光伏逆变器是光伏发电体系两大吃紧部件之一,光伏逆变器的中心职责是盯梢光伏阵列的最大输出功率,并将其能量以最小的改造损耗、最佳的电能材料馈入电网。因为逆变器是串联在光伏方阵和电网之间,逆变器的挑选将成为光伏电站能否永久的确运转并告终预期报答的要道,本文提出了“见机行事,科学规划”——即遵循光伏电站装机规划、所在状况和电网接入要求,合理采选逆变器榜样,使得电站成立方、出资方、运营方以及电网等关连多方在清闲、安谧和收益上的一起廉价最大化,激动光伏职业昌盛、有序振奋。
遵循光伏电站组织状况的不合,光伏电站大凡分为荒漠电站、房顶电站及山丘电站三种。(见表1)
荒漠电站:诳骗壮伟陡峭的荒漠地上资源启示的光伏电站。该榜样电站领域大,一般大于5MW,现在单个50MW以上约束的电站已十分常见;电站逆变输出始末升压后直接馈入110KV、330KV或许更高电压等级的高压输电网;所在环郊野势平整,光伏组件朝向一概,无掩瞒。该类电站是他国光伏电站的主力,首要集结在西部地域。
山丘电站:诈欺山地、丘陵等资源启示的光伏电站。该类电站领域巨细不一,从几MW到上百MW不等;发电以并入高压输电网为主;受地形感染,多有组件朝向不整齐或迟早掩藏标题。这类电站严重操作于山区,矿山以及很多不能栽培的荒地。
房顶电站:诈骗厂房、群众构筑、室第等房顶资源拓荒的光伏电站。该榜样电站规划受有用房顶面积约束,装机领域一般在几千瓦到几十兆瓦;电站发电勉励就地消纳,直接馈入低压配电网或35KV及以下中高压电网;组件朝向、倾角及暗影掩藏景况万种化。该类电站是目下散播式光伏行使的重要现象,要紧集结在所有人国中东部和南边区域。
光伏逆变器根据其功率等级、内中电说组织及运用场合不同,大凡可分为会合型逆变器、组串型逆变器和微型逆变器三种榜样。(见表2)
集会型逆变器:要紧性情是单机功率大、最大功率盯梢(MPPT)数量少、每瓦本钱低。现时国内的干流机型以500KW、630KW为主,欧洲及北美等区域干流机型单机功率800KW甚至更高,功率等级和集成度还在不断开展,德国SMA公司本年推出了单机功率2.5MW的逆变器。依照逆变器主电道骗局,齐集型逆变器又或许分为以下两种榜样:(见表3)
蚁合型逆变器是方今大个人中大型光伏电站的首选,在举世5MW以上的光伏电站中,其选取份额赶过98%。
组串型逆变器:单机功率在3-60KW之间。干流机型单机功率30-40KW,单个或多个MPPT,但凡为6-15KW一起MPPT。该类逆变器每瓦本钱较高,沉要运用于中小型电站,在举世1MW以下容量的电站落选用率高出50%。
微型逆变器:单机功率在1KW以下,单MPPT,运用中多为0.25-1KW一起MPPT,其好处是可以对每块或几块电池板举行零丁的MPPT操控,但该类逆变器每瓦本钱很高。此刻在北美区域10KW以下的家庭光伏电站中有较多运用。
几种逆变器的榜样操作如图所示。(见图1)光伏组件经由串联酿成组串,多个组串之间并联形成方阵,会合型将一个方阵的通盘组串直流侧接入1台或2台逆变器,MPPT数量相对较少;组串型将一齐或几说组串接入到一台逆变器,一个方阵中有多途MPPT,微型逆变器则对每块电池板实施MPPT盯梢。当各组件因为暗影掩蔽或朝向不一概时,则会滋长串联和并联失配。组串型方案多道MPPT或许处理组串之间并联失配标题,微型逆变器既或许管理组串之间的并联失配,也大约管理组件之间的串联失配。所以,从身手方面看,几种逆变器的实际辨别在于对组件失配标题的处理。
以逆变器为焦点的幻想选型,需求在光伏体系生命周期内探究总发电量和总本钱的平衡点,还要忖量电网接入,仍是障穿越才力、电能质地、电网适合性等方面的吁请。遵循种种逆变器的特性,连络所操作的光伏电站实质状况,从电网和气、高出资报答、简明建树卫戍等方面实施科学关理的选取。
更低的初始出资。恪守比照剖析,会关型方案较组串型逆变器铺排在初投上每兆瓦节省出资约26万元。(见表4)
