组串式、集中式逆变器的评估选定浅析 杜汪洋 （四川电力设计咨询有限责任公司，四川成都，６１ ００４１） 摘要：本文钏 对光伏电站集中式和组串式逆变器方案进行技术经济性对比，并结合工程实例，得出一套不同地形条件卜逆变 器选 的方法。 关键词：光伏电站；逆变器；集中式；组ⅢＪ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｒｉｅｓ ａｎｄ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ Ｄｕ Ｗａｎｇｙａｎｇ （Ｓｉｃｈｕａｎ ＥｌｅｃｔｒｉＣ Ｐｏｗｍ’Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏ．１ｔｄ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ，６１００４１） Ａｂｓｔｒａｃｔｓ：ｉｎ ｔｈｉ Ｓ ｐａｐｅｉ’．ｔｈｅ ｔｅｃｈｎ（）】ｏｇｙ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉ Ｃ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｒｌ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｉｚｅｄ ａｎｄ ｓｔｒｉｎｇ ｉｎｖｅｒｔｍ’ｏｌ’ＰＶ ｐｏｗｍ’ｓｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ，ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅｍ、ｉ ｎｇ ｅｘａｍｐｌｅｓ ａＦＯ ｃｏｍｂｉｎｅｄ，ａ ｍｅｔｈｏｄ ｏｔ’ｉｎｖｅｒｔｍ’ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｊ Ｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉＣ Ｐｏｗｍ、ＳｔａｔｉＯｉｌ：Ｉｎｖｅｒｔｅｒ：Ｃｅｎｔｒａ］ｉ ｚｅｄ：Ｓｔｒｉｎｇ ０引言 压变ｊｆｉ器。ｆ｝｛据中国光伏｝－Ｊｂｌｋｌ＃Ｊ、会（ＣＰＩＡ）报 ，截Ｉｔ：２０１６年底， 国内集【｛１式逆变器占６２％，组串式逆变器占３２％，集散式逆变器ｌ ｊ ５％，微型逆变器占１％。不同情况Ｆ，光伏电站介耻选择逆变器，能 提高 综合效益。 流配电柜输出到逆变器，２台５００ｋＷ集中式逆变器通过ｌＯ００ｋＶＡ ）Ｊ乙伙电站 耍电气没备包括光伏组件、逆变器、汇流箱、升 双分裂变压器并网。２组串式逆变方案 光伏组件输…接入组串式逆变器，将直流电转换成交流电， 多台逆变器输｝ｌｊ接入交流汇流箱（通常 进一出或六进 出），交 流汇流箱接入１６００ｋＶＡ双绕组变压器并网。 １集中式逆变方案 光伏绀件串输出接入直流汇流箱（通常ｌ２路、ｌ６路输入）， 直流ｊＩ＝流箱输出汇集到集中式逆变器中集成的直流配电柜，Ａ 项ｒ｛ 集ｒ｝】式 拓扑设计。设备少，故障ｔ ， ３技术性分析 针对不同 面，从技术角度分析，结果如下。 组串式 占优 可靠性 １ＭＷ阵列配置２台集＿｛１式逆变器，逆变器采用单级 １．６ＭＷ阵列配置约４Ｏ台组串式逆变器，逆变器采 用双级拓扑设计。设各彩、故障点名 集中式 榘甲式，尤具向黼向湿地区 ，Ｐ ＪＩ） 负极接地有效抑制ＰＩＤ效应 波 题 单独配置反Ｐ１１）控制器实现虚拟负极接地 能在并 点造成喈波叠加问题谐波 双分裂变压器，交流侧尤汇流箱，无 流１ｕＪ题和谐 单机惜波满足规程规范篮求，ｆｕ多机并联后，可 集中式。 尤其电阳薄弱地区 山区组串式 组串式 发电最 ５０ＭＷ电站仅１Ｏ０路ＭＰＰＴ，无法精细化追踪组串的 ５０ＭＷ电站约 １５００路ＭＰｔ Ｔ．可精细化追踪组串的 最大发电功率 最大Ｉ垃电功率 环境 ｛ 建丁程量大，施】：期Ｋ，过多的１：缱【：程破坏草 无逆变器旗础，减少土建１：程量及施工周期，仃 原， 态环境 效保护草原生态环境 ＲＳ４８５通汛工耩 接线易出错，中间断链影响局部通 组串 通信方式灵活，女ｌ１ ｐＩ ｃ电力载波通讯、无 信；施工复杂，需挖沟埋线缆；可维｝，，性差，尤其 线传输等， 需额外布线，有效节省通信线缆成本， 当线缆断线后，需挖沟更换线缆 可靠性高 采用模块化前维护设计，摔制系统、敝热Ｊ 机、功 运维 棼模块等均采』｝＝ｊ模块化设计，需专、ｌ 的售后服务人 采用直接更换的维护方式，较方 便，电站运维人 员Ｈ＿ＪｌＪ 完成，时间较短。