“因地制宜，科學(xué)設(shè)計(jì)”，光伏電站逆變器選型指南

    運(yùn)維更方便更經(jīng)濟(jì)。通過對比集中型和組串型主流機(jī)型方案在100MW電站的運(yùn)維數(shù)據(jù)，發(fā)電量損失二者相當(dāng)；由于組串型設(shè)備是整機(jī)維護(hù)，而集中型設(shè)備是器件維護(hù)，設(shè)備維護(hù)成本上，集中型優(yōu)勢非常明顯。同時(shí)，在占地幾千畝的百M(fèi)W級(jí)大規(guī)模電站中，對完全分散布置的組串逆變器進(jìn)行更換，維護(hù)人員花在路途上的時(shí)間將遠(yuǎn)高于進(jìn)行設(shè)備更換的時(shí)間，這也是組串型的大型電站應(yīng)用不利因素之一。

    集中型方案更加符合電網(wǎng)接入要求。高壓輸電網(wǎng)對并網(wǎng)的光伏發(fā)電在調(diào)度響應(yīng)、故障穿越、限發(fā)、超發(fā)、平滑、諧波限制、功率變化率、緊急啟停等方面都有嚴(yán)格要求。故障穿越是指電網(wǎng)出現(xiàn)短路、浪涌、缺相情況下，逆變器必須能夠在625毫秒到幾秒的時(shí)間內(nèi)依然輸出一定容量的有功和無功功率，確保電力系統(tǒng)繼電保護(hù)能夠正常動(dòng)作，由于集中型逆變器在電站中臺(tái)數(shù)少,單機(jī)功能強(qiáng)大，通訊控制簡單，故障期間能夠穿越故障的概率遠(yuǎn)大于組串逆變器。2013年6月中旬國網(wǎng)組織的實(shí)地低電壓穿越檢驗(yàn)，多個(gè)型號(hào)集中逆變器也不同程度出現(xiàn)脫網(wǎng)情況，設(shè)想如果有上千臺(tái)小型逆變器在大型電站中運(yùn)行，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，由于設(shè)備眾多控制復(fù)雜，電網(wǎng)耦合、諧振概率陡增，組串型逆變器必然會(huì)出現(xiàn)大量脫網(wǎng)、甚至設(shè)備自身損壞的情況，危及電網(wǎng)安全運(yùn)行。另外由于逆變器數(shù)量太多，無法確保30ms內(nèi)響應(yīng)無功調(diào)度指令的電網(wǎng)要求。

    3.2、山丘電站 —— 多MPPT集中型方案為主，也可考慮組串型方案。

    山丘電站可以看做地勢并不平坦的荒漠電站，也是饋入輸電網(wǎng)為主，規(guī)模多為5MW以上。在山丘電站項(xiàng)目中，通常一個(gè)坐標(biāo)系下規(guī)劃100多KW左右容量組件（如125KW的組件鋪設(shè)成同一朝向），達(dá)到發(fā)電量和投資維護(hù)成本的最優(yōu)比例。針對此應(yīng)用開發(fā)的多MPPT模組模式的集中型逆變器，每路MPPT跟蹤100多KW組件，將同一朝向組件的設(shè)計(jì)占地面積單位縮小到約1000平米，大大提升了施工便利性并有效解決朝向和遮擋問題，同時(shí)共交流母線輸出，具備集中型逆變器電網(wǎng)友好性特點(diǎn)，是山丘電站的首選方案。

    如果所選的山丘電站地形非常復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)100多KW組件同一朝向鋪設(shè)施工難度很大，可以考慮組串型逆變器作為補(bǔ)充。

    3.3、屋頂電站 —— 推薦組串型，也可選用集中型方案

    屋頂電站的設(shè)計(jì)相對較為復(fù)雜，受屋頂大小、布局、材質(zhì)承重、以及陰影遮擋等影響，需要通過組件鋪設(shè)和逆變器選型規(guī)劃來實(shí)現(xiàn)收益最大化。同時(shí)組件安裝在屋頂，需要考慮火災(zāi)防范等安全問題。接入配電網(wǎng)，直接靠近用戶負(fù)荷，需要考慮用戶用電安全性，電能質(zhì)量符合要求，及與原有配電之間的繼電保護(hù)協(xié)調(diào)等。接入用戶配電網(wǎng)后，對用戶的功率因數(shù)影響十分明顯，逆變器除了輸出有功外，還需要快速的根據(jù)光伏系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)電情況、用戶實(shí)時(shí)負(fù)荷數(shù)據(jù)以及用戶配電房原有的SVC、SVG投入情況綜合計(jì)算以確定逆變器的實(shí)時(shí)無功輸出容量。因此，屋頂光伏系統(tǒng)方案的選用需要在安全、電網(wǎng)友好、投資回報(bào)、維護(hù)等多個(gè)因素中尋求平衡點(diǎn)。

    屋頂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在遮擋或朝向不一致，推薦選用組串型逆變器。屋頂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了簡化設(shè)計(jì)，推薦使用組串型逆變器，并且根據(jù)實(shí)際屋頂和并網(wǎng)點(diǎn)的位置及并網(wǎng)點(diǎn)電壓等級(jí)，選擇逆變器。組串型逆變器需要具備拉弧監(jiān)測和關(guān)斷能力，以有效防止火災(zāi)的發(fā)生，具備PID消除功能，具備高精度漏電流保護(hù)功能和孤島保護(hù)功能等。

    大型廠房，考慮到屋頂承重和維護(hù)便利性，可選用集中型方案。工業(yè)廠房屋頂平坦、規(guī)模大、陰影遮擋少、朝向簡單、多為10KV中壓配電網(wǎng)并網(wǎng)。考慮到大多廠房為彩鋼屋頂，承重有限無法安裝組串型逆變器，以及日常維護(hù)便利、不影響正常生產(chǎn)運(yùn)行等實(shí)際情況，可選用集中型逆變器。

    總結(jié)：逆變器作為組件和電網(wǎng)之間的橋梁，是光伏系統(tǒng)的核心部件。根據(jù)電站規(guī)模、以及不同的應(yīng)用場合，選擇合適的逆變器，對系統(tǒng)成本和發(fā)電量都大有益處。在規(guī)模大、地勢平坦的荒漠、灘涂，適合選用集中型逆變器；在規(guī)模較大、地勢起伏的山丘電站，適合選用多MPPT的集中型逆變器；在規(guī)模相對較小、布局多樣化的屋頂電站，適合選用組串型逆變器。因地制宜，科學(xué)選擇光伏電站逆變器，可以確保光伏電站在投資決策階段少走彎路，在后期運(yùn)行維護(hù)階段更加可靠高效運(yùn)行。（嚴(yán)信 陽光電源股份有限公司）<