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光伏發電的逆變器據說分了好幾種,怎麼選擇呢?
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  • 1 # 美泰儲能資訊

    你好,

    光伏逆變器是將直流電源轉化為交流電源的裝置,一般由升壓迴路和逆變橋式迴路構成。升壓迴路把太陽電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓;逆變橋式迴路則把升壓後的直流電壓等價地轉換成常用頻率的交流電壓。

    主要分類有四種:

    分散式光伏電站主要採用組串式逆變器:

    優點一:組串式逆變器採用模組化設計,每個光伏串對應一個逆變器,直流端具有最大功率跟蹤功能,交流端並聯併網,其優點是不受組串間模組差異,和陰影遮擋的影響,同時減少光伏電池元件最佳工作點與逆變器不匹配的情況,最大程度增加了發電量。

    優點二:組串式逆變器還具有自耗電低、故障影響小、更換維護方便的優勢。組串式併網逆變器的體積小、重量輕,搬運和安裝都非常方便,不需要專業工具和裝置,也不需要專門的配電室,在各種應用中都能夠簡化施工、減少佔地,直流線路連線也不需要直流匯流箱和直流配電櫃等。這就意味著組串型逆變器的修復時間週期要比集中式逆變器的修復週期短,下圖為集中型和組串型逆變器的修復時間週期對比。

    所以說,如果你是分散式光伏發電站使用的逆變器,那就選用組串式逆變器。

    選擇組串式逆變器後下一個問題,如何選擇品牌?

    根據光伏人平臺就超過10W人的調查顯示:

    古瑞瓦特、Sunny電源、固德威、三晶電氣、華為等上榜品牌均為中國一線主流產品,產品技術、穩定可靠性大同小異,根據價格與喜好選擇即可。

    品牌選好了,型號怎麼選呢?

    首先明確電網接入模式是三相電還是單相電

    以國家電網規定為例:

    確定電網接入模式後,根據分散式光伏電站裝機容量選擇對應的額定容量範圍內的型號即可:

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  • 2 # 明明如此

    我曾經做過戶用光伏電站,對這個問題我還是有點見解。想知道怎麼選擇還是先了解一下,光伏逆變器的工作原理吧。

    首先了解一下什麼是逆變,將直流電變換為交流電的過程叫逆變,完成逆變功能的電路叫逆變電路,實現逆變過程的裝置叫逆變器或逆變裝置。太陽能光伏系統中,把電池極板輸出的直流電轉換為交流電的裝置是逆變器,逆變器轉換後的交流電的電壓、頻率與電網的交流電電壓、頻率一致,這樣能滿足各種交流裝置的用電需求。

    光伏發電系統對逆變器有以下幾個要求:

    1. 逆變器要有各種保護功能,比如過欠頻、過欠壓、短路等等;

    2. 逆變器輸出直流電範圍要寬,常見的有200VDC-750VDC;

    3. 逆變器硬體電路要較少的電能變換環節,這樣能節約成本,提高效率;

    4. 逆變器要有很高的轉換效率,一般在97%;

    5. 逆變器可靠性要好。

    6. 輸出電壓電流滿足電能質量要求,諧波含量小,功率因數高;

    7. 具有一定的過載能力。

    以上就是光伏逆變器應該達到的一些要求。下面我們聊聊逆變器的基本電路原理。

    先來看一張圖:

    下面我們來分析一下這個電路:

    (1) 輸入電路。輸入電路的主要作用就是為主逆變電路提供可確保其正常工作的直流工作電壓。

    (2) 主逆變電路。主逆變電路是逆變電路的核心,它的主要作用是透過半導體開關器件的導通和關斷完成逆變功能。

    (3) 輸出電路。輸出電路主要是對逆變電路輸出的交流電的波形、頻率、電壓、電流的幅值相位等進行修正、補償、調理,使之能滿足使用需求。

    (4) 控制電路。控制電路主要是為主逆變電路提供一系列的控制脈衝來控制逆變開關器件的導通與關斷,配合主逆變電路完成逆變功能。

    (5) 輔助電路。輔助電路主要是講輸入電壓變換成適合控制電路工作的直流電壓。輔助電路還包含了多種檢測電路。

    (6) 保護電路。保護電路主要包括輸入過壓、欠壓保護,輸出過壓、欠壓保護,過載保護,過流保護,過熱保護等。

    瞭解了光伏逆變器那麼該怎麼選擇光伏逆變器呢?

