大型集中式光伏电站逆变器选型研究与应用

大型集中式光伏电站逆变器选型研究与应用

李德奎

（中核坤华能源发展有限公司 广东省 清远市）

摘要：光伏逆变器是光伏发电的核心设备，光伏发电站的电能质量和经济效益在很大程度上取决于逆变器的性能和质量。其选型是光伏电站建设过程中的重要环节，选型是否合适直接决定了光伏发电系统的发电效率和并网系统的安全可靠性，也是工程技术人员在技术和经济方面分析研究的重点。本文通过对不同类型逆变器的性能特点、技术指标、发电系统构成、适用范围、系统成本等进行比较分析，提出大型集中式光伏电站逆变器选型的方法。并以广东某地300MW光伏发电项目为主要应用案例，对逆变器的选型方法进行论证，论证该方法的可行性，并为后续大型光伏电站建设逆变器选型提供指导和参考。

关键字：光伏电站；逆变器；选型；效益

1.前言

1.1研究背景与意义

随着社会和工业的发展，能源消耗加剧、传统石油、煤炭等资源储量不断减少。在全球化石能源供应日趋紧张以及带来的环境问题、温室效应加剧背景下，大力发展清洁的可再生能源已成为世界各国能源发展的核心，也是解决能源危机的主要途径。

我国确立了2030年前碳达峰、2060年前碳中和目标。为实现碳达峰和碳中和目标，大力发展可再生绿色能源势在必行。大力发展新能源是全国人民的共同选择，也是我国社会、经济可持续发展的长远战略举措。太阳能是新能源中一种清洁的可再生能源，利用太阳能发电是发电技术中最具可持续发展的一种。

新能源发电陆续迈入平价甚至低价时代，新能源企业如何提高发电量、节约投资进而提高经济和社会效益，作为光伏电站核心设备和发电系统大脑的逆变器其选型成为关键。

1.2国内外发展现状

近年来全球都在大力发展清洁能源，光伏产业快速发展，光伏发电技术不断提高，使用范围持续扩大，在能源结构中所占比重快速提高。根据国际能源署2020年全球光伏报告，至2020年末，全世界光伏总装机量超过760GW，其中有5个国家超过40GW、14个国家超过10GW。2020年至少有20个国家新增光伏装机量超过1GW，全球以中国48.2GW位列第一、欧盟19.6GW排名第二、美国19.2GW位居第三，越南、日本、德国、印度、澳大利亚、韩国、巴西和荷兰装机量进入世界前十。全球光伏新增装机持续增长，推动了光伏产业链的发展壮大。

我国已掌握了光伏发电核心技术并已发展成为优势产业，到2020年底装机总量突破250GW，位列全球第一。光伏发电是我国实现“碳达峰和碳中和”目标的关键。国家连续出台了一系列政策，大力支持低碳清洁能源发展，政策红利推进光伏发电向绿色化、智能化、集约化发展，光伏发电上下游产业在技术和规模上都得到了快速发展。

光伏的大力发展推动了逆变器的技术进步和革新，正在向配置超前、功率更大、系统功能更强、智能化程度更高、光储一体的主流趋势发展。在光伏电站中集中式和组串式逆变器已在世界范围内广泛使用，面向市场早，技术成熟，新发展起来的有集散式逆变器和微型逆变器。组串式逆变器不仅有最大功率点跟踪多的优势，而且产品更新快单机功率不断提升，其系统发电量大、适用范围广、不占用地面面积、不需专用机房、运行可靠、维护便捷等优势明显，推动了其在集中式电站应用率不断提升。

1.3 本文主要工作

面临光伏电站的加速建设和大型光伏发电基地的组建，为保证发电系统安全可靠运行，减少损耗，提高发电量及电能质量和效益，对大型光伏电站逆变器选型进行研究，有着非常重要的理论意义和实用价值。为此对大型集中式光伏电站逆变器的选型进行重点研究，主要包括以下三个方面：

