光伏逆變器“風(fēng)向標(biāo)”

組件之外，光伏系統(tǒng)的另一大核心設(shè)備即逆變器，其不僅承擔(dān)著連接光伏方針與電網(wǎng)的重要使命，同時(shí)也是電站實(shí)現(xiàn)智能化的關(guān)鍵一環(huán)。

而相比電池組件技術(shù)的“刀光劍影”，近年來(lái)掣肘于功率半導(dǎo)體器件，逆變器技術(shù)革新相對(duì)沉寂。不過(guò)縱觀近期展會(huì)上主流廠商展出的拳頭產(chǎn)品以及思想碰撞，逆變器新一輪技術(shù)競(jìng)賽已暗流涌動(dòng)。

1、變“大”

適配組件功率的快速變“大”，逆變器輸出功率同步變“大”，進(jìn)而減少設(shè)備數(shù)量，降低初始投資以及運(yùn)維成本。

就集中式逆變器，采用模塊化設(shè)計(jì)，最大子陣逆變器功率達(dá)到8.8MW，代表企業(yè)如陽(yáng)光電源、上能電氣、特變電工新能源等。

地面電站組串式逆變器，據(jù)了解，盡管350kW組串式逆變器已紛紛上市，但由于供貨企業(yè)相對(duì)較少，業(yè)主招標(biāo)仍傾向于300kW及以上，因此上半年展會(huì)320/330kW組串式逆變器也成為各家企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。

與此同時(shí)，工商業(yè)組串式逆變器也由此前主流110kW、125kW邁向150kW，甚至160kW。微型逆變器同樣向“大”，禾邁推出全球首臺(tái)功率高達(dá)5000W的微逆新品。

注：企業(yè)排名不分先后，僅統(tǒng)計(jì)了SNEC展上部分企業(yè)的高功率產(chǎn)品，如有疏漏請(qǐng)留言補(bǔ)充。

2、高壓高功率密度

進(jìn)一步突破降本增效瓶頸，在頭部企業(yè)看來(lái)，未來(lái)逆變器輸出功率或?qū)⒗^續(xù)變“大”，特別是更高電壓系統(tǒng)的倒逼。

追溯系統(tǒng)電壓變革，2017年左右，光伏系統(tǒng)由傳統(tǒng)1000V向1500V邁進(jìn)。1500V系統(tǒng)可支持單串接入更多組件而減少組串?dāng)?shù)量，逆變器、匯流箱、支架及直流側(cè)電纜的用量、成本也隨之減少達(dá)到系統(tǒng)降本。

今年3月，陽(yáng)光電源率先發(fā)布2000V光儲(chǔ)系統(tǒng)，據(jù)其測(cè)算，相比1500V系統(tǒng)，2000V光伏系統(tǒng)全生命周期投資可節(jié)省165億元/100GW。

匹配2000V系統(tǒng)，今年snec展會(huì)，中車時(shí)代電氣率先展出了5MW集中式逆變器以及455KW組串式逆變器，后者也是目前單機(jī)功率最大的組串式逆變器。

當(dāng)然，正如1500V系統(tǒng)迭代，2000V系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用同樣需要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備的協(xié)同。而更高功率的逆變器，同時(shí)保障設(shè)備的友好型和安裝的便利性，逆變器的功率密度也將進(jìn)一步提高，這有賴于功率半導(dǎo)體器件的同步革新。

3、探尋更優(yōu)散熱技術(shù)

隨著逆變器功率的變大，散熱技術(shù)也成為廠商的關(guān)注焦點(diǎn)，這不僅系關(guān)核心元器件的工作溫度，進(jìn)而影響發(fā)電量，而且也決定著設(shè)備的使用壽命。

當(dāng)下，光伏逆變器普遍采用間接式風(fēng)冷散熱。但在部分廠商看來(lái)，當(dāng)逆變器功率繼續(xù)變大時(shí)，將達(dá)到風(fēng)冷散熱的極限。如科華數(shù)能推出了5MW集中式逆變器，一改傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱，采用了直接式液冷散熱。

據(jù)悉，此前液冷應(yīng)用多掣肘于成本因素，但當(dāng)單機(jī)模塊增大至1.5-2MW時(shí)，液冷性價(jià)比優(yōu)勢(shì)則將凸顯。

4、主打可靠性和支撐電網(wǎng)

在逆變器效率無(wú)限接近的市況之下，產(chǎn)品可靠性也成為競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。縱覽各大廠商逆變器產(chǎn)品亮點(diǎn)，如IV掃描及診斷，實(shí)現(xiàn)電站組件級(jí)故障診斷；直流拉弧檢測(cè)，快速精準(zhǔn)識(shí)別電弧風(fēng)險(xiǎn)；交直流智能端子溫感檢測(cè)，智能直流關(guān)斷，保障設(shè)備與系統(tǒng)安全等“黑科技”一應(yīng)俱全，并且這些多應(yīng)用于地面電站產(chǎn)品的技術(shù)也開始向工商業(yè)及戶用產(chǎn)品復(fù)制，進(jìn)一步拔高產(chǎn)品可靠及安全性能。

此外，直面新能源大規(guī)模接入對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定以及安全的極大挑戰(zhàn)，作為連接光伏方針和電網(wǎng)的關(guān)鍵“橋梁”，光伏逆變器的支撐電網(wǎng)技術(shù)甚至構(gòu)網(wǎng)能力成為重中之中，包括連續(xù)高低電壓穿越、調(diào)頻響應(yīng)、弱網(wǎng)適應(yīng)性等。當(dāng)然，從業(yè)內(nèi)人士也了解到，電網(wǎng)技術(shù)頗具門檻，這也構(gòu)成了頭部逆變器企業(yè)的技術(shù)壁壘。

5、光儲(chǔ)融合

光儲(chǔ)融合大勢(shì)下，光伏企業(yè)跨界儲(chǔ)能早已勢(shì)不可擋，特別是光伏逆變器企業(yè)，從PCS到儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)能系統(tǒng)集成，一眾企業(yè)擠上儲(chǔ)能市場(chǎng)爭(zhēng)霸賽。

注：企業(yè)排名不分先后，僅統(tǒng)計(jì)了SNEC展上部分企業(yè)的重點(diǎn)儲(chǔ)能產(chǎn)品，如有疏漏請(qǐng)留言補(bǔ)充。由于篇幅有限，具體產(chǎn)品信息可登錄企業(yè)官網(wǎng)了解

在技術(shù)路線上，組串式儲(chǔ)能方案漸成主流。據(jù)悉，相比集中式方案，組串式儲(chǔ)能將每個(gè)儲(chǔ)能電池簇連接到一個(gè)儲(chǔ)能變流器，采用一對(duì)一電池簇管理，使得能量管理精細(xì)化到電池簇級(jí)別，可大幅提高放電容量和系統(tǒng)壽命。

與逆變器產(chǎn)品沖上大功率相對(duì)應(yīng)，儲(chǔ)能也向“大”邁進(jìn)，如陽(yáng)光電源、科華數(shù)能等紛紛推出了5MW/10MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)。據(jù)悉，當(dāng)下最大單艙容量已到6.9MWh。而在功率和容量的快速變大下，液冷也成為主流冷卻方式。

同樣應(yīng)對(duì)新能源滲透率大幅提升對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成的影響，儲(chǔ)能系統(tǒng)向構(gòu)網(wǎng)型演變，采用虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)，通過(guò)復(fù)制同步電機(jī)的行為和性能來(lái)加強(qiáng)電網(wǎng)，起到快速調(diào)頻調(diào)壓、增加慣量和短路容量、抑制寬頻震蕩等作用。