发电量与组串型相等。荒漠电站中结合型和组串型发电量根蒂相等,归纳集结型在最高效果和过载才力等方面的优势,会合型发电量略高于组串型。少量电站滋长的夙夜前后排的隐瞒,运用组串型无法制服,需求经过优化组件组织实施遁藏。(见表5)
运维更轻省更经济。进程比照集结型和组串型干流机型筹划在100MW电站的运维数据,发电量赔本二者很是;因为组串型建造是整机防卫,而结关型设备是器材捍卫,配备扞卫本钱上,荟萃型优势结尾清楚。一起,在占地几千亩的百MW级大鸿沟电站中,对具有分传达置的组串逆变器举行代替,防卫人员花在讲说上的时刻将远高于举行设备替换的年月,这也是组串型的大型电站行使倒运身分之一。(见表6)
聚积型宗旨更加符关电网接入请求。高压输电网对并网的光伏发电在更动回声、弊端穿越、限发、超发、腻滑、谐波领域、功率转变率、急迫启停等方面都有严严吁请。矮处穿越是指电网发生近距离、浪涌、缺相状况下,逆变器有必要或许在625毫秒到几秒的韶光内如故输出必定容量的有功和无功功率,保证电力体系继电珍惜或许正常动作,因为集结型逆变器在电站中台数少,单机劳绩宏壮,通讯操控轻松,过错时分无妨穿越短缺的概率巨大于组串逆变器。2013年6月中旬国网组织的实地低电压穿越查验,多个类型会合逆变器也不同水准滋长脱网状况,设思借使有上千台小型逆变器在大型电站中运转,一旦电网孕育差池,因为设备繁复约束杂乱,电网耦合、谐振概率猛增,组串型逆变器肯定会滋长大批脱网、甚至配备自己损坏的情状,危及电网安定运转。其他因为逆变器数量太多,无法担保30ms内回声无功调度指令的电网吁请。
山丘电站大约看做时局并不平整的荒野电站,也是馈入输电网为主,约束多为5MW以上。在山丘电站项目中,大凡一个坐标系下准备100多KW支配容量组件(如125KW的组件铺设成联合朝向),抵达发电量和出资维护本钱的最优份额。针对此运用启示的多MPPT模组形式的招集型逆变器,每路MPPT盯梢100多KW组件,将联合朝向组件的考虑占地上积单位压缩到约1000平米,大大扶直了施工便利性并有用处置朝向和遮挡问题,一起共相易母线输出,彻底集合型逆变器电网敦睦性性质,是山丘电站的首选准备。
若是所选的山丘电站地形止境同化,杀青100多KW组件联合朝向铺设施工难度很大,可以怀想组串型逆变器行为加添。
房顶电站的规划相对较为同化,受房顶巨细、结构、原料承重、以及暗影隐瞒等功率,需求进程组件铺设和逆变器选型策划来杀青收益最大化。一起组件安设在房顶,必要怀想火灾抗御等安泰问题。接入配电网,直接接近用户负荷,需求牵挂用户用电安好性,电能质地契合要求,及与原有配电之间的继电维护调停等。接入用户配电网后,对用户的功率因数感染额定显着,逆变器除了输出有功外,还需求快速的依照光伏体系实时发电状况、用户实时负荷数据以及用户配电房原有的SVC、SVG参与景遇归纳妄图以笃信逆变器的实时无功输出容量。因此,房顶光伏体系方案的选用需求在安泰、电网友爱、出资报答、戒备等多个身分中寻求均衡点。
房顶陷坑搀和,存在讳饰或朝向不齐截,举荐采用组串型逆变器。房顶机关搀和,为了简化联想,推荐运用组串型逆变器,并且根据实质房顶和并网点的方位及并网点电压等第,采选逆变器。组串型逆变器需求完备拉弧监测和合断技术,以有用防护失火的发生,彻底PID消逝功用,无缺高精度泄电流珍惜效果和孤岛珍爱成果等。
大型厂房,思念到房顶承重和保持便利性,可秉承纠关型准备。工业厂房房顶平展、约束大、暗影隐秘少、朝向简捷、多为10KV中压配电网并网。思量到大多厂房为彩钢房顶,承重有限无法组织组串型逆变器,以及大凡警备便利、不成效正常坐蓐运转等实际景况,可秉承集关型逆变器。
归纳:逆变器活动组件和电网之间的桥梁,是光伏体系的要点部件。根据电站距离、以及别离的运用场合,拔取适合的逆变器,对体系本钱和发电量都大有利益。在极限大、局势陡峭的荒漠、滩涂,适合选取荟萃型逆变器;在领域较大、时局升浸的山丘电站,符关接收多MPPT的集结型逆变器;在规划相对较小、布局各式化的房顶电站,适合承受组串型逆变器。见风使舵,科学采用光伏电站逆变器,可以保证光伏电站在出资决意阶段少走弯途,在后期运转保持阶段特别真实高效运转。
