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光伏逆变器是太阳能光伏发电系统的“心脏”。光伏逆变器是连接太阳能光伏电池板和电网之间的电力电子设备，主要功能是将太阳能电池板产生的直流电通过功率模块转换成可以并网的交流电，是太阳能光伏发电系统的“心脏”。光伏逆变器的可靠性、安全性直接关系太阳能发电系统整体的平稳运行，其转换效率直接影响太阳能光伏发电系统的发电效率，其使用寿命直接关系到光伏发电系统的使用年限，最终影响光伏电站项目的投资收益率。 2021年，我国地面光伏系统的初始全投资成本为4.15元/W左右，其中组件约占46%，集中逆变器成本在0.15元/W左右，约占投资成本的3.6%；工商业分布式光伏系统中组串式逆变器占初始投资总成本的5.3%。总体看，逆变器占光伏系统初始全投资成本的5%左右。 逆变器结构示意图
资料来源：CPIA，维科网产业研究中心整理 光伏逆变器是将光伏发电组件发出的直流电能变换成交流电能的电力电子变换装置。光伏逆变器组成部分主要包括控制单板、主功率单元、电磁元件、电缆组件、风扇组件、电容组件、配电单元组件、结构部件等。在太阳能光伏发电过程中，光伏阵列所发的电能为直流电能，然而许多负载需要交流电能。直流供电系统存在很大的局限性，不便于变换电压，负载应用范围也有限，除特殊用电负荷外，均需要使用逆变器将直流电变换为交流电。 逆变器结构示意图
资料来源：锦浪科技招股书，维科网产研中心整理 逆变器在光伏系统中承担电网交互、控制输出功率、判断处理故障等多种功能，是太阳能光伏发电系统的“心脏”。 1. 逆变器实现光伏发电系统与电网的有效交互。电网是庞大而复杂的传输系统，外界电能输入电网需要保证其质量（如谐波含量、直流分量、电压、频率、相位等）符合电网要求。逆变器在光伏系统并网过程中，承担着电网波形采样、监测电网故障并及时保护光伏系统、支持电网远程调度等多样职能。逆变器能够保障光伏系统同步、可靠、安全地介入电网，确保光伏系统在电网出现故障时及时作出反应，并接受电网的远程调度控制。 2. 逆变器能够帮助光伏发电系统获得最大输出功率。光伏发电系统受制于阳光强度、天气等原因，发电强度存在波动，太阳能电池组件在不同光照辐射下有不同的最佳功率输出点，只有光伏发电系统中所有太阳能电池组件都同时工作在各自的最佳功率输出点时，整个光伏发电系统才能获得最大输出功率。光伏并网逆变器可通过动态智能扫描算法（MPPT算法）确保光伏组件能稳定工作在各自的最佳功率点上，从而达到光伏发电系统获得最大输出效率的目的。 MPPT系统原理框图
资料来源：索比光伏网，维科网产业研究中心整理 3. 逆变器能够判断和处理光伏系统内部故障。逆变器在向电网输送电能的同时，能够实时监测整个光伏系统是否出现各种故障，并判断出这些故障的类型并主动采取有效措施，防止光伏系统故障影响到电网。 4. 逆变器是光伏发电系统的重要信息交互和人机交互平台。光伏逆变器能够检测记录并上传所有发电信息，如电压、电流、功率、日发电量、累计发电量、日发电时间、累计发电时间、无故障运行时间、每天发电曲线、日发电收益、总发电收益、电站环境检测数据等。电网电压过高及过低、电网频率过高及过低等各类故障信息也由逆变器记录并上传，最终各类信息都将汇总至用户的监控设备上（电脑、手机等），便于用户对其进行监控和管理。 逆变器人机交互界面示例
资料来源：锦浪科技官网，维科网产业研究中心整理 光伏逆变器具有多种分类方式，主要可分为集中式逆变器、组串式逆变器、集散式逆变器和微型逆变器。 集中式逆变器的光伏逆变方式是将很多并行的光伏组串连到同一台集中逆变器的直流输入端，做最大功率峰值跟踪以后，再经过逆变后并入电网。集中式逆变器具有单体功率高（500KW以上），成本低，电网调节性好等优势，但也存在最大功率跟踪电压范围较窄、组件配置灵活性较低、发电时间短、需要专用机房等劣势，导致发电系统在面对多云、遮阴、单个组件故障等特殊情况时发电效率会受到较大影响，主要适用于光照均匀的集中性地面大型光伏电站。 集中式逆变器系统示意图
资料来源：上能电气公告，维科网产业研究中心整理 组串式逆变器是对几组（一般为1-4组）光伏组串进行单独的最大功率峰值跟踪，再经过逆变以后并入交流电网，一台组串式逆变器可以有多个最大功率峰值跟踪模块。组串式逆变器的单体容量一般在100kW以下，其优点是最大功率跟踪电压范围宽、组件配置灵活、发电时间长、可直接安装在室外。相较于集中式逆变器，组串式逆变器价格略高，发电质量略差，主要应用于分布式发电系统，集中式光伏发电系统也开始逐步应用。 组串式逆变器系统示意图
资料来源：上能电气公告，维科网产业研究中心整理 集散式逆变器主要特点是集中逆变和分散MppT跟踪，能够兼顾集中式逆变器的低成本和组串式逆变器的高发电量，但相关工程经验少，安全性、稳定性以及高发电量等特性还需要经历工程项目的检验，且同样需要专用机房进行集中逆变，目前主要应用于光伏“领跑者”项目中。 组串式逆变器系统示意图
资料来源：上能电气公告，维科网产业研究中心整理 微型逆变器技将逆变器直接与单个光伏组件集成，为每个光伏组件单独配备逆变器模块，具有对每块组件进行独立最大功率跟踪控制、在遇到遮阴或组件性能差异情况下提高整体效率、最大程度降低安全隐患等优点。微型逆变器功率较低（1KW以下），一般多应用于屋顶等场景，且整体成本较高，维护较为复杂困难。 组串式逆变器系统示意图
资料来源：各上市公司公告，维科网产业研究中心整理 |
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