逆變器作為光伏系統的核心設備，何種技術路線真正適應領跑者項目，行業內一直爭論不休卻沒有公論，筆者認為，不管是集中式、集散式還是組串式，只要能夠通過技術創新來降低度電成本，幫助用戶實現最大化收益，就能在領跑者競爭中脫穎而出，成為真正的領跑者。
1、 什么逆變器才能真正”領跑”
“領跑者”對系統以及逆變器都提出了更高的要求，要求系統效率不低于81%;逆變器最大效率不低于99%，中國效率達到或超過98.2%;具有1.1倍額定功率下的過載能力，逆變器還需具備零電壓穿越功能，同時具備保護逆變器自身不受損壞的功能等;另外，由于競價機制的推出，價格也成為領跑者的主要競爭條件之一。所以，什么是真正的領跑者?只有具備高效、穩定的性能，發電量高、投資成本低，電網接入性好，能夠幫助用戶達到最大化收益的才是真正的領跑者。
多路MPPT不代表領跑者，理論分析與電站實際運行結果表明，在某一局部區域內，在傾角朝向一致、均無遮擋的情況下，MPPT數量多少與實際發電量無因果關系。根據地形，合理布局，選擇合適路數的MPPT，提升發電量，降低初期投資，提高收益率才能真正領跑。
縱觀八大領跑者基地，確實存在某些局部區域布局1MW方陣困難，但布局150kW-500KW的方陣相對容易。選擇組串式逆變器，成本大幅增加，選擇傳統集中式逆變器，又無法全部滿足至少一局部區域內一路MPPT的需求;對于水面電站而言，安裝表面十分平坦， MPPT數量基本沒有任何影響。因此，能夠適應不同特征地形應用，且系統成本比傳統集中式低，發電量比組串式逆變器高，同時長期可靠運行的逆變器才能在領跑者應用中脫穎而出。
2、 集中模組式逆變器專為領跑而生
特變電工集中模組式逆變器，單機功率500kW～1MW，每167kW支持1路MPPT，2MW箱式逆變器支持1～12路MPPT，完全滿足至少一局部區域內一路MPPT的需求，完美的解決了不同地貌特征下，光伏電站對逆變器的性能要求。
下面認識一下集中模組式逆變器：
集中模組式逆變器內部結構圖如圖3-1所示，1MW單機由6個模組組成，每個模組額定167kW ，MPPT支持1-6路可設置;由2臺1MW單機組成的2MW模組式集裝箱，如圖3-2所示;支持1～12路MPPT可設，可根據地形選擇MPPT路數，配置靈活方便;每個模組獨立設計，集中并網，支持公共直流母線和獨立直流母線兩種;集成SVG功能，對輸電線路進行無功補償，實現對系統電壓的調節，從而確保電站在弱電網情況下的穩定運行，電網接入性更加友好。
圖3-1 模組式逆變器
圖3-2 模組式2MW箱式逆變器TC2000KS
3、 集中模組式逆變器助力光伏電站提升投資收益率
光伏電站提升投資收益率，一方面要降低初始投資成本及運維成本，另一方面要提升發電量，眾所周知，L=W×H×η; L ——光伏電站年發電量;W——光伏電站裝機容量;H——滿載小時數;η—— 光伏電站系統總效率。由此可見，提升光伏電站投資收益率的關鍵環節主要有降低初期投資、提高滿載小時數、提高系統效率及降低故障率，減少維護成本。
3.1 集中模組式方案相比組串式方案，初始投資成本節省0.3元/W。
下面以50MW電站為例，常規配置:
表3-1：方案對比
表3-2 投資成本對比
TC2000KS集中模組箱式逆變器方案50MW項目比組串式方案節省初期投資1500.1萬元，即節省約0.3元/W。
3.2 交流輸出1.2倍長期過載，支持1.3倍以上的容配比設計，初始投資節省7.2分/W
以50MW為例，同按集中式方案做對比，一般容配比為1.1：1，能夠配55MW光伏組件。而集中模組式逆變器支持1.3倍以上的容配比設計，55MW光伏組件只需配42MW逆變器，相比可以減少4臺2MW逆變器及96臺直流匯流箱、4臺變壓器和交直流線纜，初始投資節省358萬元，即節省7.2分/W。
3.3 提高滿載小時數，發電量提升2.7%
光伏電站如何提高滿載小時數，其中一個最有效簡單的辦法就是提高電站的容配比。
模組式逆變器強大的過載能力，3000m海拔，55℃環溫輸出1.2倍長期過載，推薦系統容配比：I類地區推薦1.2～1.25;II類地區推薦1.25～1.3;III類地區推薦1.3倍以上。
以國內II類地區某電站為例，容配比按1.3倍設計，使用500kW集中模組式逆變器，其功率曲線如圖3-1所示。
圖3-1 功率曲線圖
從功率曲線圖可以看出，500kW逆變器交流輸出功率可達到580kW左右，按每年交流過載輸出60天計算，發電量提升2.7%。
而組串式逆變器過載能力很弱，而且屬于全封閉戶外電源，陽光越強，對散熱的要求越高，實測內部溫度與環境溫度相差20℃以上，在塵土或雜物覆蓋時溫差更大，很容易達到降額運行，因降額給客戶造成巨大的發電量損失。
圖3-2 實際降額曲線對比圖
3.4 相比組串式逆變器，系統效率提升2.83%
影響系統效率的主要因素有：環境因素—溫升、設備因素—組件衰減、轉換效率、施工因素---系統可靠性、設計因素---交直流線損及運維管理因素—故障損失等。
集中模組式逆變器3000m海拔，55℃環溫不降額運行;中國效率98.44%(晶硅)、98.525(薄膜)，行業領先;集成PID防護及修復功能，有效預防組件PID衰減，避免組件發生PID現象;由于組串式逆變器數量太多，接線較為復雜，可靠性降低，同時，不易管理，特別對于山地，故障后整機更換效率低。根據主要因素評估系統效率對比如表3-3所示。
表3-3 系統效率對比
3.5 25年可靠壽命，節省維護成本
1)25年壽命來源于精心設計和多年技術沉淀
光伏電站的投資回報周期較長，為獲得預期收益必須保證電站穩定運行20年以上。如此一來，器件選型對逆變器的壽命起著決定作用，同時，電容是逆變器內部實現能量交換的重要器件之一，其使用壽命直接關系到逆變器的整機壽命，而逆變采用高頻斬波技術，母線電容將承擔很大的高頻紋波電流。如圖3-3所示。
圖3-3
對于組串式逆變器而言，部分組串式逆變器廠家使用不滿足長期設計壽命的電解電容，如圖3-4所示，根據電容的壽命計算，電解電容的壽命在金膜電容的1/4以下，計算壽命不足8年，電解電容任意工況下理論最大壽命值不足15年。因此，在電站生命周期內需要更換整機3次!極大增加了客戶維護投入成本。100MW更換一次需要費用超過4000萬元。
圖3-4
圖3-5
與此同時，組串式逆變器電容通常直接集成在主電路板上，更換電容意味著整機更換，超過5年質保期后的維護成本必將大于重新采購成本!
