深度解析：光伏逆变器六大发展趋势

 2015年10月14日，第十五届中国光伏学术年会在北京召开。此次大会的主题是“阳光造就未来、光伏引领世界”。此次大会继续秉承以学术交流为主题的传统，并平行举办了若干产业发展热点专题研讨会。

在大会主旨发言阶段，共有10位来自光伏行业不同领域的研究人员针对我国光伏发电应用的形势及未来发展趋势等话题进行了精彩的主旨演讲。其中，阳光电源股份有限公司副总裁、CTO赵为博士发表了题为《光伏逆变器和系统发展趋势探讨》的主题演讲。

赵为表示，据权威机构预测，到2020年，中国光伏装机容量将达到150GW，平均每年以20GW的装机容量递增，其中，约40%为分布式，60%为大型地面电站。到2030年，装机量将达到400GW，年平均装机约25GW。

随着电站类型日益多样化，对系统设计提出了更高的挑战：大型地面电站仍将保持较大的市场份额；随着政策不断完善，屋顶等分布式电站将快速发展；农光互补、渔光互补、漂浮式光伏等新型应用将增多。而逆变器的选型应当体现“因地制宜，科学设计”的基本原则。

针对大型地面电站，赵为表示集中式逆变器一直是主流解决方案。更低的初始投资，更友好的电网接入，更低成本的后期运维是选择集中逆变器的主要依据。多个电站实际运行数据表明，在平坦无遮挡的应用场合，集中式与组串式发电量持平；且集中式逆变器单机容量不断增大，1MW以上的系统将逐渐增多；组串式逆变器作为补充，40-100KW等更大功率的组串式逆变器将逐步取代20-40KW的组串式逆变器。

而渔光互补、水上漂浮式、大型屋顶电站则需要重点考虑安装和维护的便利性：需要尽可能靠近路边安装；由于安装面平坦，无不同朝向，没有局部遮挡，多路MPPT对发电量提升不明显，因此首选集中式逆变器；且高湿环境下，需要重点关注系统的PID防护问题；以及光伏系统、渔业养殖的综合收益最大化问题。组串式逆变器由于单机容量小，MPPT数量多，配置灵活，主要适用于复杂的小型山丘电站、农业大棚和复杂的屋顶等应用场合。

谈到逆变器产品的发展趋势，赵为表示，随着电站类型越来越复杂，逆变器的产品型谱将更加多样化，以适应不同应用场景的需求。具体来说，主要表现在以下六个方面。

趋势一：逆变器硬件高速发展
SiC、CAN、性能优异的DSP等各种新型器件和新型拓扑的应用，促使逆变器的效率不断提高，目前逆变器的最大效率已经达到99%，下一个目标是99.5%；中国效率已经达到A级，下一个目标是A+，A++。

趋势二：集中式逆变器功率加大，效率提高，电压等级升高
2.5MW等更大功率等级的逆变器将广泛应用，与1MW方阵相比，2.5MW的方案可降低成本约0.1元/W，即100MW的电站可降低1000万初始投资。此外，通过电缆匹配后，保证直流部分的损耗一致。

值得一提的是，1500V系统将是大型电站的发展趋势。相比1000V系统，除组件外可以节省0.2元/W的投资，相当于100MW电站可节约投资2000万。同时，系统损耗可降低约0.27%。

趋势三：组串式逆变器单机功率不断提高，功率密度加大
组串型逆变器的功率不断加大，目前最大功率已经做到80KW,功率密度也在不断提高，重量不断降低，以适应安装维护困难的复杂应用环境。阳光电源的40KW组串式逆变器已经做到了39kg，是目前业内最轻的40KW产品。。在散热方面，阳光电源一直坚持智能风扇散热的方式，以进一步降低内部元器件的温升，提升逆变器在高温环境下的过载能力。所采用的风扇防护等级为IP65，寿命可以达到7万小时，同时风扇可以提供20年的质保。

趋势四：组件级产品（MLPE）越来越丰富
       组件级的产品种类越来越丰富，如以Enphase为代表的微型逆变器，以SolarEdge为代表的功率优化器等。 据行业研究机构GTM预计，组件级别电力电子（MLPE）设备的出货量将从2013年的1.1GW增加至2017年的5GW以上。

趋势五：电网适应性不断增强，各种保护更加完善，确保安全可靠
       漏电流保护、SVG功能、LVRT、直流分量保护、绝缘阻抗检测保护、PID防护、防雷保护、PV正负反接保护等不断完善的功能，逆变器对电网的适应能力进一步增强，不断完善的保护功能，让系统更加安全可靠。

趋势六：逆变器的环境适应能力不断提高
       随着沿海、沙漠、高原等各种恶劣环境下的光伏电站应用增多，逆变器的抗腐蚀性、抗风沙等环境适应性能不断提高，以确保恶劣环境下的高可靠性。

在谈到光伏系统的发展趋势时，赵为表示，通过各种新技术、新产品的应用不断促进光伏技术的进步，提高系统效率PR，降低系统生命周期内度电成本（LCOE），最终实现平价上网是大家共同奋斗的目标。

电站的设计将更加精细化；系统集成度进一步提高，集成逆变器、中压变压器的一体化解决方案可以将系统简化到极致，同时降低成本，方便使用，提高效率，提高可靠性；

“光伏+互联网”，实现电站数字化。基于云存储和计算的电站管理平台将广泛应用,通过云计算、大数据平台对光伏电站实时全面掌控，自动化运维，持续优化，实现光伏电站的智慧化运营，运维管理，提升电站资产价值,电站的运营管理将更加直观和智能.

据记者了解，阳光电源的iSolarCloud智慧光伏云目前已经管理多个电站，系统的开放性可以兼容多个厂家的各种光伏电站的关键设备，并为光伏电站提供运营、运维、监控等系统级方案、产品和服务，提高光伏电站信息化管理水平。同时，借助阿里云平台，在系统与数据的安全性、独立性、可扩展性、系统成本等各个方面都具有很大的优势。

此外，“光伏+储能”的组合将成为解决弃光、平滑输出以及构建智慧微网系统的重要一环。过去的一年里，随着分布式光伏如火如荼的进行，储能产业也开始微风渐起。储能除了大家所熟知的存储能量、解决弃风弃光的问题，还可以用于电网的调峰调频、微电网以及户用系统。据记者了解，目前阳光电源的储能产品已经在100多个项目上得到了应用。包括近几年应用于上海洋山港的电力调频调压项目、三沙市永兴岛独立光伏微电网项目及藏措勤微电网等多个示范工程项目。

最后，赵为总结说,光伏逆变器行业发展方兴未艾，各种新技术，新产品，日新月异，可谓因地制宜，百家争鸣；在大型地面电站，集中式解决方案初始投资更低，后期运维成本仅是组串式1/3。多个电站运行结果表明，组串式与集中式发电量持平，是用户的首选； 2/2.5MW的解决方案将成为明年的主流；组串逆变器在分布式中的应用也越来越多，高功率，高效率，高功率密度是未来发展方向；光伏+互联网为广大客户认可，数字化智慧型电站是成为主流；光伏+储能应用前景广阔。