串式解决方案：1MV 单元采用40台28kW 组串式并网逆变器，组串式逆变器防护 等级IP65，可安装在组件支架背后。
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2.方案对比 2.1投资成本对比 组串式解决方案：
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备注：以上价格来源于各设备厂商及系统集成商，此报价仅供参考。
设备数量均
按照1MV单元计算。
2.2可靠性对比
（1）元器件对比
集中式解决方案：1MV配置2台集中式并网逆变器，单台设备采用单级拓扑设计，共用功率模块6个，2台并网逆变器共12个。
单兆瓦配置设备少、总器件数少，发电单元更加可靠。
另外，集中式逆变器采用金属薄膜电容，MTBF超过10万小时，保证25年无需更换。
组串式解决方案：1MW配置40台组串式并网逆变器，单台设备采用双级拓扑设计，共用功率模块12个，40台并网逆变器共480个。
功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区。
组串式逆变器采用户外安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化；且单兆瓦配置设备数量多、总器件数多，可靠性低；采用铝电解电容，MTBF仅为数千个小时，且故障后无法现场更换。
（2）应用业绩对比
集中式解决方案：集中式并网逆变器在大型地面电站中应用广泛，国内目前99%的光伏电站均采用该类型并网逆变器，市场占有率高，认可度高。
组串式解决方案：组串式并网逆变器在大型地面电站中的应用极少，国内目前只
在青海格尔木有4MW勺运行业绩，市场占有率低，认可度低。
根据全球最权威的光伏逆变器行业研究机构IHS截至2013年12月的统计，容量在5MW以上的光伏电站中，全球约2%勺电站采用了组串式方案接入。
各代表区域
市场里面，比例最高的德国市场，采用组串式方案的比例为12%近年市场容量排名第一第二的中国和美国市场，采用组串式方案很低，比例不到1%
（3）谐波及环流问题
集中式解决方案：IMW fe站仅需2台并网逆变器，接入双分裂变压器，交流侧无需汇流设备，完全不用考虑环流问题和谐波叠加问题，更加可靠。
组串式解决方案：1MV多达40台组串式并网逆变器，单台设备在额定功率下的谐波含量远高于集中式逆变器，且40台逆变器并联后，会在并网点造成谐波叠加问题，而且较难抑制。
另外，因交流输出侧采用双绕组变压器，多台设备间的环流问题严重。
址申式逆变器
■咱出貳逆变購
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单台设备额定功率下的谐波电流对比（数据来源于CQC佥测报告）
（4）MPPT艮踪技术
集中式解决方案：集中式并网逆变器采用单路MPPT跟踪技术，单级拓扑，无BOO ST电路，完全适用于大型地面电站无遮挡的环境中，可靠性更高。
组串式解决方案：组串式并网逆变器采用多路MPPT跟踪技术，双级拓扑，配备B OOST升压电路，主要针对分布式及小型电站设计，而大型地面电站因其组件种类
单一、朝向角度一致、无局部遮挡，无需配置多路MPP■逆变器。
（5）故障设备数量
假设组串式逆变器故障率为1%集中式故障率2%电站容量按照100MV计算。
集中式解
决方案：100MW共需200台集中式并网逆变器，按照故障率2%+算，故障设备为4台，按照每台更换一半元器件的极端情况考虑，共需要花费V 30万。
组串式解决方案：100MW共需4000台组串式并网逆变器，按照故障率19计算，故障数量为40台，按照组串式整机更换的维护理念，共需人工更换逆变器40次，
共需花费61.6万元。
2.3设备性能对比
（1）逆变器效率对比
