荒漠电站——集中型优势明显
集中型逆变器有以下几方面的优势,是荒漠电站的首选。
更低的初始投资。根据对比分析,集中型方案较组串型逆变器方案在初投上每兆瓦节省投资约26万元。
发电量与组串型持平:荒漠电站中集中型和组串型发电量基本持平,综合集中型在最高效率和过载能力等方面的优势,集中型发电量略高于组串型。少数电站出现的早晚前后排的遮挡,使用组串型无法克服,需要通过优化组件布局进行规避。
运维更方便更经济。通过对比集中型和组串型主流机型方案在100MW电站的运维数据,发电量损失二者相当;由于组串型设备是整机维护,而集中型设备是器件维护,设备维护成本上,集中型优势非常明显。同时,在占地几千亩的百MW级大规模电站中,对完全分散布置的组串逆变器进行更换,维护人员花在路途上的时间将远高于进行设备更换的时间,这也是组串型的大型电站应用不利因素之一。
集中型方案更加符合电网接入要求。高压输电网对并网的光伏发电在调度响应、故障穿越、限发、超发、平滑、谐波限制、功率变化率、紧急启停等方面都有严格要求。故障穿越是指电网出现短路、浪涌、缺相情况下,逆变器必须能够在625毫秒到几秒的时间内依然输出一定容量的有功和无功功率,确保电力系统继电保护能够正常动作,由于集中型逆变器在电站中台数少,单机功能强大,通讯控制简单,故障期间能够穿越故障的概率远大于组串逆变器。
2013年6月中旬国网组织的实地低电压穿越检验,多个型号集中逆变器也不同程度出现脱网情况,设想如果有上千台小型逆变器在大型电站中运行,一旦电网出现故障,由于设备众多控制复杂,电网耦合、谐振概率陡增,组串型逆变器必然会出现大量脱网、甚至设备自身损坏的情况,危及电网安全运行。另外由于逆变器数量太多,无法确保30ms内响应无功调度指令的电网要求。
山丘电站——多MPPT集中型方案为主,也可考虑组串型方案
山丘电站可以看做地势并不平坦的荒漠电站,也是馈入输电网为主,规模多为5MW以上。在山丘电站项目中,通常一个坐标系下规划100多kW左右容量组件(如125kW的组件铺设成同一朝向),达到发电量和投资维护成本的最优比例。
针对此应用的多MPPT模组模式的集中型逆变器,每路MPPT跟踪100多kW组件,将同一朝向组件的设计占地面积单位缩小到约1000平米,大大提升了施工便利性并有效解决朝向和遮挡问题,同时共交流母线输出,具备集中型逆变器电网友好性特点,是山丘电站的首选方案。
如果所选的山丘电站地形非常复杂,实现100多kW组件同一朝向铺设施工难度很大,可以考虑组串型逆变器作为补充。
屋顶电站——推荐组串型,也可选用集中型方案
屋顶电站的设计相对较为复杂,受屋顶大小、布局、材质承重、以及阴影遮挡等影响,需要通过组件铺设和逆变器选型规划来实现收益最大化。
同时组件安装在屋顶,需要考虑火灾防范等安全问题。接入配电网,直接靠近用户负荷,需要考虑用户用电安全性,电能质量符合要求,及与原有配电之间的继电保护协调等。接入用户配电网后,对用户的功率因数影响十分明显,逆变器除了输出有功外,还需要快速的根据光伏系统实时发电情况、用户实时负荷数据以及用户配电房原有的SVC、SVG投入情况综合计算以确定逆变器的实时无功输出容量。
因此,屋顶光伏系统方案的选用需要在安全、电网友好、投资回报、维护等多个因素中寻求平衡点。
屋顶结构复杂,为了简化设计,推荐使用组串型逆变器,并且根据实际屋顶和并网点的位置及并网点电压等级,选择逆变器。组串型逆变器需要具备拉弧监测和关断能力,以有效防止火灾的发生,具备PID消除功能,具备高精度漏电流保护功能和孤岛保护功能等。
大型厂房,考虑到屋顶承重和维护便利性,可选用集中型方案。工业厂房屋顶平坦、规模大、阴影遮挡少、朝向简单、多为10kV中压配电网并网。考虑到大多厂房为彩钢屋顶,承重有限无法安装组串型逆变器,以及日常维护便利、不影响正常生产运行等实际情况,可选用集中型逆变器。
原标题:不同电站的逆变器选型指南