需宵备晶备件 员定位故障。对于偏远地区，售后服务时间较Ｋ 故障定化 直流汇流箱检测精度低逆变器具备商精度的组｝私检测功能，能准确定位 增加ｒ故障误判断的概率 组串故障 ，通讯 平原地区组串式 组串式 组串式 组串式 故障影响 对ｌ￣ｒｗ方阵单台高原型５００ＫＷ逆变器故障时影响 故障肟可直接更换 台新逆变器５０％发电量 ，发电量影响小 组串输出直接接到逆变器上，就近将直流电变成 安全 高压直流线缆长，存在直流拉弧风险 交流电，避免出现高压直流线缆长存在直流拉弧 组串式 的风险 故障率 直流熔丝和排风风扇都是易损部件，需定期维护更 换ＩＰ６５防护，无熔丝等易损部件，整机寿命较长 组串式 ，技术人员上站巡检熔丝等易损件工作量大 运输 集中式逆变器需大型机械设施运输，增加偏远地区 组串式逆变器体积小，场内二次运输无需大型吊 组串式 运输难度 车等设施 考虑箱变前电气设备（不包含光伏组件），进行造价对比，结果如下。 ５０ＭＷ组串式逆变器方案（逆变器额定输出４７．５ｋＷ） 名称 规格 单价（万兀） 总数量 总价（７ｊ兀） 组串逆变器 （５年质保） 标称５０ｋＷ ２．１ １０６０ ２２２６ 交流汇流箱 ４进ｌ出 ０．４ ２６５ １０６ 逆变器０．０１ 、汇流箱安装结构件／基础 交流汇流箱安装结构件 逆变器安装结构件 Ｏ１０６０ ｌＯ．６ ．０１ ２６５ ２．６５ １．６ＭＷ双绕组美变 ２Ｏ ３２ ６４０ 升压箱式变压器 安装费 Ｏ．９５ ３２ ３０．４ 升压变基础 ３２ ６４ 组件至逆变器ＰＶ１一ｌｋＶ－１ Ｘ ４ ０．０００３２ ６５００００ ２０８ 低压动力电缆 ＹＪＹ２３逆变器至汇流箱 ０．０．６／１—３×２５ ００４２ ４００００ １６８ 汇流箱至箱变ＹＪＹ２３—０．６／１－３×１８５ Ｏ．Ｏ３ ３００００ ９００ 通讯设备 ＰＬＣ模块 ０．４ ３２ ｌ２．８ 数据采集器 ０．４ ３２ ｌ２．８ 逆变器安装费 Ｏ．０３ １０６０ ３１．８ 汇流箱安装费 Ｏ．０３ ２６５ ７．９５ 总计 ４４２１ 单瓦造价（元／Ｗ） ０．８８４２ ５０ＭＷ集中式逆变器方案（逆变器额定输出１０００ｋＷ） 名称 规格 单价（７ｊ兀） 总数量 总价（万兀） 集中式逆变器 １ＭＷ集装箱式逆变器 ２Ｏ ５０ １０００ （２年质保）含集装箱、集成直流断路器 直流汇流箱 １６进１出 Ｏ．３ ６００ １８０ 逆变器、汇流箱安装结构件／基础 集装箱土建基础 ２ ５０ １００ 直流汇流箱安装结构件 ０．０１ ６００ ６ １ＭＷ双分裂美变 ｌ６ ５Ｏ ８００ 升压箱式变压器 安装费 Ｏ．９５ ５Ｏ ４７．５ 升压变基础 ５０ １ＯＯ 组件至汇流箱ＰＶ１一ｌｋＶ一１×４ ０．０００３２ ８０００００ ２５６ 低压动力电缆 汇流箱至直流柜ＹＪＹ２３—０．６／１－２×７０ ０．００９ ８００００ ７２０ 逆变器至箱变ＹＪＹ２３—０．６／１—３×２４０ Ｏ．Ｏ４ ３６００ １４４ ＲＳ４８５线及敷设 ０．０００８ ３００００ ２４ 通讯设备 通讯管理机、 ２ ５０ １００ 通讯柜 逆变器安装费 Ｏ．９ ５０ ４５ 汇流箱安装费 Ｏ．０３ ６００ １８ 总计 ３５４０．５ 单瓦造价（元／Ｗ） ０．７０８１ 通过以上造价对比分析得出，集中式逆变器方案比组串式逆 器件更换需逆变器公司派专人进行维修，单个方阵停电时间长， 变器方案系统造价节省０．１７６１元／ｗ。 发电量损失大。（２）复杂地形区域，包括分布式光伏电站，由于建 ５结论 筑物、树木阴影、灰尘遮挡、直流线损不一致、工作电流电压参数差 异大等因素，通常适宜采用组串式逆变器。电力载波通讯的应用降 （１）平坦地形区域，由于组件布置朝向一致，较少出现局部遮 挡，通常适宜采用集中式逆变器。由于单机容量大，系统集成化程 低通讯施工和后期运维的工作难度。逆变器故障更换容量，运行 度高，集中式逆变器光伏电站方案初始投资较组串式方案省。通 人员可直接操作，故障发电量损失小。 过负极接地，对ＰＩＤ抑制效果好，无需额外配置反ＰＩＤ控制箱，尤 参考文献 其是高温高湿地区。散热好，单机故障率较低，但单机故障后，元 【１】《光伏发电站设计规范》（ＧＢ ５０７９７—２０ｌ２） １ ２９Ｉ ＬＥｃＴＲ０ＮＩＣ ＴＥｓＴ