什么是光伏逆變器？

光伏逆變器主要可分為集中式、組串式、集散式與微型逆變器四大類。集中式逆變器 系統(tǒng)總功率大，主要應(yīng)用于光照條件較好的地面光伏電站等大型項(xiàng)目；分布式逆變器可分 為組串式逆變器和微型逆變器，通常應(yīng)用于中小型工商業(yè)以及戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中組 串式為主要的分布式逆變器產(chǎn)品類型。集散式逆變器兼具集中式和組串式特點(diǎn)，在山地領(lǐng) 跑者等項(xiàng)目中受到一定規(guī)模的應(yīng)用。微型逆變器是對(duì)每塊光伏組件進(jìn)行單獨(dú)的最大功率峰 值跟蹤，再經(jīng)過(guò)逆變以后并入交流電網(wǎng)，微型逆變器的單體容量一般在 1kW 以下。

集中式接入光伏組串?dāng)?shù)量多，單體容量通常在 500KW 以上。集中式逆變器是市面上 較為常見(jiàn)的一種光伏逆變器種類，其工作原理是將多個(gè)光伏組件工作產(chǎn)生的直流電流進(jìn)行 匯流和最大功率峰值跟蹤（MPPT），而后集中逆變進(jìn)行直交流電轉(zhuǎn)換與升壓，從而實(shí)現(xiàn)并 網(wǎng)發(fā)電。集中式逆變器一般采用單路 MPPT，單個(gè) MPPT 配有 2-12 組光伏組串，每路 MPPT 功率可達(dá)到 125-1000KW，單體容量通常在 500KW 以上，具有功率高、容量大的優(yōu)勢(shì)。

集中式逆變器可減少使用數(shù)量，降低系統(tǒng)成本與損耗，便于集中管理。由于集中式逆 變器具有大容量的優(yōu)點(diǎn)，同等規(guī)模的光伏電站采用集中式可大量減少逆變器的使用數(shù)量， 可減少系統(tǒng)整體的電路損耗，方便進(jìn)行集中的安裝與管理。同時(shí)，集中式逆變器本身集成 度較高，控制簡(jiǎn)潔，技術(shù)相對(duì)成熟，單位造價(jià)低。兩者因素結(jié)合可大幅降低電站系統(tǒng)的設(shè) 備成本。

應(yīng)用集中式逆變器可有效減少諧波，提升系統(tǒng)整體發(fā)電質(zhì)量。在對(duì)非正弦電量進(jìn)行傅 立葉分解時(shí)，我們會(huì)得到大于基波頻率的部分電量，即為諧波，其頻率通常為基波頻率的 整數(shù)倍。諧波會(huì)在電網(wǎng)短路阻抗上產(chǎn)生諧波電壓降，從而影響電壓波形；容易引起系統(tǒng)局 部串并聯(lián)諧振，造成設(shè)備的損壞。集中式逆變器的使用數(shù)量較少，可減少串并聯(lián)數(shù)，有效 降低諧波含量，從而保證發(fā)電量中基波的比例，提升整體的發(fā)電質(zhì)量。

接入多組直流輸入，集中式 MPPT 電壓范圍窄，影響整體的發(fā)電表現(xiàn)。集中式逆變器 單路 MPPT 接入的光伏組串?dāng)?shù)較多，無(wú)法做到對(duì)每一組光伏組串精準(zhǔn)控制，因而不能保證 每一路組串均處于最佳工作點(diǎn)，從而降低了系統(tǒng)整體的發(fā)電效率。集中式 MPPT 電壓范圍 一般處于 500-850V 區(qū)間內(nèi)，受制于較窄的 MPPT 電壓范圍，集中式逆變器可調(diào)節(jié)性較差。在陰雨等光照條件不理想情況下，系統(tǒng)的電壓低于逆變器 MPPT 最低電壓，無(wú)法進(jìn)行正常 發(fā)電工作，影響了發(fā)電時(shí)間。同時(shí)，由于其接入多組直流輸入的特點(diǎn)，光伏系統(tǒng)要求各組 件之間具有良好的適配性能，一旦其中某個(gè)組件出現(xiàn)故障問(wèn)題，將影響系統(tǒng)整體的發(fā)電量 與發(fā)電效率。

集中式逆變器體積大，需專用機(jī)房放置，加大了安裝難度。由于單體容量大，集中式 逆變器體積和重量都較大，需要在戶外建立專門(mén)的機(jī)房進(jìn)行放置。專用機(jī)房占地面積較大， 在增加系統(tǒng)整體土地成本的同時(shí)，也加大了安裝難度。此外，由于機(jī)房的密閉性問(wèn)題，逆 變器放置在機(jī)房中會(huì)導(dǎo)致機(jī)房?jī)?nèi)部通風(fēng)不暢，從而產(chǎn)生散熱問(wèn)題。

