论文部分内容阅读
摘要：对光伏电站中逆变器的作用及地位进行了简单介绍,并结合工程实例,系统分析了光伏电站设计中逆变器的选型和计算。供以后光伏电站设计时逆变器选型参考。
关键词：光伏电站；逆变器；选型
中图分类号：TM464文献标识码： A
引言：
太阳能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。中国太阳能资源非常丰富，经过30多年的努力，中国光伏发电产业已迎来了快速发展的新階段，国家的补贴扶持政策陆续推出，这也预示着我国光伏产业进入快速发展时期。在光伏设计中，不论是技术难度和还是价格，逆变器都占了很大比重，所以逆变器的选型显得尤为重要。现以一个容量为30MWp的光伏电站项目的设计选型为例，从几个方面对逆变器的选型进行介绍。
1、进口逆变器国外厂商比选
近几年，随着西班牙、德国、美国、意大利等国对本国光伏产业的大力扶持，全球光伏逆变器销售不断增加，光伏逆变器进入一个快速增长的阶段。全球光伏逆变器市场基本被国际几大巨头所瓜分，他们具有成熟的技术和产品，同时欧洲作为全球市场的兴起区域，其本土的逆变器发展在世界上独占鳌头。全球主要光伏逆变器供应商概况见表1
表1全球主要光伏逆变器供应商概况
美国、日本也具有雄厚的工业基础和先进的半导体技术，他们在电路结构设计、电气和自动控制设计方面具有很强的实力，所以他们依靠公司的品牌在光伏逆变器生产设计方面也具有很强的实力和竞争优势。国外主要逆变器厂商有：SMA、KACO、Fronius、lngetearTi、Siemens、studer、xantrex、Danfoss、conergy、Power-one、Outback Power、AE，Spwtick等公司，其中 SMA、KACO、Fronius、lngeteam、Siemens 占全球市场份额70%，SAM公司作为全球可再生能源电源龙头，推出的光伏逆变器系列相关产品达到近百种，是名副其实的全球光伏逆变器第一大生产供应商，且其供应的逆变器转化效率高、可靠性高、运行工况稳定，所以，进口逆变器厂商推荐德国SAM公司。
2、国产逆变器和进口逆变器比选
在中国，从20世纪 80年代起开始对光伏逆变器进行研究和开发，现在已有专门的公司研究和开发生产并网逆变器。由于终端市场启动时间比较晚，国内光伏逆变器厂商普遍规模较小，结构、工艺、做工，性能稳定性等指标跟国外一流企业有一定的差距，国内逆变器厂家供应商概况见表2。
表2国内逆变器厂家供应商概况
但占据国内市场超过 60%的龙头企业合肥阳光电源公司已经取得快速发展，并已进入到欧洲市场及国外其他大功率市场。目前合肥阳光公司主要竞争对手为德国 SMA、Satcom 等国际厂商，但SMA、Satcom 等厂商逆变器生产成本高、价格高、交货周期长，国内逆变器生产龙头企业具备技术先进、可靠性高、生产成本低、销售价格低、交货周期短等优势，且已广泛应用于国内光伏电站项目，具有丰富稳定的运行经验。
3、户内、户外型逆变器比选
在已运行的大型光伏电站中，既有选择室内逆变器的，也有选用室外型逆变器额，户外型逆变器具备户内型逆变器无法比拟的优势。
户外型光伏并网装置主要应用于大型的光伏电站，采用户外移动房的方式将并网逆变器、交直流配电柜和监控单元进行了集成设计，满足大型光伏电站模块化设计、快速安装的需要，保证光伏电站长期、可靠、安全的发电，这种设计方案是未来大型光伏电站发展的趋势。
4、逆变器容量比选
对于逆变器容量的选型，本工程暂提出三种方案进行比选：方案一选用500kW逆变器；方案二选用250kW逆变器；方案三选用100kW逆变器。
方案一：选用500kW逆变器，每个1.00MWp单元配2台逆变器，整个工程配60台500kW逆变器。目前国内外厂家都可以提供该容量的逆变器，设备选择范围广，该方案的优点是单台逆变器容量大，主变压器数量少，整个系统效率较高，施工维护工作量小。缺点是单台逆变器容量大，在运行过程中如果发生故障，则故障影响的范围大。在国外大容量逆变器的使用已经非常普遍，而我国光伏发电行业处于高速发展阶段，国内使用500kW容量逆变器的工程越来越多，已经成为逆变器选择的主流。
