我們之前已經(jīng)談到了微型逆變器和串式逆變器，本文將帶您了解另一種類型的光伏逆變器——集中式逆變器。在本文中，我們將討論什么是集中式逆變器，它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，以及與主流串式逆變器的比較。

什么是集中式逆變器

集中式逆變器光伏逆變器模式是將多個(gè)并聯(lián)的光伏組串聯(lián)到同一集中式逆變器直流輸入端，進(jìn)行最大功率峰值跟蹤，然后逆變并入電網(wǎng)。集中式逆變器的單機(jī)容量一般大于500kW，具有單機(jī)功率高、成本低、電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但需要光伏串之間的良好配合。

一旦出現(xiàn)多云、局部遮光或個(gè)別串故障，光伏系統(tǒng)的整體效率和電力容量將受到影響。集中式逆變器的最大功率跟蹤電壓范圍窄，元件配置靈活性小，發(fā)電時(shí)間短，需要具有通風(fēng)散熱功能的專用機(jī)房。主要應(yīng)用于大型地面光伏電站等光線均勻集中的場(chǎng)所。

 

集中式逆變器的工作原理

有大量集中連接的光伏串，單個(gè)容量通常在500KW以上。集中式逆變器是市場(chǎng)上常見(jiàn)的一種光伏逆變器。其工作原理是將多個(gè)光伏模塊運(yùn)行產(chǎn)生的直流電流組合起來(lái)，進(jìn)行最大功率峰值跟蹤（MPPT），然后集中逆變器對(duì)直流電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換和升壓，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

 

 

集中式逆變器一般采用單通道MPPT，單個(gè)MPPT配置2-12組光伏串。每臺(tái)MPPT的功率可達(dá)125-1000KW，單通道容量通常在500KW以上，具有功率大、容量大的優(yōu)點(diǎn)。

 

集中式逆變器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

 

集中式逆變器的優(yōu)點(diǎn)

● 集中式逆變器數(shù)量較少，易于管理；

● 集中式逆變器部件數(shù)量少，可靠性高；

● 諧波含量低，直流分量少，電能質(zhì)量高；

● 該逆變器具有高集成度、高功率密度和低成本；

● 集中式逆變器保護(hù)功能齊全，電站安全性高；

● 具有功率因數(shù)調(diào)節(jié)功能和低電壓穿越功能，電網(wǎng)具有良好的調(diào)節(jié)性

 

集中式逆變器的缺點(diǎn)

● 安全問(wèn)題。集中解決方案采用直流匯流箱。由于內(nèi)置直流分支保險(xiǎn)絲，存在持續(xù)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)橹灰泄?，太?yáng)能電池板就會(huì)處于工作狀態(tài)。對(duì)于分布式屋頂車間來(lái)說(shuō)，它帶來(lái)了嚴(yán)重的安全隱患。不僅電站本身的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)受到影響，電廠的其他設(shè)備也會(huì)受到嚴(yán)重影響。

● 對(duì)于不規(guī)則的屋頂，單個(gè)500KW的逆變器無(wú)法充分利用屋頂面積。逆變器通常過(guò)載或負(fù)載較輕，或配置過(guò)多或配置不足。

● 多面屋頂，太陽(yáng)能電池板部分遮陽(yáng)，導(dǎo)致串不一致，單通道MPPT導(dǎo)致發(fā)電量相對(duì)較低；同時(shí)，每個(gè)串的失配損失也會(huì)導(dǎo)致發(fā)電量的損失。

● 逆變器需要由專業(yè)工程師進(jìn)行維護(hù)。單個(gè)逆變器的故障對(duì)發(fā)電產(chǎn)生了巨大影響，也給維護(hù)人員的安全帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。同時(shí)，備件種類繁多，故障定位和修復(fù)需要3天以上的時(shí)間，嚴(yán)重影響了客戶的發(fā)電收入。

 

 

● 直流匯流箱故障率高，每個(gè)串都無(wú)法監(jiān)控，增加了故障定位時(shí)間。由于保險(xiǎn)絲的揮發(fā)，故障率和維護(hù)成本較高，需要定期更換和維護(hù)；電路復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)加工接頭多，故障率高；部分項(xiàng)目運(yùn)行1～2年后，有效發(fā)電率低于90%；

● 集中式方案需要一個(gè)逆變器室和相應(yīng)的土建工程，還需要配備相應(yīng)的風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、煙霧探測(cè)器、溫度探測(cè)器等設(shè)備。然而，如果光伏電站安裝在傳統(tǒng)廠房的屋頂上，配電室可能無(wú)法容納體積龐大的500K Wp集中式逆變器。同時(shí)，它不僅增加了建設(shè)的復(fù)雜性，還增加了初期投資和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。

