前言
光伏逆变器是干什么用的?
爱迪生和特斯拉世纪大战的结果，决定了这个世界是交流电的世界。除了极其少数的直流系统，光伏系统的电力传输部分和应用端部分都是交流的。作为从光伏直流电转化为交流电(DC-AC)的核心器件，光伏逆变器是光伏系统里必不可少的部分。
更何况，光伏逆变器还有另外一个重要性不亚于DC-AC转换的功能——最高功率点跟踪MPPT。
如果是并网光伏系统，逆变其还有一个重要的功能就是调整交流电的相位、频率和电压从而与电网协调。
光伏逆变器的重要性能指标都有哪些?
最高功率点MPP的寻址能力。这个最高功率点，是P = I x V最大的位置，决定了光伏电能的最大输出。由于靠天吃饭，光伏组件的电流电压输出特性是不断变化的，对应的，MPPT必须要动态的追踪MPP对应的V_MPP，也就是dP/dV = 0的位置。市场上有N多基于“扰动-观测”的算法，目的就是找点更准，更块，能耗更低。
输出波形。逆变器归根到底是一堆开关，所以输出的第一步一定是断-通类型的方波交流电，然后会加一系列的滤波机制形成准正弦波。这个正弦波交流电的波形质量必须要达到或者接近电网的质量才行，否则失真的波形会对用电器件和电网造成影响。
效率。不管是MPPT功能、输出波形的调整、变压、各种保护机制等等，原则上都是耗能的。怎么能够在实现这些功能的基础上保证逆变器的效率就变得非常重要了。高效率的光伏逆变器(高于98%)才能带来有利的电站收益。
高可靠性。逆变器的寿命必须达到或者尽量接近光伏组件的寿命(25-30年)，这是相当具有挑战性的。逆变器承担的任务非常复杂，决定了其复杂的结构和众多的电子元件。为了实现高可靠性，重要的思路之一就是降低元件的数量。这很好理解，系统的可靠性基本上跟元件的数量呈现一个指数关系。另外封装、制冷都是提高可靠性的重要方法。
低成本。规模效应、降低元件数量、提高可靠性、智能生产，都是降低成本的要素。
新功能。对应智能电网的发展，通信功能、储能控制功能应当时逆变器发展的大趋势。
光伏逆变器的分类
根据规模和应用场景，光伏逆变器一般可分为微型逆变器、组串逆变器、集中逆变器三种。
1微型逆变器
每一个光伏组件对应一个微型逆变器。MPPT功能和逆变功能在组件端实现，一般的功率适用范围就是主流组件的功率范围。应用的场景主要是小型的户用系统。
优点：优点在于对单个组件的优化、监控、控制，特别是在每个组件发电状况都不一样的场景下(全年遮挡大于25%、朝向东西南北各不同)，可以实现对每个组件的单独优化，避免了组件串并联导致的木桶原理(整个系统的性能被单个问题组件拉低);组件级的监控可以实现精确运维，比如如果某一个组件出现问题，可以实现精确定位、排查、置换;如果某些地区(比如美国)在紧急情况下对系统有断电要求，微型逆变器可以实现单独控制断电;二微信逆变器还避免了高直流电压输出的危险。
缺点：每个组件一个逆变器，对应的就是元器件的大量增加。造成的结果就是高成本和高出错率。同时由于逆变器必须接近组件，所以对于高空运维增加了相当的难度。一般认为，小于3-5千瓦的系统，微型逆变器具有优势，大于这个规模，微型逆变器就让位于组串逆变器了。
2组串逆变器
每一个光伏组件组串对应一个组串逆变器。MPPT功能和逆变功能在组串端实现，一般的功率范围在千瓦到数十千瓦之间。一般的应用场景是中小型户用和商用系统，大致上从数千瓦到几个兆瓦之间都比较适用。
优点：不管是储能系统，还是并网系统，这些系统只需要跟一个逆变器对话沟通，避免了多头通讯的烦恼，这就是组串逆变器的优势。相位、频率、电压和电网的协调是组串逆变器的拿手好戏。元器件的数量较少、运维在地面上操作，这些都是和微信逆变器相比的优势。
缺点：没有办法进行精细的针对组件的优化、监控和控制，面对复杂的地形和遮光略显无能。
针对组串逆变器和微信逆变器的优缺点，新近细分市场的热点是组件优化器+组串逆变器的组合，也即是说，MPPT功能在组件端实现，逆变功能在组串端实现。这种方案成本和功能丰富的程度介于微型逆变器和组串逆变器之间。
3集中逆变器
逆变器中的巨无霸，一般的功率范围在百千瓦到兆瓦级别。对应的应用场景为事业级和大型商用级光伏电站，规模一般为兆瓦级以上。一般是光伏组串并联以后再输入到集中逆变器。
优点：对于大系统，集中式逆变器数量最少，所以对应的成本最低。直接和输变电系统无缝对接，和大型电站的数据采集监控系统(SCADA)集成，对电网最为友好。
缺点：集中式一听名字就知道，这种设计缺乏在小范围内的控制。由于大量的光伏组串经过并联以后接入一个MPPT，基本上对于组件范围，甚至组串范围内的输出就没有什么控制能力了。特别值得注意的是这种巨无霸的大型光伏电站，摊得开，从气象的角度夸张一点有可能是“东边日出西边雨”，所以电站局域部分的发电状况可能相差极大。这种情况下，集中逆变器就会稍显无力，可能需要从电站拓扑的角度来寻求补偿的解决方案，减少不稳定的因素。
结束语
据统计，光伏系统各个单元造成的各种故障报错造成的发电损失，几乎能够占到正常发电的1%。逆变器作为电力电子设备，注定了不能像光伏组件这么皮实。故障率基本上可以占到整个电站故障的40%以上，而故障造成的发电量损失可以占到整体损失的35%以上。
所以选择高质量的、正确种类的逆变器，是实现电站高收益的关键。没有一种适用于各种状况的逆变器。选择什么样的逆变器，一定要仔细分析实际的应用场景。
