光伏逆变器主要流派与技术路线
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光伏发电系统由太阳电池组件(PV)方阵、逆变器、交直流配电、计量电器等部分组成。太阳电池组件利用光伏效应原理，将太阳的光能转变为直流电能，该直流电是变化的，不能直接并网或被用电设备直接使用，称之为“粗电”(Raw Electricity);光伏逆变器将变化的直流电经过电力电子技术变换成频率、相位、幅值符合电力并网要求且自身具有保护功能的交流电，称之为“精电”(Fine Electricity)，之后经过配电及保护装置便可并网或供交流负载使用。 光伏逆变器是光伏系统的核心部件之一，但由于逆变器采用电力电子技术、由大量的电子元器件组成，属于光伏系统中的薄弱环节，因此近几年来，在逆变器的技术方案选择、电子线路设计以及新的应用方面，全球出现不同的技术流派以及一些新的应用。主要有以下几种： 1.Central inverter集中式逆变器，这种是最传统也是目前做的厂家最多的，尤其是光伏逆变器鼻祖的欧洲厂家。欧洲以SMA为典型代表，美国以SatCon为典型代表。SMA为全球光伏逆变器市场占用率最高的厂家，其市场占有率达到35%~40%。对于大容量的逆变器，大多数厂家采用集中式逆变器。从其电路结构上说，对小功率逆变器一般采用两级结构，即：第一级Boost升压电路加上第二级DC/AC逆变电路;中大功率逆变器采用一级结构，即DC/AC逆变电路。无论何种电路结构，其功率部分都是放在一个逆变器箱体内。 这种逆变器的优点是： (1) 适合MW级的应用; (2)技术成熟; (3)$/W成本较其他解决方案较低。 其缺点是： (1)一旦出现故障则整机必须停机，所有功率均损失; (2)不能对部分太阳能电池板的非有效发电状态如阴影、污物等产生的mis-match进行区别，从而影响MPPT(最大功率点跟踪)效率。 2. Modular inverter模块化逆变器，目前另一流行的技术，采用逆变器模块化并联，每个模块均有MPPT(最大功率点跟踪)功能，对应于一路直流输入;多个并联逆变器模块装在一个机柜里，一般具有热插拔功能。主流厂家包括Powerone，Fronius等。用于并联的模块小的如Fronius的3KW(并联成50KW)，大的如Powerone的33KW(并联成330KW)。 其优点是： (1)某个模块故障不会影响整机工作，整机还能输出较大功率，从而降低系统风险; (2)可以一定程度上解决mis-match问题，由于采用多个MPPT，对不能正常发电的太阳能组串，其低效率不会影响其他组串发电效率，从而提高系统发电效率; (3)在早晚太阳光不强的时候可以自动关掉部分模块，等光强足够再开启所有模块，从而提高整体效率; (4)除了技术原因，模块化并联可以使一家公司迅速拓宽产品线功率覆盖范围，用一款模块解决从小功率到中大功率的应用，对于小公司而言，这无疑可以节约很多研发资源和时间。 其缺点是： (1)成本较集中式逆变器较高，不适合大功率尤其是超大功率场合; (2)控制上比集中式要复杂，需要一个单独的监控模块。 3.Micro inverter微逆变器，在北美近几年来流行的一种技术，主要应用在个人屋顶系统。其原理是，将集中式逆变器的技术运用到较小的功率模块上，将大功率逆变器分割成若干个小功率逆变器。在每块太阳能电池板后面装一个微逆变器，功率在200~350W左右，直接将该块电池板输出的直流电转换成交流电输出或并网。目前美国做的最成功的公司是Enphase，占据微逆变器半壁江山。 其优点为： (1)使得每块电池板的输出效率最高，且彼此不影响，较好的解决由于阴影等造成的mis-match问题，提高整体效率; (2)安全，由于没有高压部分，较适合住宅屋顶系统; (3)安装简单，不需要独立的房间，跟随组件移动，变动起来也方便。 其缺点是： |
