逆变器的类型与应用选型介绍

光伏并网逆变器的常见类型

目前我国光伏电站采用的逆变器结构主要有：集中式光伏逆变器系统、组串式光伏逆变器系统、集散式光伏逆变器系统以及微型逆变器等。下面简单介绍一下集中式逆变器和组串式逆变器的的特点（后期会陆续介绍其他类型的逆变器）：

1.1集中式光伏逆变器

集中式光伏逆变系统是大型光伏电站普遍采用的电能变换装置，也是目前最为成熟的技术方案之一。集中式光伏逆变系统采用一路最大功率点跟踪（MPPT）输入，集中MPPT寻优、集中逆变输出，其系统构成如图1所示。

图1  集中式光伏逆变系统

集中式逆变器是将很多光伏组串经过汇流后连接到逆变器直流输入端，集中完成将直流电转换为交流电的设备。集中式逆变器通常使用单级两电平三相全桥拓扑结构，大功率IGBT和SVPWM调制算法，通过DSP控制IGBT发出两电平方波，通过LCL或LC滤波器滤波后输出满足标准要求的正弦波。

集中式逆变器常见的输出功率为500kW、630kW，以500kW集中式逆变器应用业绩最多，集中式逆变器转换效率通常＞98.3%，中国效率＞97.5%，每台逆变器具有1路MPPT，MPPT电压跟踪范围为500V~850V，2台逆变器组成1MW方阵，通过一个双分裂绕组变压器升压后接入35kV中压电网。

目前国内还有最新的直流1500V集中式逆变器，单价功率1.25~3.125MW，采用逆变升压一体结构，组成2.5MW~6.4MW的发电系统，适合目前平价电站的建设。

集中式逆变器的优点：

1、安装相对简单，更方便维护。

2、该逆变系统采用单级式控制方式，控制相对简洁，相关技术比较成熟，单位系统造价低。

集中式逆变器的缺点：

单台集中式光伏逆变器仅具备一路MPPT路数，针对光伏电池板组件之间存在的匹配偏差，无法做到对每一光伏电池板组串精确地跟踪控制，造成电池板利用效率降低。特别是山地电站的大规模涌现，其应用场景受地形限制，无法保证所有组串朝向、倾角按照最优方式配置，单路MPPT方案的集中式光伏逆变器很难满足现场应用要求。

1.2组串式光伏逆变器

组串式光伏逆变系统最初是针对屋顶光伏等小型光伏发电系统设计的，可直接接入低压电网，不需要隔离变压器或升压变压器，特别适合于低压并网的分布式光伏发电。

为了更好地解决光伏电池板组件“失配”造成的发电量的损失，在大型光伏电站中也出现了以小功率组串式光伏逆变器组成的光伏逆变系统，通过对光伏电池板组件子方阵的分散MPPT优化，交流汇接并联后集中升压并网，从而较好的解决了大型光伏电站因光伏电池板组件“失配”导致的发电量损失。

采用组串式光伏逆变器组成的光伏发电系统构成如图2所示：

  图2 组串式光伏逆变系统

组串式逆变器是基于模块化的概念，将光伏方阵中的每个光伏组串连接至指定逆变器的直流输入端，各自完成将直流电转换为交流电的设备。组串式逆变器通常使用两级三电平三相全桥拓扑结构，选用中小功率IGBT和SVPWM调制算法，通过DSP控制IGBT发出三电平方波，通过LCL或LC滤波器滤波后输出满足标准的正弦波。

组串式逆变器常见的输出功率为1~10kW、20kW~40kW、50kW~80kW，逆变器的最大转换效率为98%以上，中国效率高达98.4%以上，每台逆变器具有多路的MPPT，MPPT电压范围通常为200V~1000V（1~5kW小功率逆变器的MPPT范围一般是80V~500V，直接接入用户电网侧），通过交流汇流后经双绕组变压器接入35kV中压电网。

组串式逆变器的优点：

1、多路MPPT组串式光伏逆变器较好地解决了大型光伏电站的光伏组串“失配”损失问题。

组串式逆变器的缺点：

1、大型地面电站采用了较多的小功率逆变器交流并联，系统成本较高。

2、大型地面电站存在交流并联导致的电网系统振荡风险，系统可靠性也不如集中式逆变器系统方案。

3、大型地面电站交流传输距离长，线缆损耗大。