    1.首先你要弄清楚自己需要多大功率的光伏逆變器,你家裡要裝多大功率的電站,先把逆變器的功率選好了。

    2.一般設計光伏電站的時候都會根據功率選擇好需要幾塊太陽能電池極板,你要積算一下這些電池極板輸出電壓是多少(板子開路電壓乘以個數)。弄清楚這個後,選擇逆變器的時候要看看電壓引數,看看逆變器的直流輸入電壓範圍是否能滿足要求。

    3.然後再考慮逆變器的輸出,因為戶用光伏電站要併網的,所以你一定要選擇一個輸出效能比較好的逆變器,輸出的波形是正弦波的最好。

    4.一定要看一些安全保護配置,比如過溫保護,過壓保護,過流保護,短路保護等等,還要有儘可能多的資料顯示,這樣我們用起來體驗會很好。

    5.逆變器儘量選擇品牌的,用過好幾家的,品牌效應確實有用。

  • 3 # 麼ge

    光伏逆變器是光伏發電系統兩大主要部件之一,光伏逆變器的核心任務是跟蹤光伏陣列的最大輸出功率,並將其能量以最小的變換損耗、最佳的電能質量饋入電網。

    由於逆變器是串聯在光伏方陣和電網之間,逆變器的選擇將成為光伏電站能否長期可靠執行並實現預期回報的關鍵,本文提出了“因地制宜,科學設計”——即根據光伏電站裝機規模、所處環境和電網接入要求,合理選擇逆變器型別。

    1. 光伏電站分類及電站特點

    按照光伏電站安裝環境的不同,光伏電站一般分為荒漠電站、屋頂電站和山丘電站三種。

    荒漠電站:利用廣闊平坦的荒漠地面資源開發的光伏電站。該型別電站規模大,一般大於5MW;電站逆變輸出經過升壓後直接饋入110kV、330kV或者更高電壓等級的高壓輸電網;所處環境地勢平坦,光伏元件朝向一致,無遮擋。該類電站是中國光伏電站的主力,主要集中在西部地區。

    山丘電站:利用山地、丘陵等資源開發的光伏電站。該類電站規模大小不一,從幾MW到上百MW不等;發電以併入高壓輸電網為主;受地形影響,多有元件朝向不一致或早晚遮擋問題。這類電站主要應用於山區,礦山以及大量不能種植的荒地。

    屋頂電站:利用廠房、公共建築、住宅等屋頂資源開發的光伏電站。該型別電站規模受有效屋頂面積限制,裝機規模一般在幾千瓦到幾十兆瓦;電站發電鼓勵就地消納,直接饋入低壓配電網或35kV及以下中高壓電網;元件朝向、傾角及陰影遮擋情況多樣化。該類電站是當前分散式光伏應用的主要形式,主要集中在中國中東部和南方地區。

    2. 逆變器分類及特點

    光伏逆變器根據其功率等級、內部電路結構及應用場合不同,一般可分為集中型逆變器、組串型逆變器和微型逆變器三種類型。

    集中型逆變器:主要特點是單機功率大、最大功率跟蹤(MPPT)數量少、每瓦成本低。按照逆變器主電路結構,集中型逆變器又可以分為以下兩種型別:

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    集中型逆變器是目前大部分中大型光伏電站的首選,在全球5MW以上的光伏電站中,其選用比例超過98%。

    組串型逆變器:單機功率在3-60kW之間。主流機型單機功率30-40kW,單個或多個MPPT,一般為6-15kW一路MPPT。該類逆變器每瓦成本較高,主要應用於中小型電站,在全球1MW以下容量的電站中選用率超過50%。

    微型逆變器:單機功率在1kW以下,單MPPT,應用中多為0.25-1kW一路MPPT,其優點是可以對每塊或幾塊電池板進行獨立的MPPT控制,但該類逆變器每瓦成本很高。目前在北美地區10kW以下的家庭光伏電站中有較多應用。

    幾種逆變器的典型應用如圖所示。

    如圖所示,光伏元件透過串聯形成組串,多個組串之間並聯形成方陣,集中型將一個方陣的所有組串直流側接入1臺或2臺逆變器,MPPT數量相對較少;組串型將一路或幾路組串接入到一臺逆變器,一個方陣中有多路MPPT,微型逆變器則對每塊電池板進行MPPT跟蹤。當各元件由於陰影遮擋或朝向不一致時,則會出現串聯和並聯失配。組串型方案多路MPPT可以解決組串之間並聯失配問題,微型逆變器既可以解決組串之間的並聯失配,也可以解決元件之間的串聯失配。因此,從技術方面看,幾種逆變器的本質區別在於對元件失配問題的處理。

    以逆變器為核心的設計選型,需要在光伏系統生命週期內尋找總髮電量和總成本的平衡點,還要考慮電網接入,如故障穿越能力、電能質量、電網適應性等方面的要求。依據各種逆變器的特點,結合所應用的光伏電站實際情況,從電網友好、高投資回報、方便建設維護等方面進行科學合理的選用。

