文档介绍：OFweek 太阳能光伏网–中国太阳能光伏行业门户 OFweek 太阳能光伏网–中国太阳能光伏行业门户光伏电站解决方案对比分析国家能源局敲定 2014 年国内光伏新装机容量达 14GW ,伴随着光伏电站规划目标的提升,引起了人们对电站设计方案的讨论,特别是针对组串式和集中式这两种光伏逆变器的选择。相比于国际市场,国内市场以大型地面电站为主,更多的光伏投资商倾向于集中式逆变器,本文主要从逆变器技术方案入手,就两种方案的适用场合及优劣势进行分析。 1. 方案介绍兆瓦级箱式逆变站解决方案:1MW单元采用一台兆瓦级箱式逆变站,内部集成2台500k W 并网逆变器(集成直流配电柜)、交流配电箱等设备,该箱式逆变站箱体防护等级可达 IP54 , 可直接室外安装,无需建造逆变器室土建房。集中式解决方案:1MW 单元需建设逆变器室,内置 2台500kW 并网逆变器(集成直流配电柜)、 1台通讯柜等设备。现场需要建造逆变器土建房。组串式解决方案:1MW 单元采用 40台28kW 组串式并网逆变器,组串式逆变器防护等级 IP65 ,可安装在组件支架背后。 OFweek 太阳能光伏网–中国太阳能光伏行业门户 OFweek 太阳能光伏网–中国太阳能光伏行业门户 2. 方案对比 投资成本对比组串式解决方案: 集中式解决方案: 兆瓦级箱式逆变站解决方案: OFweek 太阳能光伏网–中国太阳能光伏行业门户 OFweek 太阳能光伏网–中国太阳能光伏行业门户备注: 以上价格来源于各设备厂商及系统集成商, 此报价仅供参考。设备数量均按照 1MW 单元计算。 可靠性对比(1 )元器件对比集中式解决方案: 1MW 配置 2 台集中式并网逆变器,单台设备采用单级拓扑设计,共用功率模块 6 个,2 台并网逆变器共 12个。单兆瓦配置设备少、总器件数少, 发电单元更加可靠。另外, 集中式逆变器采用金属薄膜电容, MTBF 超过 10 万小时,保证 25 年无需更换。组串式解决方案: 1MW 配置 40 台组串式并网逆变器,单台设备采用双级拓扑设计,共用功率模块 12 个, 40 台并网逆变器共 480 个。功率器件电气间隙小,不适合高海拔地区。组串式逆变器采用户外安装,风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化; 且单兆瓦配置设备数量多、总器件数多,可靠性低;采用铝电解电容, MTBF 仅为数千个小时,且故障后无法现场更换。(2 )应用业绩对比集中式解决方案: 集中式并网逆变器在大型地面电站中应用广泛,国内目前 99% 的光伏电站均采用该类型并网逆变器,市场占有率高,认可度高。组串式解决方案: 组串式并网逆变器在大型地面电站中的应用极少, 国内目前只在青海格尔木有 4MW 的运行业绩,市场占有率低,认可度低。根据全球最权威的光伏逆变器行业研究机构 IHS 截至 2013 年 12 月的统计, 容量在 5MW 以上的光伏电站中, 全球约 2% 的电站采用了组串式方案接入。各代表区域市场里面, 比例最高的德国市场, 采用组串式方案的比例为 12% ;近年市场容量排名第一第二的中国和美国市场,采用组串式方案很低,比例不到 1%。(3 )谐波及环流问题集中式解决方案: 1MW 电站仅需 2 台并网逆变器,接入双分裂变压器,交流侧无需汇流设备,完全不用考虑环流问题和谐波叠加问题,更加可靠。 OFweek 太阳能光伏网–中国太阳能光伏行业门户 OFweek 太阳能光伏网–中国太阳能光伏行业门户组串式解决方案: 1MW 多达 40 台组串式并网逆变器, 单台设备在额定功率下的谐波含量远高于集中式逆变器,且 40 台逆变器并联后,会在并网点造成谐波叠加问题,而且较难抑制。另外,因交流输出侧采用双绕组变压器,多台设备间的环流问题严重。单台设备额定功率下的谐波电流对比(数据来源于 CQC 检测报告) (4) MPPT 跟踪技术集中式解决方案:集中式并网逆变器采用单路 MPPT 跟踪技术,单级拓扑,无 BOOST 电路,完全适用于大型地面电站无遮挡的环境中,可靠性更高。组串式解决方案:组串式并网逆变器采用多路 MPPT 跟踪技术,双级拓扑,配备 BOOST 升压电路, 主要针对分布式及小型电站设计,而大型地面电站因其组件种类单一、朝向角度一致、无局部遮挡,无需配置多路 MPPT 逆变器。(5 )故障设备数量假设组串式逆变器故障率为 1% ,集中式故障率 2% ,电站容量按照 100MW 计算。集中式解决方案: 100MW 共需 200 台集中式并网逆变器,按照故障率 2% 计算,故障设备为 4台,按照每台更换一半元器件的极端情况考虑,共需要花费< 30 万。组串式解决方案: 100MW 共需 4000 台组串式并网逆变器,按照故障率 1% 计算,故障数量为 40台, 按照组串式整机