導讀：所以，什么是真正的領跑者?只有具備高效、穩定的性能，發電量高、投資成本低，電網接入性好，能夠幫助用戶達到最大化收益的才是真正的領跑者。
而集中式逆變器使用金屬膜電容，10萬小時壽命，工作溫度-40℃至105℃，輕松保障25年的運行周期。
組串式逆變器內部使用軸流風機，小型軸流風機由于內部材料因素的影響，其運行溫度范圍較小，通常只在-10℃至70℃的范圍內，且溫度高的情況下工作時，其壽命會急劇降低。在電站環境太陽光直射的情況下，電池板周邊溫度很高，達到或超過50℃是較為常見的。而逆變器在此時往往功率輸出也大，腔體內溫度比環境溫度高20℃以上，因而軸流風機往往運行在70℃以上的高溫環境中。如圖3-6所示，使用軸流風機的組串式逆變器在電站生命周期內需要更換風機2.5次!
圖 3-6 軸流風機壽命分析
集中式逆變器采用EBM離心式風機，較傳統風機散熱效率提高20%，且實現器件級更換，極大的降低運維成本。
另外，集中模組式逆變器采用專利的智能啟停設計，根據其光照強度確定運行模組數量，累積發電量確定模組運行優先級，來平衡模組運行時間，使單模組平均運行時間減少20%，整機壽命提升20%。具體工作過程如圖3-7所示。
圖3-7 智能起停工作過程
2)可維護性--障礙越野或直接運輸到位?
組串式逆變器安裝數量多，且一般實行整機更換，在相當數量的區域無法保證安裝位置平坦或易于到達，大部分廠家組串式逆變器都在50公斤左右，若要更換可能需要兩人抬著整機越過多重障礙!
圖3-8 組串式安裝位置示意圖
集中模組式逆變器必然安裝在道路兩側，維護人員可以快速的到達現場。設備的備品備件也可以通過汽車等交通工具運輸。徹底解決人員運輸的弊端。
圖3-9 集中式安裝位置示意圖
3)任意模組故障不影響整機運行，可在不停機的情況下進行模組的維修和保養
圖3-10模組故障消除示意圖
故障時冗余不停機：部分模塊出現故障時，只需維護故障模塊，其余模塊正常工作。單模組維護時間小于20分鐘，避免因故障而損失過多發電量。
導讀：所以，什么是真正的領跑者?只有具備高效、穩定的性能，發電量高、投資成本低，電網接入性好，能夠幫助用戶達到最大化收益的才是真正的領跑者。
4優質的電能質量輸出，電網接入性更加友好
現場電網對逆變器的瞬態響應、低電壓穿越等響應速度要求很高，組串式逆變器數量巨大，在各個逆變器輸出側端口電壓有差異的情況下，很容易形成動作的不一致性。
在組串式逆變器組成的1MW系統中，共需要20臺逆變器，根據逆變器布置位置，逆變器距離箱式變壓器最遠可至數百米;如圖4-1所示。
圖4-1 組串式逆變器布置位置
對于50kW的組串式逆變器，輸出電壓為480V時，輸出電流為：，假設A逆變器距離箱變100米，B逆變器距離箱變500米，由于電壓差異，將會造成A逆變器正常運行時但B逆變器已經欠壓保護停機的情況!或者B經常性進入低穿補償無功，將使整個并網系統穩定性變差，導致極差的電網適應性和電能質量。
圖4-2 組串式方案交流線纜壓降
集中模組式逆變器集中并網，避免系統出現諧波震蕩及弱電網現象，同時，根據負載情況進行模組投切、變頻控制，使全功率范圍內均能輸出優質的電能質量。
圖4-3 電能質量輸出對比
5、總結
逆變器集中式和組串式技術路線行業內一直爭論不休卻沒有公論，集中式逆變器投入成本低，性能可靠;組串式逆變器初期投資大，后期維護成本巨大;集中模組式逆變器在傳統集中式逆變器的基礎上，通過技術創新，不斷優化，得到業界一致好評，并取得廣泛應用，實現初期投資成本比傳統1MW集中式方案降低0.1元/W，比組串式方案降低0.3元/W的強大優勢，不僅解決了復雜地形應用的問題，還通過自身的超配能力、優質電能質量等特點提升系統發電量，真正幫助用戶達到最大化收益。
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