逆變器作為光伏發電系統的核心設備,其作用是將光伏組件產生的可變直流電壓轉換為市電頻率交流電,是光伏陣列系統中重要的系統平衡之一。目前,市面上常見的逆變器主要為集中式逆變器與組串式逆變器,下面我們就這兩種逆變器進行對比分析。
兩種逆變器簡介
一、集中式逆變器
集中式逆變器是將匯總后的直流電轉變為交流電,因此,逆變器的功率都相對較大,光伏電站中一般采用500KW以上的集中式逆變器。
二、組串式逆變器
組串式逆變器是將組件產生的直流電直接轉變為交流電,再進行匯總,因此,逆變器的功率都相對較小,光伏電站中一般采用100KW以下的組串式逆變器。
系統對比
一、集中式逆變器系統方案
光伏組件→直流電纜→直流匯流箱→直流電纜→集中式逆變器→交流電纜→升壓變壓器
二、組串式逆變器系統方案
光伏組件→直流電纜→組串式逆變器→交流電纜→交流匯流箱→交流電纜→升壓變壓器
適用項目
一、集中式逆變器適用項目類型
采用集中式逆變器系統方案的光伏電站項目一般規模較大,均在兆瓦級別以上,多為大型地面電站、荒漠電站。
二、組串式逆變器適用項目類型
組串式逆變器系統方案適用于規模較小的地面光伏、屋頂光伏發電系統。
兩種系統方案優勢對比
一、集中式逆變器系統方案優勢
1、逆變器數量少,便于管理。
2、逆變器元器件數量少,可靠性高。
3、諧波含量少、直流分量少、電能質量高。
4、逆變器集成度高,功率密度大,成本低。
二、組串式逆變器系統方案優勢
1、組串式逆變器采用模塊化設計,每個光伏陣列對應一個逆變器,直流端具有最大功率追蹤功能,交流端并聯并網,其優點是不受組串模塊差異和陰影遮擋的影響,同時減少光伏組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。
2、組串式逆變器MPPT電壓范圍寬,一般250-800V,組件配置更為靈活,在陰雨天、霧氣多的地區,發電時間長。
3、組串式逆變器的體積小、重量輕,搬運和安裝都非常方便,在各種應用中都能夠簡化施工、減少占地。
4、自耗電低、故障影響小、更換維護方便。
兩種系統方案劣勢對比
一、集中式逆變器系統方案劣勢
1、直流匯流箱故障率較高;
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,霧氣多的地區,發電時間短;
3、逆變器安裝需要專用的機房和設備;
4、集中式并網逆變系統中,組件方陣經過兩次匯流到達逆變器,逆變器最大功率跟蹤功能無法監控到全部組件的運行情況,因此無法使每一路組件都處于最佳工作點,所以當有一塊組件發生故障或者被陰影遮擋,將會影響整個系統的發電效率;
5、集中式逆變系統無冗余能力,如發生故障停機,整個系統將停止發電。
二、組串式逆變器系統方案劣勢
1、電子元器件較多,功率器件和信號電路位于同一面板上,設計和制造的難度大,可靠性稍差。
2、功率器件電氣間隙小,不適合高海拔地區。戶外安裝易導致外殼和散熱片老化。
3、不帶隔離變壓器設計,電氣安全性稍差,不適合薄膜組件負極接地系統,直流分量大,對電網影響大。
4、多個逆變器并聯時,總諧波高,單臺逆變器THDI可以控制2%以上,但如果超過40臺逆變器并聯時,總諧波會迭加。且較難抑制。
5、逆變器數量多,總故障率會升高,系統監控難度增大。
6、沒有直流斷路器和交流斷路器,沒有直流熔斷器,當系統發生故障時,不易斷開。
7、單臺逆變器可以實現零電壓穿越功能,但多機并聯時,零電壓穿越功能、無功調節、有功調節等功能實現較難。
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