平价上网光伏电站逆变器选型研究陈小康

平价上网光伏电站逆变器选型研究陈小康

陈小康张曦张伶娟

（中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司西安市雁塔区710054）

摘要：光伏电站近年来发展迅猛，平价上网成为光伏电站发展方向。优化光伏电站逆变器设备选型，提高逆变器输入输出电压，可以显著降低光伏电站造价，为平价上网创造条件。

关键词：光伏电站；平价上网；逆变器选型优化

1、概述

随着光伏产业技术进步和产业升级加快，光伏电站建设成本显著降低，光伏电站已基本具备无补贴平价上网的条件。为加快实现光伏电站平价上网，在光伏电站设计中优化逆变器选型，降低建设成本是非常必要的。

2、光伏电站建设成本分析

光伏电站建设成本一般由设备购置及安装费用、建筑工程费用、其他费用等四部分构成，其中设备及安装工程费在项目建设成本中比例最高，接近70%，特别是逆变器设备在光伏电站设备投资中占比较大。

3、光伏电站逆变器选型优化

3.1光伏电站逆变器选型常用方案

逆变器作为光伏发电系统中将直流电转换为交流电的关键设备之一，其选型对于发电系统的转换效率和可靠性具有重要作用。

逆变器的选型主要考虑以下技术指标：MPPT数量；转换效率；直流输入电压范围；最大功率点跟踪；输出电流谐波含量、功率因数；低电压耐受能力；可靠性和可恢复性；保护功能等。

现阶段光伏电站逆变器配置方案主要有两种：组串式逆变器方案、集中式逆变器方案。

1）组串式逆变器

组串式逆变器基于模块化概念设计，将单路光伏组串连接至逆变器直流输入端，将直流电转换为交流电输出。一般直流输入电压800~1000V，交流输出电压550~690V。

组串式逆变器常见的输出功率为50kW~100kW，一般具有3～6路MPPT，逆变器转换效率通常＞99%，中国效率＞98.3%。具有高效发电、安全可靠等特点。

2）集中式逆变器

集中式逆变器是多路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输出。一般直流输入电压800~1000V，交流输出电压550~690V。

集中式逆变器通常见的输出功率为500kW~1250kW，一般具有1～2路MPPT，转换效率通常＞99%，中国效率＞98.2%。具有控制方便、交流侧安全稳定性高、可靠性高等特点。

3.2逆变器设备优化方案

逆变器设备作为光伏电站主要设备，对于光伏电站的造价影响有两方面：

1）逆变器的直流输入电压，交流输出电压决定了光伏系统的主要设备、电缆的选型。更高电压的光伏系统可以降低电缆截面、减少电缆长度、提高组件的组串长度，减少建设成本。

2）逆变器的直流输入电压，交流输出电压决定了逆变器设备单台容量的大小，逆变器的单台容量越大，设备的单瓦造价越低；同时系统效率更高，可以显著提高光伏电站发电量。

由以上分析可知，逆变器设备的优化方向是提高直流输入电压、交流输出电压，从而提高整个光伏系统的运行电压、逆变器的单台容量，降低设备单瓦造价。

当前逆变器设备的主要参数为直流输入电压1000V、交流输出电压690V，按照现有光伏设备、电缆、低压设备制造的技术能力和产业制造水平，可以考虑把逆变器设备的主要参数优化为直流输入电压1500V、交流输出电压800V，可以显著降低光伏电站的建设成本。

4、逆变器优化方案经济性分析

采用1500V直流、800V交流逆变器的光伏电站系统造价和现有常规方案的经济对比见表1。

表1DC1500V光伏系统和DC1000V光伏系统投资费用对比表

从上表分析可知，采用DC1500V光伏系统和常规DC1000V光伏系统比较，可降低光伏电站BOS（BalanceofSystem）单瓦造价约5分，按照现阶段光伏电站BOS造价水平4.8元/Wp计算，可降低光伏电站BOS造价约1.04%。

总结

光伏电站为实现平价上网，需要对逆变器设备进行选型优化，可考虑将逆变器主要参数直流输入电压1000V、交流输出电压690V优化为直流输入电压1500V、交流输出电压800V，可以降低光伏电站BOS造价成本4.8元/Wp，降低BOS造价约1.04%，对于实现光伏电站平价上网具有重要意义。