方案二：选用250kW的逆变器，每个1.00MWp单元配4台逆变器，整个工程配120台250MW逆变器。现在SMA、SolarMax、Power-one、Conergy、Xantrex、Sungrow等品牌都能够生产250kW逆变器，在产品选择上不存在问题，生产运行经验也非常丰富。
方案三：选用100kW逆变器，每个1.00MWp单元配10台100kW逆变器，整个工程共配300台逆变器。该方案的优点是逆变器容量相对较小，一旦单台逆变器发生故障，故障影响的范围小。该方案缺点是逆变器数量多，施工量大，运行维护量大，并且由于逆变器容量小数量多，使整个系统的效率降低。
因为每个1MW发电单元升压后的接线相同，所以仅对三种方案的逆变器经济性进行比较，见下表4（逆变器按照国产设备报价）。
表4逆变器经济比较表
从上表可以看出，方案一投资最小，方案二次之，方案三投资最大。很多逆变器厂家可以提供户外型500kW逆变器，将并网逆变器、交直流配电柜和监控单元进行了集成设计，不需要专门建造逆变器室，既节省投资，又方便安装，加快工程进度。
综合以上内容，本工程最终选用户外型国产500kW逆变器，整个工程配60台。先将所选逆变器基本参数罗列如下：
500kW逆变器基本参数如下：
结束语：
总之，随着我们光伏产业的大力发展，光伏设计中逆变器的选型问题也越来越重要，选择适合的逆变器不仅能降低造价，还能提高发电效率，缩短施工工期。因此，只有不断完善逆变器设计选型，才能使得光伏项目总体设计按照计划保质保量的完成。
参考文献
[1]光伏发电站设计规范；GB50797-2012.
作者简介
许立军，（1987-），女，中共党员，2009年毕业于山东建筑大学电气信息工程学院电气工程与自动化专业，2010年评为助理工程师，目前主要从事电力设计工作。
马辉辉，（1988-），男，中共党员，2009年毕业于山东建筑大学电气信息工程学院电气工程与自动化专业，2010年评为助理工程师，目前主要从事建筑电气及通信电源工程设计。
关键词：光伏电站；逆变器；选型
中图分类号：TM464文献标识码： A
引言：
太阳能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。中国太阳能资源非常丰富，经过30多年的努力，中国光伏发电产业已迎来了快速发展的新階段，国家的补贴扶持政策陆续推出，这也预示着我国光伏产业进入快速发展时期。在光伏设计中，不论是技术难度和还是价格，逆变器都占了很大比重，所以逆变器的选型显得尤为重要。现以一个容量为30MWp的光伏电站项目的设计选型为例，从几个方面对逆变器的选型进行介绍。
1、进口逆变器国外厂商比选
近几年，随着西班牙、德国、美国、意大利等国对本国光伏产业的大力扶持，全球光伏逆变器销售不断增加，光伏逆变器进入一个快速增长的阶段。全球光伏逆变器市场基本被国际几大巨头所瓜分，他们具有成熟的技术和产品，同时欧洲作为全球市场的兴起区域，其本土的逆变器发展在世界上独占鳌头。全球主要光伏逆变器供应商概况见表1
表1全球主要光伏逆变器供应商概况
美国、日本也具有雄厚的工业基础和先进的半导体技术，他们在电路结构设计、电气和自动控制设计方面具有很强的实力，所以他们依靠公司的品牌在光伏逆变器生产设计方面也具有很强的实力和竞争优势。国外主要逆变器厂商有：SMA、KACO、Fronius、lngetearTi、Siemens、studer、xantrex、Danfoss、conergy、Power-one、Outback Power、AE，Spwtick等公司，其中 SMA、KACO、Fronius、lngeteam、Siemens 占全球市场份额70%，SAM公司作为全球可再生能源电源龙头，推出的光伏逆变器系列相关产品达到近百种，是名副其实的全球光伏逆变器第一大生产供应商，且其供应的逆变器转化效率高、可靠性高、运行工况稳定，所以，进口逆变器厂商推荐德国SAM公司。
