【深度】集散式逆變器與組串式逆變器在領跑者項目的優(yōu)劣勢對比

2016年光伏領跑者基地企業(yè)評優(yōu)標準中，逆變器方案的選擇將直接影響到電價水平、技術方案創(chuàng)新性、系統(tǒng)效率等指標。在目前的集中式、組串式、集散式三種主流技術路線中，集散式與組串式方案由于具備多路MPPT特性，可適應山地地形變化帶來的發(fā)電量影響，成為領跑者項目的主流選擇方案；同時，由于集散式逆變器在前期大同領跑者項目中的規(guī)模化成功應用經(jīng)驗，2016年領跑者招商文件中也明確將集散式列入新型逆變器技術路線。筆者試圖從兩種技術路線的系統(tǒng)成本、發(fā)電量、轉(zhuǎn)換效率、產(chǎn)品壽命、容配比、安全可靠性等方面進行對比，解析集散式方案為何成為領跑者項目業(yè)主優(yōu)選對象。

　　1、集散式方案系統(tǒng)成本可降低0.45元/Wp,競價投標優(yōu)勢顯著

　　以逆變器、匯流箱以及全部直流相關設備、箱式升壓變和子陣區(qū)通訊等設備采購及安裝的初始投資來看，采用50kW組串式逆變器組成的1.6MWp光伏陣列方案，與采用1MW集散式逆變器組成的2MWp光伏陣列方案對比

　　(1) 在不考慮逆變器超配的情況下，集散式逆變器方案比組串式單瓦造價水平低0.2元/Wp左右；

　　(2) 在考慮1.15倍容配比的條件下，集散式逆變器方案比組串式單瓦造價水平低0.45元/Wp左右；

　　造成以上成本差異，一方面是因為當前組串式逆變器售價較高，每個逆變器功率較小，規(guī)模效應較差，而且數(shù)量較多，位置分散，通信、調(diào)度和控制的技術復雜；另一方面，集散式逆變器的容配比大，超配比例遠大于組串式，能最大限度發(fā)揮逆變器的效能，并具有規(guī)模效應。

　　2、集散式方案系統(tǒng)效率高，發(fā)電量提升高于組串式方案

　　由于組串式和集散式逆變器都采用了DC-DC / DC-AC兩級轉(zhuǎn)換電路，MPPT路數(shù)也基本一致，從理論上分析，組串式與集散式逆變器在同一外部條件下相比于集中式逆變器，發(fā)電量提升水平一致，在山地電站可實現(xiàn)3%以上發(fā)電量提升。但實際在夏季項目現(xiàn)場應用中，筆者拿到某電站發(fā)電量比拼報告結果卻令人錯愕，組串式方案發(fā)電量比集散式低1.9%。

　　據(jù)業(yè)主反饋，采用無外置風扇自然冷散熱的組串式逆變器，內(nèi)外部溫升最大超過30度，設備在夏天高溫環(huán)境下滿載運行時經(jīng)常出現(xiàn)降額甚至過溫關機的現(xiàn)象，導致發(fā)電量出現(xiàn)嚴重損失。特別是領跑者項目組件的功率一般都選擇在280Wp以上，單臺組串式逆變器接入組件容量一般可以達到額定容量，在光照較好的情況下，中午出現(xiàn)滿載運行的概率很大，因溫升太高出現(xiàn)降額比較普遍。

　　為驗證業(yè)主的說法，筆者也在多個現(xiàn)場了解組串式逆變器的夏季過溫降額情況，以下為某個現(xiàn)場采集的采用無風扇自然冷散熱的組串式逆變器內(nèi)部溫升及降額情況

　　選取環(huán)境溫度為30℃的某個晴天的中午，無云層遮擋。組串式逆變器在中午運行時，內(nèi)部腔體環(huán)境溫度竟然達到近60℃，出現(xiàn)降容運行。如下圖，在12點整逆變器溫度為58.2℃，運行電流為41A， 6分鐘后，逆變器溫度為59.4℃，運行電流降額到20A，輸出功率大幅下降。

　　12點截圖 12點06分截圖

　　3、采用自然冷散熱的組串式逆變器最大效率難以達到99%，無法滿足領跑者技術指標要求

　　目前主流集散式逆變器廠家的產(chǎn)品均已通過最大效率99%的第三方權威認證。而通過查詢某廠家目前推出的50KW組串式逆變器產(chǎn)品之認證報告，組串式逆變器實際最大效率無法達到其宣介等所表述的99%，無法滿足領跑者產(chǎn)品技術指標要求。

　　4、組串式逆變器的25年使用壽命難以滿足，將嚴重影響電站收益

　　組串式方案在故障處理方面采用了整機替換的模式，確實在一定程度上減輕了電站一線工作人員的工作難度和技術能力要求。但打開組串式逆變器，發(fā)現(xiàn)里面布滿了大量的電解電容。國際知名電解電容生產(chǎn)廠家的技術資料表明，電容電解在正常條件下，平均最長壽命是15年，而在自然冷散熱的戶外高溫環(huán)境條件下，平均壽命不到8年。整個設備壽命其實就是由電解電容決定的，在25年運營期內(nèi)，2--3次整機替換的后期成本將極大影響電站的整體收益。

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