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。

（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。

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。

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。