2、国产逆变器和进口逆变器比选
在中国，从20世纪 80年代起开始对光伏逆变器进行研究和开发，现在已有专门的公司研究和开发生产并网逆变器。由于终端市场启动时间比较晚，国内光伏逆变器厂商普遍规模较小，结构、工艺、做工，性能稳定性等指标跟国外一流企业有一定的差距，国内逆变器厂家供应商概况见表2。
表2国内逆变器厂家供应商概况
但占据国内市场超过 60%的龙头企业合肥阳光电源公司已经取得快速发展，并已进入到欧洲市场及国外其他大功率市场。目前合肥阳光公司主要竞争对手为德国 SMA、Satcom 等国际厂商，但SMA、Satcom 等厂商逆变器生产成本高、价格高、交货周期长，国内逆变器生产龙头企业具备技术先进、可靠性高、生产成本低、销售价格低、交货周期短等优势，且已广泛应用于国内光伏电站项目，具有丰富稳定的运行经验。
3、户内、户外型逆变器比选
在已运行的大型光伏电站中，既有选择室内逆变器的，也有选用室外型逆变器额，户外型逆变器具备户内型逆变器无法比拟的优势。
户外型光伏并网装置主要应用于大型的光伏电站，采用户外移动房的方式将并网逆变器、交直流配电柜和监控单元进行了集成设计，满足大型光伏电站模块化设计、快速安装的需要，保证光伏电站长期、可靠、安全的发电，这种设计方案是未来大型光伏电站发展的趋势。
4、逆变器容量比选
对于逆变器容量的选型，本工程暂提出三种方案进行比选：方案一选用500kW逆变器；方案二选用250kW逆变器；方案三选用100kW逆变器。
方案一：选用500kW逆变器，每个1.00MWp单元配2台逆变器，整个工程配60台500kW逆变器。目前国内外厂家都可以提供该容量的逆变器，设备选择范围广，该方案的优点是单台逆变器容量大，主变压器数量少，整个系统效率较高，施工维护工作量小。缺点是单台逆变器容量大，在运行过程中如果发生故障，则故障影响的范围大。在国外大容量逆变器的使用已经非常普遍，而我国光伏发电行业处于高速发展阶段，国内使用500kW容量逆变器的工程越来越多，已经成为逆变器选择的主流。
方案二：选用250kW的逆变器，每个1.00MWp单元配4台逆变器，整个工程配120台250MW逆变器。现在SMA、SolarMax、Power-one、Conergy、Xantrex、Sungrow等品牌都能够生产250kW逆变器，在产品选择上不存在问题，生产运行经验也非常丰富。
方案三：选用100kW逆变器，每个1.00MWp单元配10台100kW逆变器，整个工程共配300台逆变器。该方案的优点是逆变器容量相对较小，一旦单台逆变器发生故障，故障影响的范围小。该方案缺点是逆变器数量多，施工量大，运行维护量大，并且由于逆变器容量小数量多，使整个系统的效率降低。
因为每个1MW发电单元升压后的接线相同，所以仅对三种方案的逆变器经济性进行比较，见下表4（逆变器按照国产设备报价）。
表4逆变器经济比较表
从上表可以看出，方案一投资最小，方案二次之，方案三投资最大。很多逆变器厂家可以提供户外型500kW逆变器，将并网逆变器、交直流配电柜和监控单元进行了集成设计，不需要专门建造逆变器室，既节省投资，又方便安装，加快工程进度。
综合以上内容，本工程最终选用户外型国产500kW逆变器，整个工程配60台。先将所选逆变器基本参数罗列如下：
500kW逆变器基本参数如下：
结束语：
总之，随着我们光伏产业的大力发展，光伏设计中逆变器的选型问题也越来越重要，选择适合的逆变器不仅能降低造价，还能提高发电效率，缩短施工工期。因此，只有不断完善逆变器设计选型，才能使得光伏项目总体设计按照计划保质保量的完成。
参考文献
[1]光伏发电站设计规范；GB50797-2012.
作者简介
许立军，（1987-），女，中共党员，2009年毕业于山东建筑大学电气信息工程学院电气工程与自动化专业，2010年评为助理工程师，目前主要从事电力设计工作。
马辉辉，（1988-），男，中共党员，2009年毕业于山东建筑大学电气信息工程学院电气工程与自动化专业，2010年评为助理工程师，目前主要从事建筑电气及通信电源工程设计。