（1）首先论述光伏逆变器的工作原理、选型原则和技术指标，分析不同逆变器的光伏发电系统组成、性能特点和适用场合，提出大型光伏电站逆变器的选型方法。

（2）其次将逆变器选型方法应用于广东某地300MW光伏发电项。

（3）最后确定逆变器选型方法的可行性和合理性。

2.逆变器的分析研究

在光伏发电系统，逆变器按用途分为并网型逆变器和离网型逆变器。因并网需要并网型逆变器不仅将光伏电池发出的直流电转变为交流电而且对交流电的输出波形、电压、电流、频率、电能质量等进行实时控制，还要解决电磁干扰、自我保护、孤岛效应和MPPT控制等问题，对并网逆变器的功能和性能提出了更高要求。

2.1光伏逆变器基本原理

光伏发电系统的逆变器是应用电力半导体器件将光伏组件产生的直流电转变为正弦波形交流电的设备。控制系统跟踪组件的最大输出功率，并使转换后的交流电电流、频率等满足交流用电装置、输电设备和电网输电要求。同时对整个发电系统的运行起调节、监控和记录作用。

图2.1-1:并网逆变器工作原理

光伏并网逆变器的工作原理如图2.1-1所示。光伏组件所产生的直流电输入逆变器后转换为交流电，交流电经过升压站升压和进一步处理后输送到电网。光伏逆变器的控制系统通过对输入的直流电压、电流和输出的交流电压、电流进行实时控制，实现对光伏组件最大功率点的跟踪。

2.2逆变器选型原则和技术指标

2.2.1逆变器的选型原则

光伏逆变器选型应遵循“环境适应、性能优异、系统匹配、产品可靠”的原则[6]。

过去光伏电站设计多数采用传统集中式逆变器。随着电力电子技术和信息技术的发展，运行灵活、维护性强、智能化程度高的逆变器逐渐发展起来，如组串式逆变器、集散式逆变器和微型逆变器。在光伏电站筹建和设计过程中，我们必须选择功能强大、输出电能质量好、性价比高的逆变器，这对提高光伏电站系统的可靠性、减少系统损耗、降低成本，提高综合效益具有非常重要的意义，这也是目前光伏电站建设过程中设备选型研究的重点。

2.2.2逆变器的主要技术指标

光伏发电项目使用的并网型逆变器，应符合国标《光伏发电并网逆变器技术要求》（GB/T37408-2019）和《光伏发电站设计规范》（GB50797-2012）以及行业标准《光伏发电并网逆变器技术规范》（NB/T32004-2013）的规定，同时还要满足企标《光伏电站接入电网技术规定》（Q/GDW 1617-2015）的要求，主要考虑的技术指标如下：

（1）环境适应能力

户外型并网逆变器在凝露使干燥的非导电性污染变为导电性污染或有导电性污染的情况下能正常使用，在-20℃~50℃温度范围内能正常运行，在湿度≤100%、有凝露的湿度范围内应能正常运行。外壳上的塑料、聚合物材料在正常使用情况下，不应出现明显裂纹或破裂等退化迹象，防护性能不应降低[3]。

（2）有足够的额定输出功率

逆变器的额定输出功率通常也称为额定容量，用于衡量向负载供电的能力。在输出功率因数等于1时，额定输出功率=额定输出电压×额定输出电流。选型时优先考虑有足够的额定输出功率，额定输出功率大则可向更多的负载供电。市场上已有组串式逆变器额定输出功率达228kW，集中式逆变器额定输出功率达3125kW。技术的发展使逆变器输出功率和效率不断增大、成本不断下降。从光伏电站建设投资和运维考虑，选用的逆变器容量小则逆变器数量会较多，系统拓扑结构复杂、造成建设期成本增加、系统损耗增大，运行期间的维护工作量也增大。根据以往工程实践经验和实验检测数据得知在大中型光伏电站建设时优先考虑容量大的逆变器，可简化发电系统拓扑结构，提高发电系统的可靠性，降低工程建设和运维成本。但逆变器额定容量过大，损耗也会相应增大，出现故障时对发电系统的影响较严重，故逆变器选型时还需结合电站其它情况综合考虑。