    3. 不同電站的逆變器選型指南

    3.1 荒漠電站——集中型優勢明顯

    集中型逆變器有以下幾方面的優勢,是荒漠電站的首選。

    更低的初始投資。根據對比分析,集中型方案較組串型逆變器方案在初投上每兆瓦節省投資約26萬元。

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    發電量與組串型持平:荒漠電站中集中型和組串型發電量基本持平,綜合集中型在最高效率和過載能力等方面的優勢,集中型發電量略高

    於組串型。少數電站出現的早晚前後排的遮擋,使用組串型無法克服,需要透過最佳化元件佈局進行規避。

    運維更方便更經濟。透過對比集中型和組串型主流機型方案在100MW電站的運維資料,發電量損失二者相當;由於組串型裝置是整機維護,而集中型裝置是器件維護,裝置維護成本上,集中型優勢非常明顯。同時,在佔地幾千畝的百MW級大規模電站中,對完全分散佈置的組串逆變器進行更換,維護人員花在路途上的時間將遠高於進行裝置更換的時間,這也是組串型的大型電站應用不利因素之一。

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    集中型方案更加符合電網接入要求。高壓輸電網對併網的光伏發電在排程響應、故障穿越、限發、超發、平滑、諧波限制、功率變化率、緊急啟停等方面都有嚴格要求。故障穿越是指電網出現短路、浪湧、缺相情況下,逆變器必須能夠在625毫秒到幾秒的時間內依然輸出一定容量的有功和無功功率,確保電力系統繼電保護能夠正常動作,由於集中型逆變器在電站中臺數少,單機功能強大,通訊控制簡單,故障期間能夠穿越故障的機率遠大於組串逆變器。

    2013年6月中旬國網組織的實地低電壓穿越檢驗,多個型號集中逆變器也不同程度出現脫網情況,設想如果有上千臺小型逆變器在大型電站中執行,一旦電網出現故障,由於裝置眾多控制複雜,電網耦合、諧振機率陡增,組串型逆變器必然會出現大量脫網、甚至裝置自身損壞的情況,危及電網安全執行。另外由於逆變器數量太多,無法確保30ms內響應無功排程指令的電網要求。

    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並不平坦的荒漠電站,也是饋入輸電網為主,規模多為5MW以上。在山丘電站專案中,通常一個座標系下規劃100多kW左右容量元件(如125kW的元件鋪設成同一朝向),達到發電量和投資維護成本的最優比例。

    針對此應用的多MPPT模組模式的集中型逆變器,每路MPPT跟蹤100多kW元件,將同一朝向元件的設計佔地面積單位縮小到約1000平米,大大提升了施工便利性並有效解決朝向和遮擋問題,同時共交流母線輸出,具備集中型逆變器電網友好性特點,是山丘電站的首選方案。

    如果所選的山丘電站地形非常複雜,實現100多kW元件同一朝向鋪設施工難度很大,可以考慮組串型逆變器作為補充。

    3.3 屋頂電站——推薦組串型,也可選用集中型方案

    屋頂電站的設計相對較為複雜,受屋頂大小、佈局、材質承重、以及陰影遮擋等影響,需要透過元件鋪設和逆變器選型規劃來實現收益最大化。

    同時元件安裝在屋頂,需要考慮火災防範等安全問題。接入配電網,直接靠近使用者負荷,需要考慮使用者用電安全性,電能質量符合要求,及與原有配電之間的繼電保護協調等。接入使用者配電網後,對使用者的功率因數影響十分明顯,逆變器除了輸出有功外,還需要快速的根據光伏系統實時發電情況、使用者實時負荷資料以及使用者配電房原有的SVC、SVG投入情況綜合計算以確定逆變器的實時無功輸出容量。因此,屋頂光伏系統方案的選用需要在安全、電網友好、投資回報、維護等多個因素中尋求平衡點。

    屋頂結構複雜,為了簡化設計,推薦使用組串型逆變器,並且根據實際屋頂和併網點的位置及併網點電壓等級,選擇逆變器。組串型逆變器需要具備拉弧監測和關斷能力,以有效防止火災的發生,具備PID消除功能,具備高精度漏電流保護功能和孤島保護功能等。

    大型廠房,考慮到屋頂承重和維護便利性,可選用集中型方案。工業廠房屋頂平坦、規模大、陰影遮擋少、朝向簡單、多為10kV中壓配電網併網。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,以及日常維護便利、不影響正常生產執行等實際情況,可選用集中型逆變器。

    總結

    逆變器作為元件和電網之間的橋樑,是光伏系統的核心部件。根據電站規模、以及不同的應用場合,選擇合適的逆變器,對系統成本和發電量都大有益處。

    在規模大、地勢平坦的荒漠、灘塗,適合選用集中型逆變器;在規模較大、地勢起伏的山丘電站,適合選用多MPPT的集中型逆變器;在規模相對較小、佈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,在後期執行維護階段更加可靠高效執行。

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