前言：国家能源局下放通知，2014年国内光伏新装总容量达14G，其中分布式8G，地面电站6G。分布式光伏电站将迎来一个前所未有的发展机会。国家电网对分布式光伏电站要求如下：单个并网点小于6MW，年自发自用电量大于50%；8KW以下可接入220V；8KW-400KW可接入380V；400KW-6MW可接入10KV。根据逆变器的特点，光伏电站逆变器选型方法：220V项目选用单相组串式逆变器，8KW-30KW选用三相组串式逆变器，50KW以上的项目，可以根据实际情况选用组串式逆变器和集中式逆变器。

逆变器方案对比：

集中式逆变器：设备功率在50KW到630KW之间，功率器件采用大电流IGBT，系统拓扑结构采用DC-AC一级电力电子器件变换全桥逆变，工频隔离变压器的方式，防护等级一般为IP20。体积较大，室内立式安装。

组串式逆变器：功率小于30KW，功率开关管采用小电流的MOSFET，拓扑结构采用DC-DC-BOOST升压和DC-AC全桥逆变两级电力电子器件变换，防护等级一般为IP65。体积较小，可室外臂挂式安装。

系统主要器件对比：

集中式逆变器：光伏组件，直流电缆，汇流箱，直流电缆，直流汇流配电，直流电缆，逆变器，隔离变压器，交流配电，电网。
组串式逆变器：组件，直流电缆，逆变器，交流配电，电网。

主要优缺点和适应场合：

1、集中式逆变器，一般用于日照均匀的大型厂房，荒漠电站，地面电站等大型发电系统中，系统总功率大，一般是兆瓦级以上。

主要优势有：
（1） 逆变器数量少，便于管理；
（2） 逆变器元器件数量少，可靠性高；
（3） 谐波含量少，直流分量少电能质量高；
（4） 逆变器集成度高，功率密度大，成本低；
（5） 逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高；
（6） 有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。

主要缺点有：
（1） 直流汇流箱故障率较高，影响整个系统。
（2） 集中式逆变器MPPT电压范围窄，一般为450-820V，组件配置不灵活。在阴雨天，雾气多的部区，发电时间短。
（3） 逆变器机房安装部署困难、需要专用的机房和设备。
（4） 逆变器自身耗电以及机房通风散热耗电，系统维护相对复杂。
（5） 集中式并网逆变系统中，组件方阵经过两次汇流到达逆变器，逆变器最大功率跟踪功能（MPPT）不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，当有一块组件发生故障或者被阴影遮挡，会影响整个系统的发电效率。
（6） 集中式并网逆变系统中无冗余能力，如有发生故障停机，整个系统将停止发电。

2、组串式逆变器，适用于中小型屋顶光伏发电系统，小型地面电站。

主要优势有：
（1） 组串式逆变器采用模块化设计，每个光伏串对应一个逆变器，直流端具有最大功率跟踪功能，交流端并联并网，其优点是不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量。
（2） 组串式逆变器MPPT电压范围宽，一般为250-800V，组件配置更为灵活。在阴雨天，雾气多的部区，发电时间长。
（3） 组串式并网逆变器的体积小、重量轻，搬运和安装都非常方便，不需要专业工具和设备，也不需要专门的配电室，在各种应用中都能够简化施工、减少占地，直流线路连接也不需要直流汇流箱和直流配电柜等。组串式还具有自耗电低、故障影响小、更换维护方便等优势。

主要缺点有：
（1） 电子元器件较多，功率器件和信号电路在同一块板上，设计和制造的难度大，可靠性稍差。
（2） 功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区。户外型安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化。
（3） 不带隔离变压器设计，电气安全性稍差，不适合薄膜组件负极接地系统，直流分量大，对电网影响大。
（4） 多个逆变器并联时，总谐波高，单台逆变器THDI可以控制到2%以上，但如果超过40台逆变器并联时，总谐波会迭加。而且较难抑制。
（5） 逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度大。
（6） 没有直流断路器和交流断路器，没有直流熔断器，当系统发生故障时，不容易断开。
（7） 单台逆变器可以实现零电压穿越功能，但多机并联时，零电压穿越功能、无功调节、有功调节等功能实现较难。

组串式20KW逆变器和集中式500KW逆变器比较

比较项目	20KW组串式逆变器	500KW集中式逆变器
汇流箱	不需要汇流箱，直流输入细分到每一串	需要汇流箱集中汇流
直流布线	直流侧布线简单，分布式就地并网；直流电缆短，成本低	直流侧布线相对复杂且距离长，必要时需要置多级汇流，成本相对较高
交流布线	交流侧电缆连接距离长，每个逆变器需要一个交流断路器，可就地并网或交流汇流并网	交流侧到变压器距离很短，线损小，交流布线简单成本较低
输出电压	输出三相交流400V，可以直流低压并网，不需要隔离变压器	输出三相交流270V，并网需要加400V隔离变压器或者升压变压器
防护等级	防护等级IP65，可以户外安装，可以在组件周边就近安装。	防护等级为IP20，室内安装，或者建造户外房
冷却方式	自然冷却或者风冷	强制风冷，需要大流量风道
工作电压范围	宽范围MPPT电压，250-800V，在阴雨等低照度天气也能发电	MPPT范围是450-820V，发电范围较窄，
效率	最高效率98.2%，综合效率97.6%	不带隔离变压器最高效率98.0%，综合效率97.5%，带隔离变压器最高效率97.0%，综合效率96.5%，
电能质量	单台THD<3%，25台在一起总THD超过5%。没有隔离变压器，直流分量大，	单台THD<3%，两台并联约为3%，加隔离变压器没有直流分量。
电网调节	没有低电压穿越功能，电网调节功率因素等功能较弱。	有低电压穿越功能，电网可以调节功率因素，有功和无功等功能较弱。
安全	没有直流断路器和交流断路器，安全性稍差	有直流断路器和交流断路器，能根据故障的不同情况用时断开，安全性好。

序号	项目	组串式逆变器	集中式逆变器
1	汇流箱，直流柜	0元	20台12路汇流箱，2台直流防雷配电柜，总价是：12万
2	逆变器	50台20KW逆变器，总价是65万。	2台500KW逆变器，总价是36万。
3	直流电缆	约24万	约30万
4	交流电缆	约22万	约20万
5	升压变压器	双挠组变压器400V-10KV   1000KVA，18万	双分裂变压器270V-10KV -1000KVA，25万
6	交流配电柜	50进1出 5万	2进2出 4万
7	安装费用	5000元	6000元
8	总费用	134.5万	127.6万

推荐配置

序号	系统容量	逆变器选择	说明
1	400KW以下	组串式逆变器	400KW以下系统，组串式逆变器和集中式逆变器成本相差不多，但组串式逆变器发电量要比5%到10%。
2	400KW到2MW	组串式逆变器	400KW到2MW之间的系统，组串式逆变器比集中式逆变器成本高5%，但组串式逆变器发电量要比5%到10%。总收益组串式逆变器系统好。
3	2MW到6MW	日照均匀的地面电站用集中式逆变器，屋顶用组串式。	根据实际安装场地选用。
4	6MW以上	集中式逆变器	集中式逆变器能适用电网的要求。

作者简介：

刘继茂，深圳晶福源市场部业务员，哈尔滨工业大学电力电子研究生，2008年开始从事逆变器研发和光伏系统设计工作。研究过国内外100多个光伏电站运行情况，主要研究方向是从系统配置和逆变器设计方面出发，如何提高光伏电站发电量和电站运行寿命。

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