組串式逆變器采用模塊化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)分散式 MPPT 尋優(yōu)。采用組串式光伏逆變器的 電站系統(tǒng)通常將組件所產(chǎn)生的直流電流先通過(guò)逆變器進(jìn)行直交流轉(zhuǎn)換，然后再經(jīng)過(guò)匯流、 升壓變壓和交流配電后并入交流電網(wǎng)。相較于集中式逆變器，組串式逆變器采用模塊化設(shè) 計(jì)，具有多路 MPPT；每路 MPPT 接入的光伏組件輸入數(shù)量較少，通常為 1-4 組，可實(shí)現(xiàn) 分散式 MPPT 尋優(yōu)。由于接入端較少，當(dāng)單個(gè)組件出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)只會(huì)對(duì)該組件對(duì)應(yīng)的模 塊發(fā)電產(chǎn)生影響，保證了整體光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率不受單個(gè)組件影響，解決了集中式光伏 電站的失配問(wèn)題。

組串式 MPPT 電壓范圍寬，可提升系統(tǒng)發(fā)電時(shí)間與發(fā)電量。組串式逆變器的 MPPT 電 壓范圍較寬，通常為 200V-1000V，可調(diào)節(jié)性較好。在光照不足或是天氣不利于發(fā)電的情 況下，光伏組件整體電壓會(huì)偏低，較寬的 MPPT 電壓范圍可以實(shí)現(xiàn)低輸入電壓的覆蓋，從 而保證了系統(tǒng)的發(fā)電時(shí)間，提升了整體的發(fā)電量。

多個(gè)逆變器并聯(lián)增加了電線損耗，且容易產(chǎn)生諧振問(wèn)題。相較于集中式逆變器而言， 組串式逆變器單體容量較小，通常為 100KW 及以下；建設(shè)相同規(guī)模的光伏電站，選擇使 用組串式則會(huì)增加逆變器數(shù)量。多個(gè)組串式逆變器將進(jìn)行并聯(lián)，電線損耗隨著逆變器使用 數(shù)量的增加而增大。同時(shí)，多個(gè)逆變器的并聯(lián)會(huì)導(dǎo)致總諧波的增加，抑制難度加大，諧振 問(wèn)題較為嚴(yán)重，容易造成電氣設(shè)備的故障與燒毀。

集散式逆變器是一種新型逆變器類型，兼具集中式和組串式優(yōu)勢(shì)。集散式逆變器是一 種較新的光伏逆變器類型，具備了集中式逆變器和組串式逆變器的特點(diǎn)。集散式逆變器可 理解為集中逆變和分散尋優(yōu)，首先通過(guò)多個(gè)組串式逆變器分開(kāi)進(jìn)行最大功率峰值跟蹤 （MPPT），然后經(jīng)過(guò)匯流后集中逆變成交流電并網(wǎng)。與集中式逆變器相比，集散式逆變器 具備了獨(dú)立性能優(yōu)異、發(fā)電量高以及整體系統(tǒng)穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)；與組串式逆變器相比，集散式 逆變器采用了分散尋優(yōu)后的集中匯流逆變，大大降低了系統(tǒng)的設(shè)備成本，目前在國(guó)內(nèi)主要 應(yīng)用于部分領(lǐng)跑者示范基地項(xiàng)目。由于集散式逆變器解決方案的發(fā)展起步較晚，項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn) 不夠充沛，尚未形成大規(guī)模應(yīng)用；同時(shí)由于采用集中逆變的方式，該種解決方案需要采用 專用機(jī)房對(duì)集中式逆變器進(jìn)行散熱，增大了系統(tǒng)占地的使用面積。

微型逆變器可對(duì)單個(gè)組件進(jìn)行 MPPT 控制，發(fā)電效率與發(fā)電量水平較高。與其余逆變 器不同的是，微型逆變器與每一塊光伏組件進(jìn)行集成，可以對(duì)單個(gè)組件進(jìn)行最大功率峰值 跟蹤（MPPT）控制，從而大幅提升了系統(tǒng)整體的發(fā)電效率與發(fā)電量。同時(shí)，微型逆變器具 備了體積小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，無(wú)需額外的放置用地，極大地增強(qiáng)了安裝的方便程度，主要 適用于戶用等中小型電站項(xiàng)目。同等規(guī)模的電站，采用微型逆變器將需要更多數(shù)量的設(shè)備， 系統(tǒng)整體成本明顯高于采用集中式或者是組串式逆變器方案的系統(tǒng)。