为什么组串式并网逆变器的效率相比集中式低呢？原因主要在于常见的组串式并网逆变器米用DC-DC-A（双级拓扑，而集中式逆变器米用DC-AC单级拓扑，正是因为多一级直流升压电路从而导致逆变器整机效率下降，通常单级变换要比两级变换效率高
0.4%以上，而组串式逆变器厂家对外宣称的效率通常是在高直流输入电压下测得，相当于关闭DC-DC逆变电路，但实际应用中母线电压不可能时刻保持在高电压下，所以组串式逆变器宣称效率远低于实际效率。
按照100MW电站（以西北各省平均日照小时数均在3000小时以上，折算成峰值日照小时数约为1650小时），参考当前电网电价0.95元/度，则25年可增加发电收入为1650 （万元）。
100 （MW/X 1650 （小时）X 25 （年）X 0.95 （元/ 度）X 0.4 % =1568 （万元）（2）功能对比
集中式并网逆变器具备更加全面的功能，例如夜间无功补偿（SVG、零电压穿越、无功调节、功率因数校正等，适应多种电网环境及大型地面电站的技术要求，同时能够响应电网的各种调度指令。
组串式并网逆变器因针对分布式电站和小型地面电站设计，其单体功率小，应用在大型地面电站中则需要的设备总数巨大，单台逆变器虽可以实现零电压穿越功能，但多机并联时，零电压穿越、无功调节、有功调节等功能实现较难。
多台设备是否能够同时应对
电网的各种故障，还有待实践考验。
（3）拓扑对比
集中式并网逆变器采用单级拓扑，功率器件少、控制系统简单，技术成熟，大规模应用在大功率并网逆变产品中。
组串式并网逆变器采用两级拓扑，功率器件多、控制系统复杂、驱动繁琐，主要应用在中小功率逆变器中。
单级vs双级：
组串式拓扑vs集中式拓扑:
(4)过载能力对比
集中式并网逆变器过载能力高达120%能够匹配更大容量的光伏阵列，在光照条件良好的情况为用户带来更多的收益。
组串式并网逆变器过载能力仅为110%因组串式逆变器受到防护等级的限制，在设计时需将散热部分和发热元件采用单独封装的方式分开，冷空气无法直接经过主要发热元件，造成散热效率较低，所以过载能力受限。
2.4可维护性对比
集中式并网逆变器采用模块化前维护设计，控制系统、散热风机、功率模块等均采用模块化设计，待专业的售后服务人员定位故障后，可在20分钟内完成更换, 十分方便。
组串式并网逆变器采用直接更换的维护方式，因设备数量较多，现场故障定位较为繁琐，仍然要与逆变器厂家沟通确认；其次逆变器现场应用分散，更换困难，整机更换维护成本高，且需要专门配置备件库房，尤其是在山丘或者站内路况较差的情况，需要人工搬运组串式逆变器，维护时间较长；再有因组串式没有一级汇流设备，如在白天更换无法断开直流侧，存在高电压危险，为保障人员安全只能在夜间进行更换，影响维护效率。
3.对比总结
通过以上的对比说明不难看出组串式逆变器应用在大型地面电站上面存在较大的风险，也会增加相应的投资；而集中式解决方案和兆瓦级箱式逆变站解决方案专门针对大型地面电站，优势非常突出，应用业绩也十分广泛，下面对三种方
案进行系统的对比
4.结论
集中式解决方案与兆瓦级箱式逆变站解决方案目前广泛应用在大型地面电中，
此类电站装机容量多在5MW以上，一般处于地广人稀的沙漠、戈壁地带，组件布局朝向一致，极少出现局部遮挡；中压10KV或以上并网，对电能质量和电网调度要求高。
因此要求逆变器输出功率高，可靠性好，设备运行维护快捷方便，电网适应性强，能够从容应对电网可能出现的各种故障。
所以大功率集中式逆变器更加适用于5MW以上的大型地面电站。
组串型式并网逆变器解决方案目前广泛应用在分布式电站和小型电站小型地面电站中，此类电站容量多在5MW以下，常以家用、商用屋顶为组件载体，单个屋顶或单个容量常小于100kW系统能够直接并入低压配电网或供用户直接使用。
分布式发电系统因受到屋顶角度、建筑物阴影、树木阴影等原因的影响，采用具备多路MPP■功能逆变器可灵活配置组件功率和种类，所以组串型逆变器更加适用于
5MW以下的小型地面电站和分布式电站中。