（3）高效的转换效率

逆变器的转换效率表示自身功率损耗的大小。逆变器的转换效率决定了光伏发电系统的效率，转换效率越高则发电系统的损失越小、输出电能越多，为此逆变器选型时应选择效率高的。国产逆变器转换效率有中国和欧洲效率，中国效率提供不同类型逆变器产品在中国不同地区的效率，这一效率更能反映逆变器在国内使用的综合效率特性。工信部颁布的《光伏制造行业规范条件》（2021 年本）规定：含有变压器型的光伏逆变器中国加权效率大于96.5%；不含变压器型的光伏逆变器，其中国加权效率大于98%（单相二级拓扑结构的光伏逆变器相关指标分别大于94.5%和97.3%），微型逆变器相关指标分别大于95%和95.5%，经研究发现其要求的效率高于《光伏发电并网逆变器技术规范》（NB/T32004-2013）规定。前市场上的大功率逆变器效率基本都大于98%，可满足要求。

（4）最大功率点跟踪（MPPT）

MPPT控制系统对组件产生的直流电压及电流进行跟踪，测算出光伏组件的输出功率，通过调节电气模块的工作状态，实现对最大功率点的追踪，使组件输出最大电能。MPPT是逆变器的一项关键技术，控制系统根据外界不同光照强度、温度等特性实时跟踪和控制组件的最大功率，自动调节光伏组件的输出功率，发挥出组件的最大功效，使光伏阵列始终保持最大输出功率。

光伏组件的输出功率随时变化，因此逆变器的输入端电路应能适应输入功率随时变化情况，随时准确跟踪最大功率点，保证光伏发电系统高效运行。辐照度和温度是影响MPPT的重要因素，逆变器输入电流主要受辐照度影响，输入电压主要受温度影响，因而逆变器输出功率受辐照度和温度变化影响。逆变器只要达到满载输出，就会自动限制直流输入功率，接入过多的光伏组件会造成资源浪费、成本增大，为此逆变器是光伏电站容配比设计的决定性因素。

（5）要有较宽的输入电压适应范围

逆变器的直流输入电压达到最小输入电压时屏幕点亮控制电路开始工作，达到启动电压时自动启动并网发电。逆变器的最大直流输入电压用于限制组串的最高开路电压，最大直流输入电压不得小于组串的最高开路电压。组串的最高开路电压根据串联的组件数量来确定。

温度和辐照度的变化引起组件端电压的变化，且端电压变化范围比较大。逆变器为适应组件电压不断变化的特性，设计了MPPT工作电压范围，只要输入电压在此范围内，就可正常工作。

当输入的电压大于设定的MPPT工作电压下限值时，逆变器便可正常工作。如黄昏时分组件温度较高、太阳辐照度小，根据“光伏组件温度越高输出电压越低的负温度特性”可知此时组件输出的电压较低，相应输入逆变器的电压也较低。当输入逆变器的直流电压大于设定的MPPT工作电压下限值时，逆变器便可正常工作输出电能。由此可知逆变器的MPPT工作电压范围越宽，越能有效利用一天内辐照度较小时间段的发电量，进而延长了发电系统的发电时间，增加了发电总量。这就要求逆变器要有较宽的输入电压适应范围，并能在该范围内正常工作，而且还要保证交流输出电压的稳定。

（6）逆变器输出电流谐波含量要低、功率因数要高

谐波使输出电能的质量降低，会引起继电保护和自动装置的误动作，还会对用电设备产生危害。光伏电站谐波主要来源于逆变器，必须采取滤波措施，控制和减少谐波含量。输出电流谐波含量越少，波形就越接近于正弦波，越符合电网要求，输出的电能质量越好。逆变器不仅要控制输出电流谐波，而且功率因数应尽可能的接近于1，使输出的有功功率达到最大。

并网逆变器应满足行标《光伏发电并网逆变器技术规范》（NB/T32004-2013）要求，使并网电流谐波总畸变率不超5%，次谐波也均在限值范围之内。

（7）有一定的耐受电压异常能力

国网企业标准《光伏电站接入电网技术规定》（Q/GDW 1617-2015）对通过35kV及以上电压等级接入电网的光伏电站要求：要有一定的耐受电压异常能力，防止电网电压异常时脱离，引起已并入电网发电站的损失。要求并网逆变器具备低电压穿越和高电压穿越功能。

