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光伏逆变器主要流派与技术路线

发布日期：2015-01-05浏览次数：35

光伏发电系统由太阳电池组件（PV）方阵、逆变器、交直流配电、计量电器等部分组成。太阳

电池组件利用光伏效应原理，将太阳的光能转变为直流电能，该直流电是变化的，不能直接并网或被

用电设备直接使用，称之为粗电“”（RawElectricity）；光伏逆变器将变化的直流电经过电力电子技术

变换成频率、相位、幅值符合电力并网要求且自身具有保护功能的交流电，称之为精电“”（Fine

Electricity），之后经过配电及保护装置便可并网或供交流负载使用。

光伏逆变器是光伏系统的核心部件之一，但由于逆变器采用电力电子技术、由大量的电子元器件

组成，属于光伏系统中的薄弱环节，因此近几年来，在逆变器的技术方案选择、电子线路设计以及新

的应用方面，全球出现不同的技术流派以及一些新的应用。主要有以下几种：

1.Centralinverter集中式逆变器，这种是最传统也是目前做的厂家最多的，尤其是光伏逆变器鼻

祖的欧洲厂家。欧洲以SMA为典型代表，美国以SatCon为典型代表。SMA为全球光伏逆变器市场

占用率最高的厂家，其市场占有率达到35%~40%。对于大容量的逆变器，大多数厂家采用集中式逆

变器。从其电路结构上说，对小功率逆变器一般采用两级结构，即：第一级Boost升压电路加上第二

级DC/AC逆变电路；中大功率逆变器采用一级结构，即DC/AC逆变电路。无论何种电路结构，其功

率部分都是放在一个逆变器箱体内。

这种逆变器的优点是：

（1）适合MW级的应用；

（2）技术成熟；

（3）$/W成本较其他解决方案较低。

其缺点是：

（1）一旦出现故障则整机必须停机，所有功率均损失；

（2）不能对部分太阳能电池板的非有效发电状态如阴影、污物等产生的mis-match进行区别，

从而影响MPPT（最大功率点跟踪）效率。

2.Modularinverter模块化逆变器，目前另一流行的技术，采用逆变器模块化并联，每个模块均有

MPPT（最大功率点跟踪）功能，对应于一路直流输入；多个并联逆变器模块装在一个机柜里，一般

具有热插拔功能。主流厂家包括Powerone，Fronius等。用于并联的模块小的如Fronius的3KW（并

联成50KW），大的如Powerone的33KW（并联成330KW）。

其优点是：

（1）某个模块故障不会影响整机工作，整机还能输出较大功率，从而降低系统风险；

（2）可以一定程度上解决mis-match问题，由于采用多个MPPT，对不能正常发电的太阳能组

串，其低效率不会影响其他组串发电效率，从而提高系统发电效率；

（3）在早晚太阳光不强的时候可以自动关掉部分模块，等光强足够再开启所有模块，从而提高整

体效率；

（4）除了技术原因，模块化并联可以使一家公司迅速拓宽产品线功率覆盖范围，用一款模块解决

从小功率到中大功率的应用，对于小公司而言，这无疑可以节约很多研发资源和时间。

其缺点是：

（1）成本较集中式逆变器较高，不适合大功率尤其是超大功率场合；

（2）控制上比集中式要复杂，需要一个单独的监控模块。

3.Microinverter微逆变器，在北美近几年来流行的一种技术，主要应用在个人屋顶系统。其原理

是，将集中式逆变器的技术运用到较小的功率模块上，将大功率逆变器分割成若干个小功率逆变器。

在每块太阳能电池板后面装一个微逆变器，功率在200~350W左右，直接将该块电池板输出的直流电

转换成交流电输出或并网。目前美国做的最成功的公司是Enphase，占据微逆变器半壁江山。

其优点为：

（1）使得每块电池板的输出效率最高，且彼此不影响，较好的解决由于阴影等造成的mis-match

问题，提高整体效率；

（2）安全，由于没有高压部分，较适合住宅屋顶系统；

（3）安装简单，不需要独立的房间，跟随组件移动，变动起来也方便。

其缺点