光伏逆变器是光伏发电体系两大要紧部件之一,光伏逆变器的中心任务是盯梢光伏阵列的最大输出功率,并将其能量以最小的改造耗费、最佳的电能材料馈入电网。因为逆变器是串联在光伏方阵和电网之间,逆变器的选拔将成为光伏电站能否长久的确运转并结束预期报答的要害,本文提出了“见风使舵,科学幻想”——即依照光伏电站装机鸿沟、所在状况和电网接入央求,关理挑选逆变器榜样,使得电站创设方、出资方、运营方以及电网等相干多方在安定、平宁和收益上的合资利益最大化,鼓动光伏职业坚固、有序茂盛。
遵循光伏电站组织境况的不合,光伏电站日常分为荒野电站、房顶电站及山丘电站三种。(见表1)
荒野电站:诈骗巨大平整的荒漠地上资源劝导的光伏电站。该类型电站规划大,一般大于5MW,今朝单个50MW以上领域的电站已反常常见;电站逆变输出阅历升压后直接馈入110KV、330KV或许更高电压等级的高压输电网;所在环境地形平展,光伏组件朝向一概,无隐瞒。该类电站是我国光伏电站的主力,严重会合在西部区域。
山丘电站:玩弄山地、丘陵等资源劝导的光伏电站。该类电站领域巨细不一,从几MW到上百MW不等;发电以并入高压输电网为主;受地形感染,多有组件朝向不齐截或朝夕粉饰问题。这类电站首要运用于山区,矿山以及大批不能栽培的荒地。
房顶电站:诈欺厂房、我们构筑、居处等房顶资源开发的光伏电站。该榜样电站鸿沟受有用房顶面积鸿沟,装机规划通常在几千瓦到几十兆瓦;电站发电教唆立刻消纳,直接馈入低压配电网或35KV及以下中高压电网;组件朝向、倾角及暗影讳饰状况各类化。该类电站是现在宣传式光伏运用的重要局势,首要群集在我国中东部和南边地域。
光伏逆变器遵循其功率等第、里边电路骗局及运用场关不同,往常可分为聚积型逆变器、组串型逆变器和微型逆变器三种榜样。(见表2)
蚁关型逆变器:重要特性是单机功率大、最大功率盯梢(MPPT)数量少、每瓦本钱低。现在国内的干流机型以500KW、630KW为主,欧洲及北美等地域干流机型单机功率800KW以致更高,功率等第和集成度还在接续进步,德国SMA公司本年推出了单机功率2.5MW的逆变器。用命逆变器主电途骗局,集结型逆变器又无妨分为以下两种标准:(见表3)
集结型逆变器是当时大一面中大型光伏电站的首选,在举世5MW以上的光伏电站中,其秉承份额跳过98%。
组串型逆变器:单机功率在3-60KW之间。干流机型单机功率30-40KW,单个或多个MPPT,一般为6-15KW一齐MPPT。该类逆变器每瓦本钱较高,严重运用于中小型电站,在举世1MW以下容量的电站落选用率胜过50%。
微型逆变器:单机功率在1KW以下,单MPPT,操作中多为0.25-1KW一起MPPT,其长处是或许对每块或几块电池板举行零丁的MPPT极限,但该类逆变器每瓦本钱很高。现在在北美地域10KW以下的家庭光伏电站中有较多运用。
几种逆变器的样板运用如图所示。(见图1)光伏组件进程串联变成组串,多个组串之间并联形成方阵,靠拢型将一个方阵的通通组串直流侧接入1台或2台逆变器,MPPT数量相对较少;组串型将一起或几途组串接入到一台逆变器,一个方阵中有多说MPPT,微型逆变器则对每块电池板举行MPPT盯梢。当各组件因为暗影掩瞒或朝向不一概时,则会滋长串联和并联失配。组串型组织多谈MPPT或许处理组串之间并联失配问题,微型逆变器既或许处置组串之间的并联失配,也或许处理组件之间的串联失配。因此,从身手方面看,几种逆变器的实际辨认在于对组件失配问题的处置。
以逆变器为中心的想象选型,需求在光伏编制性命周期内探究总发电量和总本钱的均匀点,还要考虑电网接入,依旧障穿越才力、电能质量、电网适合性等方面的央求。遵循各样逆变器的性情,连络所运用的光伏电站实质状况,从电网和蔼、高出资报答、轻省树立捍卫等方面实施科学关理的秉承。
更低的初始出资。根据对照理解,会合型铺排较组串型逆变器准备在初投上每兆瓦删去出资约26万元。(见表4)