在电网中光伏发电所占比例不断提高，逆变器的耐受电压异常能力显得尤为重要，能有效支持电网电压恢复和保证电网的稳定。

（8）频率异常时的响应特性

国网标准对通过35kV及以上电压等级接入电网的光伏电站要求具备一定的耐受系统频率异常能力。逆变器的频率异常响应特性能保证光伏电站在电网规定频率范围内运行。

为保证光伏电站和电网安全稳定运行，对并网逆变器的耐受系统频率异常能力要求较高。

（9）可靠性和可恢复性

并网逆变器应有一定的抗干扰和瞬时过载能力。在一定范围内发生过电压，光伏发电系统应能正常运行；在过负荷情况下，逆变器能自动调整，将输入功率限定在给定范围；故障时逆变器能自动从电网解列。电力系统发生扰动导致逆变器向电网停止送电，电网电压和频率恢复到正常范围前逆变器不允许并网，在电网电压、频率恢复正常范围之后，逆变器应能在20s~5min内自动重新向电网送电，逆变器启动运行时，输出功率应缓慢增加，不应对电网造成冲击。

（10）有完善的保护功能

过电流和短路电流对逆变器元器件的影响最大。为此逆变器应有完善的自我保护功能，如短路保护，交、直流过流保护，输入过载保护，防雷保护，直流过压保护，交流过压、欠压保护，交流输出过频、欠频保护，相序或极性错误保护，反放电保护、防孤岛效应保护等功能，还需有冷却系统。

（11）数据采集和监控系统的数据通信

逆变器应设置有本地通信接口，通信端口电磁兼容（EMC）应符合标准要求，并易于组串网络。应有显示，日照和温度等信息采集和监控功能，可采用光缆、PLC电力载波、无线局域网、APP等多种通信方式与主控室进行数据通信，通信可以选用RS485等通用通信协议。

2.3光伏发电系统的组成

并网逆变器按适用场所和系统拓扑结构分，可分为集中式、组串式、集散型和微型逆变器。

集中式和组串式逆变器在国内外光伏电站上均已大规模运用，技术成熟、市场占有率高。近几年新推出的集散式逆变器、微型逆变器，经市场调研了解到目前在国内大型光伏发电项目上实际使用较少。

不同逆变器组成的光伏发电系统：

（1）集中式、组串式发电系统

图2.3-1：集中式和组串式逆变器组成的光伏发电系统示意图

发电系统示意图见图2.3-1，从系统构成上看集中式相比组串式，在设备上多了直流汇流箱和直流配电柜。

（3）集散式发电系统

集散式发电系统与集中式相比，直流汇流箱变为集散式汇流箱，功能有所不同；与组串式发电系统相比多了集散式汇流箱。

图2.3-2：集散式逆变器组成的光伏发电系统示意图

（4）微型逆变器发电系统

微型逆变器发电系统主要由光伏组件、微型逆变器、交流配电装置、电网组成。

图2.3-3：微型逆变器组成的光伏发电系统示意图

2.4集中式逆变器的性能特点及适用场所

集中式逆变器的直流输入端引入多个并行的光伏组串。通常适用于组件规格一致且安装朝向相同，安装集中，辐照度好、遮挡少，总功率高的地面、荒漠电站和大型厂房等大型电站。

2.4.1集中式逆变器的主要优势

（1）单体容量通常在500kW以上，接入光伏组串数量多，功率大，单位成本低。

（2）逆变器集成度高，单台设备功率密度大，单位造价相对较低。

（3）相同容量光伏电站使用的逆变器数量相对较少，安装工作量减少，控制简捷，发生故障的概率减小，降低系统成本与线路损耗，可靠性高，设备便于管理。

（4）逆变器使用量少，减少组串并联数，有效降低谐波含量，提升输出电能质量。

（5）有耐受电压异常、功率因素自我调节、防孤岛保护等功能，各项保护功能齐全，电站安全性较高。

2.4.2集中式逆变器的主要缺点

（1）集中式逆变器MPPT电压范围通常为900V ~ 1500V，而组串式逆变器MPPT电压范围通常为500V~1500V，MPPT电压范围相对窄，组串的组件数量可调节性较差，影响整体发电量。

