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集中式逆变器和组串式逆变器对比分析

三瑞电源 463

前言:

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逆变器作为光伏发电系统的核心设备,其作用是将光伏组件产生的可变直流电压转换为市电频率交流电,是光伏阵列系统中重要的系统平衡之一。目前,市面上常见的逆变器主要为集中式逆变器与组串式逆变器,下面我们就这两种逆变器进行对比分析。

两种逆变器简介

一、集中式逆变器

集中式逆变器是将汇总后的直流电转变为交流电,因此,逆变器的功率都相对较大,光伏电站中一般采用500KW以上的集中式逆变器。

二、组串式逆变器

组串式逆变器是将组件产生的直流电直接转变为交流电,再进行汇总,因此,逆变器的功率都相对较小,光伏电站中一般采用100KW以下的组串式逆变器。

系统对比

一、集中式逆变器系统方案

光伏组件→直流电缆→直流汇流箱→直流电缆→集中式逆变器→交流电缆→升压变压器

二、组串式逆变器系统方案

光伏组件→直流电缆→组串式逆变器→交流电缆→交流汇流箱→交流电缆→升压变压器

适用项目

一、集中式逆变器适用项目类型

采用集中式逆变器系统方案的光伏电站项目一般规模较大,均在兆瓦级别以上,多为大型地面电站、荒漠电站。

二、组串式逆变器适用项目类型

组串式逆变器系统方案适用于规模较小的地面光伏、屋顶光伏发电系统。

两种系统方案优势对比

一、集中式逆变器系统方案优势

1、逆变器数量少,便于管理。

2、逆变器元器件数量少,可靠性高。

3、谐波含量少、直流分量少、电能质量高。

4、逆变器集成度高,功率密度大,成本低。

二、组串式逆变器系统方案优势

1、组串式逆变器采用模块化设计,每个光伏阵列对应一个逆变器,直流端具有最大功率追踪功能,交流端并联并网,其优点是不受组串模块差异和阴影遮挡的影响,同时减少光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况,最大程度增加了发电量。

2、组串式逆变器MPPT电压范围宽,一般250-800V,组件配置更为灵活,在阴雨天、雾气多的地区,发电时间长。

3、组串式逆变器的体积小、重量轻,搬运和安装都非常方便,在各种应用中都能够简化施工、减少占地。

4、自耗电低、故障影响小、更换维护方便。

两种系统方案劣势对比

一、集中式逆变器系统方案劣势

1、直流汇流箱故障率较高;

2、集中式逆变器MPPT电压范围窄,一般为450-820V,组件配置不灵活。在阴雨天,雾气多的地区,发电时间短;

3、逆变器安装需要专用的机房和设备;

4、集中式并网逆变系统中,组件方阵经过两次汇流到达逆变器,逆变器最大功率跟踪功能无法监控到全部组件的运行情况,因此无法使每一路组件都处于最佳工作点,所以当有一块组件发生故障或者被阴影遮挡,将会影响整个系统的发电效率;

5、集中式逆变系统无冗余能力,如发生故障停机,整个系统将停止发电。

二、组串式逆变器系统方案劣势

1、电子元器件较多,功率器件和信号电路位于同一面板上,设计和制造的难度大,可靠性稍差。

2、功率器件电气间隙小,不适合高海拔地区。户外安装易导致外壳和散热片老化。

3、不带隔离变压器设计,电气安全性稍差,不适合薄膜组件负极接地系统,直流分量大,对电网影响大。

4、多个逆变器并联时,总谐波高,单台逆变器THDI可以控制2%以上,但如果超过40台逆变器并联时,总谐波会叠加,且较难抑制。

5、逆变器数量多,总故障率会升高,系统监控难度增大。

6、没有直流断路器和交流断路器,没有直流熔断器,当系统发生故障时,不易断开。

7、单台逆变器可以实现零电压穿越功能,但多机并联时,零电压穿越功能、无功调节、有功调节等功能实现较难。

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