● 集中式逆變器需要強(qiáng)制風(fēng)冷，機(jī)房耗電量大，平均至少300W。需要定期除塵、維護(hù)風(fēng)扇和更換濾塵器。

● 集中式逆變器的MPPT電壓范圍較窄，一般為450-820V，元件配置不靈活。在雨天和霧區(qū)，發(fā)電時(shí)間很短。

● 集中式并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)不存在冗余。如果出現(xiàn)故障并關(guān)閉，整個(gè)系統(tǒng)將停止發(fā)電。

 

 

串式逆變器與集中式逆變器的比較

在串式逆變器這篇文章中，我們了解到串式光伏逆變器的逆變器模式是跟蹤單個(gè)串或多個(gè)串的光伏組件的單個(gè)最大功率點(diǎn)。逆變器并入交流電網(wǎng)后，串式逆變器可以具有多個(gè)最大功率峰值跟蹤模塊，單機(jī)容量一般在200kW以下。讓我們比較一下串式逆變器和集中式逆變器。

 

項(xiàng)目? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 集中式逆變器? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 串式逆變器

集中式大型電站? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?適用? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?適用

分布式大型工商業(yè)屋頂電站? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 適用? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?適用

分布式中小型工業(yè)和商業(yè)屋頂發(fā)電站? ? ? ? ?不適用? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?適用

分布式家用屋頂電站? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 不適用? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?適用

最大功率跟蹤? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?對(duì)應(yīng)數(shù)量的元件大量串? ? ? 1-4串

最大功率跟蹤電壓范圍窄寬? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 狹窄的? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 寬

系統(tǒng)發(fā)電效率? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?普通? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 較高

安裝占地面積? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?需要單獨(dú)的計(jì)算機(jī)室? ? ? ? ? ?不必要

室外安裝? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?不允許? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?允許

可維護(hù)性? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?普通? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?易于維護(hù)

逆變器成本? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?微型逆變器＞串式逆變器＞集中式逆變器

應(yīng)用各種逆變器的系統(tǒng)成本? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 微型逆變器>串式逆變器/集中式逆變器（兩者接近）

 

 

 

2016年，市場(chǎng)上的逆變器以集中式逆變器為主，集中式逆變器占63%，串式逆變器占32%。2021年，光伏逆變器市場(chǎng)仍將以集中式逆變器和串式逆變器為主。其中，串式逆變器占比69.6%，集中式逆變器占比27.7%，種種優(yōu)勢(shì)使串式逆變器重新占據(jù)主流市場(chǎng)。

在光伏發(fā)展初期，集中式逆變器一直是光伏項(xiàng)目建設(shè)的首選。它具有部件少、故障點(diǎn)少、集成度高、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)份額也穩(wěn)居榜首。然而，隨著行業(yè)的深入發(fā)展，串式逆變器如雨后春筍般出現(xiàn)，其市場(chǎng)份額持續(xù)增加，主要原因如下。

 

2016年，市場(chǎng)上的逆變器以集中式逆變器為主，集中式逆變器占63%，串式逆變器占32%。2022年，光伏逆變器市場(chǎng)仍將以集中式逆變器和串式逆變器為主。其中，串式逆變器占比69.6%，集中式逆變器占比27.7%，種種優(yōu)勢(shì)使串式逆變器重新占據(jù)主流市場(chǎng)。

在光伏發(fā)展初期，集中式逆變器一直是光伏項(xiàng)目建設(shè)的首選。它具有部件少、故障點(diǎn)少、集成度高、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)份額也穩(wěn)居榜首。然而，隨著行業(yè)的深入發(fā)展，串式逆變器如雨后春筍般出現(xiàn)，其市場(chǎng)份額持續(xù)增加，主要原因如下。

 

 

首先，集中式逆變器主要用于沙漠電站和地面電站等大型發(fā)電系統(tǒng)。隨著分布式光伏技術(shù)的發(fā)展，串式逆變器因其體積小、降低成本、提高大規(guī)模生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)力而開(kāi)始出現(xiàn)。

第二，在保持自身體量?jī)?yōu)勢(shì)的同時(shí)，串式逆變器的功率越來(lái)越大，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，侵蝕了集中式逆變器的市場(chǎng)，自然市場(chǎng)份額也會(huì)增加。

三是串式逆變器市場(chǎng)廣闊，吸引了越來(lái)越多的公司參與，技術(shù)創(chuàng)新不斷提升，解決方案越來(lái)越好。反過(guò)來(lái)，它得到了更多客戶的青睞，形成了良好的循環(huán)。

 

總結(jié)

在集中式逆變器和串式逆變器的爭(zhēng)奪戰(zhàn)中，最大的受益者是用戶。未來(lái)，在發(fā)電廠的選擇和設(shè)計(jì)中，逆變器有更多的選擇。逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不再是關(guān)鍵。簡(jiǎn)單地說(shuō)逆變器很好是沒(méi)有意義的。光伏逆變器制造商的技術(shù)實(shí)力、價(jià)格和售后是決定性因素。