集中式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器三类逆变器对比分析

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集中式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器三类逆变器对比分析 [复制链接]

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脚轮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、组串式逆变器和微型逆变器，下面我们就这三类逆变器进行对比分析。

 

集中式逆变器

集中逆变技术是若干个并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相的IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流，一般用于大于10KW的大型光伏发电站系统中。

 

集中式逆变器一般用于日照均匀的大型厂房、荒漠电站、地面电站等大型发电系统中，系统总功率大，一般是兆瓦级以上。

 

主要优势有：

 

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；

 

5、逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高；

 

6、有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。

 

主要缺点有：

 

1、直流汇流箱故障率较高，影响整个系统；

 

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、雾气多的部区发电时间短；

 

3、逆变器机房安装部署困难、需要专用的机房和设备；

 

4、逆变器自身耗电以及机房通风散热耗电大，系统维护相对复杂；

 

5、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（MPPT）不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，当有一块组件发生故障或者被阴影遮挡，会影响整个系统的发电效率；

 

6、集中式并网逆变系统中无冗余能力，如有发生故障停机，整个系统将停止发电。

 

 

 

组串式逆变器

 

 

 

组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串(1-5kw)通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网，已成为现在国际市场上最流行的逆变器。

 

 

 

组串式逆变器主要用于中小型屋顶光伏发电系统，小型地面电站。

 

 

 

主要优势有：

 

 

 

1、组串式逆变器采用模块化设计，每个光伏串对应一个逆变器，直流端具有最大功率跟踪功能，交流端并联并网，其优点是不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池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，一般为250-800V，组件配置更为灵活，在阴雨天、雾气多的部区发电时间长；

 

3、组串式并网逆变器的体积小、重量轻，搬运和安装都非常方便，不需要专业工具和设备，也不需要专门的配电室，在各种应用中都能够简化施工、减少占地，直流线路连接也不需要直流汇流箱和直流配电柜等。组串式还具有自耗电低、故障影响小、更换维护方便等优势。

 

 

 

主要缺点有：

 

 

 

1、电子元器件较多，功率器件和信号电路在同一块板上，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，户外型安装，风吹日晒很容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可以控制到2%以上，但如果超过40台逆变器并联时，总谐波会迭加，而且较难抑制；

 

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，不容易断开；

 

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。

 

 

 

微型逆变器

 

微型逆变器能够在面板级实现最大功率点跟踪，拥有超越中央逆变器的优势。这样可以通过对各模块的输出功率进行优化，使得整体的输出功率最大化。

 

主要优点有：

1、当一个甚至多个模块出现故障时，系统仍可继续向电网提供电能，可用性高；可选配多个冗余模块，提高系统可靠性；

 

2、配置灵活，在家用市场可以按照用户财力安装光伏电池大小；

 

3、有效降低局部遮档造成的阴影对输出功率的影响；

 

4、无高压电、更安全，安装简单，更快捷，维护安装成本低廉，对安装服务商依赖性减少；

 

5、提高每一逆变电源模块的发电量，跟踪最大功率，由于对单块组件的最大功率点进行跟踪，可大大提高光伏系统的发电量，可提高25%。

 

主要缺点有：

1、微型逆变器的应用场合一般适合屋顶家用，应用受到限制；

2、微型逆变器成本相对集中式逆变器和组串式逆变器都更高。

通过对比分析，组串式逆变器相比集中式逆变器和微型逆变器，无论是在故障率、系统安全性还是运维成本方面都更占据优势，系统可靠性更好，能保证自动配料系统电站长期安全、可靠运营。