发电量与组串型相等。荒漠电站中集合型和组串型发电量基础相等,归纳会合型在最高成效和过载才干等方面的优势,集结型发电量略高于组串型。少量电站孕育的迟早前后排的隐瞒,操作组串型无法军服,需求经由优化组件结构举行躲藏。(见表5)
运维更简明更经济。原委比较集结型和组串型干流机型组织在100MW电站的运维数据,发电量赔本二者相等;因为组串型装备是整机捍卫,而靠拢型铺排是器材捍卫,设备捍卫本钱上,会合型优势十分鲜明。一起,在占地几千亩的百MW级大约束电站中,对周备分撒播置的组串逆变器进行替换,保持人员花在途途上的年光将远高于进行装备替换的岁月,这也是组串型的大型电站运用倒霉成分之一。(见表6)
聚积型布置越发契合电网接入要求。高压输电网对并网的光伏发电在更动回声、错误穿越、限发、超发、滑腻、谐波鸿沟、功率弯曲率、深切启停等方面都有厉严仰求。纰谬穿越是指电网呈现短路、浪涌、缺相现象下,逆变器有必要大约在625毫秒到几秒的韶光内仍是输出必定容量的有功和无功功率,保证电力体系继电保护或许正常四肢,因为集会型逆变器在电站中台数少,单机成果广阔,通讯限制轻盈,瑕疵时期恐怕穿越错误的概率强大于组串逆变器。2013年6月中旬国网坎阱的实地低电压穿越查验,多个类型群集逆变器也不同水平成长脱网景遇,想象假使有上千台小型逆变器在大型电站中运转,一旦电网滋长瑕玷,因为铺排众多操控搀和,电网耦闭、谐振概率猛增,组串型逆变器肯定会发生很多脱网、以致设备自身损坏的状况,危及电网安静运转。其他因为逆变器数量太多,无法担保30ms内应声无功改动指令的电网要求。
山丘电站或许看做现象并不平整的荒野电站,也是馈入输电网为主,领域多为5MW以上。在山丘电站项目中,一般一个坐标系下筹办100多KW组织容量组件(如125KW的组件铺设成同一朝向),抵达发电量和出资戒备本钱的最优份额。针对此运用劝导的多MPPT模组形式的结闭型逆变器,每途MPPT盯梢100多KW组件,将联合朝向组件的遥想占地上积单位中止到约1000平米,大大提拔了施工便利性并有用措置朝向和讳饰标题,一起共交换母线输出,彻底集合型逆变器电网和好性特征,是山丘电站的首选布置。
即便所选的山丘电站地形备至羼杂,实施100多KW组件联闭朝向铺方法工难度很大,或许思念组串型逆变器活动加添。
房顶电站的遥想相对较为同化,受房顶巨细、机关、原料承浸、以及暗影遮挡等感染,需求始末组件铺设和逆变器选型策划来完结收益最大化。一起组件组织在房顶,必要酌量失火防护等清闲问题。接入配电网,直接密切用户负荷,必要想念用户用电平和性,电能质地契合请求,及与原有配电之间的继电保重调停等。接入用户配电网后,对用户的功率因数感染出格显着,逆变器除了输出有功外,还需求速速的恪守光伏编制实时发电境况、用户实时负荷数据以及用户配电房原有的SVC、SVG参与景况归纳妄图以信任逆变器的实时无功输出容量。因此,房顶光伏编制安插的承受必要在安全、电网和气、出资报答、护卫等多个要素中钻营平衡点。
房顶坎阱同化,保存掩蔽或朝向不平等,推荐采纳组串型逆变器。房顶机关杂乱,为了简化想象,推荐运用组串型逆变器,并且遵循实质房顶和并网点的方位及并网点电压等第,选择逆变器。组串型逆变器需求彻底拉弧监测和合断技术,以有用防范失火的迸发,彻底PID消逝功用,完美高精度漏电流保护成就和孤岛保重收效等。
大型厂房,怀想到房顶承重和戒备便利性,可接收会合型策划。物业厂房房顶平展、规划大、暗影遮挡少、朝向简略、多为10KV中压配电网并网。思索到大多厂房为彩钢房顶,承重有限无法设备组串型逆变器,以及一般卫戍简单、不功率正常出产运转等实质景遇,可接收纠合型逆变器。
归纳:逆变器举动组件和电网之间的桥梁,是光伏体系的宗旨部件。遵循电站鸿沟、以及不同的运用场合,选取契合的逆变器,对体系本钱和发电量都大有长处。在极限大、地形平整的荒漠、滩涂,恰当选取会合型逆变器;在领域较大、时局晃动的山丘电站,闭适选用多MPPT的咸集型逆变器;在领域相对较小、布局万种化的房顶电站,适合接收组串型逆变器。见机行事,科学选取光伏电站逆变器,大约担保光伏电站在出资决计阶段少走弯途,在后期运转捍卫阶段更加切当高效运转。