逆變器選擇:各有所長(zhǎng)

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2014-05-07 07:41:32

國(guó)家能源局下放通知,2014年國(guó)內(nèi)光伏新裝總?cè)萘窟_(dá)14G,其中分布式8G,地面電站6G。分布式光伏電站將迎來(lái)一個(gè)前所未有的發(fā)展機(jī)會(huì)。

國(guó)家能源局下放通知,2014年國(guó)內(nèi)光伏新裝總?cè)萘窟_(dá)14G,其中分布式8G,地面電站6G。分布式光伏電站將迎來(lái)一個(gè)前所未有的發(fā)展機(jī)會(huì)。國(guó)家電網(wǎng)對(duì)分布式光伏電站要求如下:?jiǎn)蝹€(gè)并網(wǎng)點(diǎn)小于6MW,年自發(fā)自用電量大于50%;8KW以下可接入220V;8KW-400KW可接入380V;400KW-6MW可接入10KV。根據(jù)逆變器的特點(diǎn),光伏電站逆變器選型方法:220V項(xiàng)目選用單相組串式逆變器,8KW-30KW選用三相組串式逆變器,50KW以上的項(xiàng)目,可以根據(jù)實(shí)際情況選用組串式逆變器和集中式逆變器。

逆變器方案對(duì)比:

集中式逆變器:設(shè)備功率在50KW到630KW之間,功率器件采用大電流IGBT,系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用DC-AC一級(jí)電力電子器件變換全橋逆變,工頻隔離變壓器的方式,防護(hù)等級(jí)一般為IP20。體積較大,室內(nèi)立式安裝。

組串式逆變器:功率小于30KW,功率開(kāi)關(guān)管采用小電流的MOSFET,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用DC-DC-BOOST升壓和DC-AC全橋逆變兩級(jí)電力電子器件變換,防護(hù)等級(jí)一般為IP65。體積較小,可室外臂掛式安裝。

系統(tǒng)主要器件對(duì)比:

集中式逆變器:光伏組件,直流電纜,匯流箱,直流電纜,直流匯流配電,直流電纜,逆變器,隔離變壓器,交流配電,電網(wǎng)。

組串式逆變器:組件,直流電纜,逆變器,交流配電,電網(wǎng)。

主要優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)場(chǎng)合:

1、集中式逆變器一般用于日照均勻的大型廠房,荒漠電站,地面電站等大型發(fā)電系統(tǒng)中,系統(tǒng)總功率大,一般是兆瓦級(jí)以上。

主要優(yōu)勢(shì)有:

(1)逆變器數(shù)量少,便于管理;

(2)逆變器元器件數(shù)量少,可靠性高;

(3)諧波含量少,直流分量少電能質(zhì)量高;

(4)逆變器集成度高,功率密度大,成本低;

(5)逆變器各種保護(hù)功能齊全,電站安全性高;

(6)有功率因素調(diào)節(jié)功能和低電壓穿越功能,電網(wǎng)調(diào)節(jié)性好。

主要缺點(diǎn)有:

(1)直流匯流箱故障率較高,影響整個(gè)系統(tǒng)。

(2)集中式逆變器MPPT電壓范圍窄,一般為450-820V,組件配置不靈活。在陰雨天,霧氣多的部區(qū),發(fā)電時(shí)間短。

(3)逆變器機(jī)房安裝部署困難、需要專用的機(jī)房和設(shè)備。

(4)逆變器自身耗電以及機(jī)房通風(fēng)散熱耗電,系統(tǒng)維護(hù)相對(duì)復(fù)雜。

(5)集中式并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中,組件方陣經(jīng)過(guò)兩次匯流到達(dá)逆變器,逆變器最大功率跟蹤功能(MPPT)不能監(jiān)控到每一路組件的運(yùn)行情況,因此不可能使每一路組件都處于最佳工作點(diǎn),當(dāng)有一塊組件發(fā)生故障或者被陰影遮擋,會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電效率。

(6)集中式并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中無(wú)冗余能力,如有發(fā)生故障停機(jī),整個(gè)系統(tǒng)將停止發(fā)電。

2、組串式逆變器適用于中小型屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng),小型地面電站。

主要優(yōu)勢(shì)有:

(1)組串式逆變器采用模塊化設(shè)計(jì),每個(gè)光伏串對(duì)應(yīng)一個(gè)逆變器,直流端具有最大功率跟蹤功能,交流端并聯(lián)并網(wǎng),其優(yōu)點(diǎn)是不受組串間模塊差異,和陰影遮擋的影響,同時(shí)減少光伏電池組件最佳工作點(diǎn)與逆變器不匹配的情況,最大程度增加了發(fā)電量。

(2)組串式逆變器MPPT電壓范圍寬,一般為250-800V,組件配置更為靈活。在陰雨天,霧氣多的部區(qū),發(fā)電時(shí)間長(zhǎng)。

(3)組串式并網(wǎng)逆變器的體積小、重量輕,搬運(yùn)和安裝都非常方便,不需要專業(yè)工具和設(shè)備,也不需要專門的配電室,在各種應(yīng)用中都能夠簡(jiǎn)化施工、減少占地,直流線路連接也不需要直流匯流箱和直流配電柜等。組串式還具有自耗電低、故障影響小、更換維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)。

主要缺點(diǎn)有:

(1)電子元器件較多,功率器件和信號(hào)電路在同一塊板上,設(shè)計(jì)和制造的難度大,可靠性稍差。

(2)功率器件電氣間隙小,不適合高海拔地區(qū)。戶外型安裝,風(fēng)吹日曬很容易導(dǎo)致外殼和散熱片老化。

(3)不帶隔離變壓器設(shè)計(jì),電氣安全性稍差,不適合薄膜組件負(fù)極接地系統(tǒng),直流分量大,對(duì)電網(wǎng)影響大。

(4)多個(gè)逆變器并聯(lián)時(shí),總諧波高,單臺(tái)逆變器THDI可以控制到2%以上,但如果超過(guò)40臺(tái)逆變器并聯(lián)時(shí),總諧波會(huì)迭加。而且較難抑制。

(5)逆變器數(shù)量多,總故障率會(huì)升高,系統(tǒng)監(jiān)控難度大。

(6)沒(méi)有直流斷路器和交流斷路器,沒(méi)有直流熔斷器,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),不容易斷開(kāi)。

 ?。?)單臺(tái)逆變器可以實(shí)現(xiàn)零電壓穿越功能,但多機(jī)并聯(lián)時(shí),零電壓穿越功能、無(wú)功調(diào)節(jié)、有功調(diào)節(jié)等功能實(shí)現(xiàn)較難。

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