近年来,我国光伏产业扩张迅速,据初步统计2015年度国内光伏装机总量约14.95GW,总装机容量43GW左右,超越德国成为全球光伏装机累积最高的国家,2015年12月15日,国家能源局相关机构印发了《关于征求太阳能利用“十三五”发展规划意见的函》。根据规划,到2020年底,太阳能发电装机容量达到150GW。到2030年,装机量将达到400GW,年平均装机约25GW。光伏行业将再度迎来发展的春天。
光伏逆变器作为太阳能发电系统的核心设备,其可靠性决定着整个光伏系统能否稳定运行。因此,逆变器技术方面的任何创新或突破都吸引着众多行业人士的目光。
光伏企业新发布的产品,代表着企业技术及在逆变器领域一直处于深深地思考研发中。新品的研发,也代表着企业对于光伏逆变器市场需求的一种创新之路的发展。光伏逆变器技术路线可以分为以下几大类:集中式、集散式、组串式、微型逆变器。以下根据部分企业的新品的特点以及未来的发展方向,从中进行光伏逆变器技术路线的分析。
集中式逆变器助力光伏电站无人值守
集中式光伏并网逆变器起步早、产品系列齐全,是目前光伏逆变器市场的主流产品。
万银科技在2015中国国际能源峰会中国光伏技术论坛上发布了ZENIT系列逆变器新品。
目前大部分大规模光伏电站都集中在条件较差、人烟稀少的地区,因此光伏电站,尤其是逆变器进行运营维护的成本较高。为了节省这部分成本,万银科技设计制造了ZENIT系列全封闭液冷逆变器,助力光伏电站无人值守。
ZENIT系列逆变器主要有如下特点:
高度集成。ZENIT是世界上单机功率最大的逆变器,可达到4MW, 目前SMA最大的逆变器也只有2.475MW。而且ZENIT只用一块自主研发的主板控制整个设备,使设备整体协调性更好,控制更精准,谐波这小。
高可靠性。常见逆变器的故障通常是由散热问题和灰尘引起的,万银科技逆变器的全封闭内置液态冷却系统完美的解决了上述问题!实验证明,ZENIT逆变器的IGBT在满功率下运行温度不超过90摄氏度,远远低于常规风冷逆变器,从根本上降低了设备故障率,有效延长元器件使用寿命。
主动防尘设计。万银科技的全封闭内置液态冷却系统保证设备内部无需大量气体对流,灰尘无法留在设备内,无需像常规逆变器那样频繁清扫。
故障预警系统。ZENIT逆变器的Smart HMI,可以远程监控所有电气元件的参数,为后续的大数据和云计算奠定了坚实的基础。
模块化设计。这样的一款逆变器可以给客户带来更高的发电量、更低的单位投资成本、更高的系统效率、更低的故障运维成本、以及更少的除尘费用。
集散式逆变器助力光伏电站优化设计
集散式逆变器是继集中式逆变器和组串式逆变器之后的第三条光伏逆变器技术路线,融合了集中式逆变器和组串式逆变器的各自优点,被誉为“更高收益的光伏电站最佳逆变方案”,代表了未来逆变器的发展方向。
上能电气股份有限公司在2016电站设计与设备选型研讨会上分析了集中式逆变器、组串式逆变器、集散式逆变器的三种不同的技术特征,从客户价值角度阐释了三种类型逆变器各自的优势和不足,针对不同的应用场景应选择最优的逆变器方案。
据了解,集散式逆变器的主要特征是集中逆变和分散MPPT跟踪 ,给客户带来的价值主要体现在三个方面:
首先,分散MPPT减小了各种失配带来的发电量损失。客观上,组件的分散性、方阵的遮挡、支架的倾角变化等多种因素都会导致失配损失。集散式逆变器方案中每个智能MPPT控制器中有4个或8个MPPT控制模块,每个MPPT控制模块接入4路或2路组串,与集中式逆变器方案近100路组串接入1个MPPT相比,集散式逆变器大大减少了组串的并联失配损失。
其次,集散式逆变器方案降低了交直流线损。智能MPPT控制模块(对应集中式逆变器的汇流箱)具备电压提升功能,将远距离(汇流箱到逆变房)直流传输电压提升到800VDC左右,相比集中式逆变器的600VDC左右和组串逆变器的480VAC,集散式逆变器方案的线损大大降低了。集散式方案交流输出电压也相应提升到500VAC左右,与集中式逆变器的315VAC相比,交流线损也有降低。
第三,集散式逆变器方案的糸统成本与集中式逆变器方案基本相当,较组串式逆变器方案低。采用集散式逆变器方案构成2MW及以上的逆变单元、采用1500V集散式逆变器方案构成4MW逆变单元在降低系统成本和提高发电量方面将更具优势。
另外,集散式方案采用了组串级电子开关和断路器主动脱扣功能,大大提升了系统可靠性,实现了组串级故障隔离,不影响非故障组串或MPPT模块正常发电。集散式逆变器在容配比的灵活配置选择方面也优于组串式逆变器和集中式逆变器。
总体上来讲,集散式方案是一种性价比较优的方案,已经得到业内的广泛认可并开始批量应用,是光伏电站优化设计的优选方案。