（2）受遮影影响大，整个光伏系统效率不高，特别是在阴雨、雾气多、辐照度不好的情况下逆变器输入电压低于最大功率跟踪点工作电压下限，导致无法进行正常发电，影响发电量。

（3）需要建有专用的机房和设备，占地面积大、加大安装难度和工程建设成本。

（4）机房的密闭性导致通风不畅，存在散热问题，设备自身以及机房散热都需耗电，增加了能耗。

（5）直流汇流箱较多，多组直流输入要求组件间具有良好的适配性。光伏方阵组串先后经汇流箱和直流配电柜汇流后才能到逆变器，故障率增高。控制系统不能实时监测到各个组件的实际情况，致使组件无法全部处于最佳工作状态，当个别组件发生故障或被遮挡，会影响发电效率。

（6）设备功率大，连接组串多，若发生故障停机，影响面广。

2.5组串式逆变器的性能特点及适用场所

组串式逆变器是随着电力电子技术的发展而发展起来的，目前已成为国际市场上最流行的逆变器。通常先将组件产生的直流电转换为交流电，再经过汇流到达升压站。主要适用于地面、山地电站、分布式大型电站。

2.5.1组串式逆变器主要优势

（1）MPPT工作电压范围较宽，通常在500~1500V，单个组串的光伏组件调节性较好，特别是组件不能均匀大面积集中布置的区域组件配置更为灵活，更适宜于地形复杂的地区，并能够最大限度的发挥组件特性，提升发电量。

（2）较宽的电压范围可使逆变器的工作时间更长，启动早、关机晚。MPPT工作电压范围宽可实现低电压输入，特别是在光照不足的阴雨、雾多或天气不利于发电时，保证了长时间发电，提升电量；也降低了组件遮挡和朝向的影响，不会因局部的遮挡或组件故障，而影响整个系统的效率。

（3）体积小、重量轻，不需要吊装设备和建专用的配电室，可采用抱箍挂装于合适的光伏支架立柱上，在光伏电站建设过程中能简化施工、减少建设用地，检修时更换维护方便。

（4）组串式逆变器工作自耗电转换为逆变器转换效率，自耗电低，但集中式逆变器风扇消耗功率不计入其效率中。组串式方案比集中式方案可降低系统自身耗电约 0.2%。

（5）集成了直流汇流箱的功能，将每个组串直接接入到直流输入端，不需要直流汇流箱和配电柜。且每个组串均有独立的最大功率点跟踪，都能工作在各自的最大功率峰值上，光伏组串不受组件差异的影响，组件与逆变器的配合效果更好。

（6）多路MPPT的模块化设计，每一路MPPT只接入少量光伏组件，能实现分散MPPT最优控制。当一个组件出现问题时仅对连接的单一模块产生影响，不影响整个系统的发电,一路出现故障不会影响其它路的发电量，解决了集中式的失配问题，故障影响小、可靠性高。

（7）自身成本相对较高，但电缆总用量较集中式少且不需建逆变器室，这些方面能节约成本，为此系统总成本不会有明显增加。

（8）基于可靠性设计，且无直流汇流箱、直流配电柜，发电系统设计简化，组串方便、系统组网简单，无机房配电及辅助设备，总体设备数量少，系统可靠性更高。

（9）组串式逆变器采用无易损件设计，降低了设备故障率。

（10）设备防护等级高，彻底隔绝外部环境对内部器件造成的影响，采用零接触运维技术短时间内即可完成设备故障处理，降低故障对发电量影响。

2.5.2组串式逆变器主要缺点

（1）功能齐全、元器件相对较多，且信号、功率器件电路设计在同一块电路板，集成度高、技术要求高、设计和制造难度大，一个元件损坏影响整个模块，可靠性略差。

（2）内部元器件电气间隙小，电子元器件的发热量集中，散热性相对略差。

（3）系统中并联的组串式逆变器越多，线路损耗越大，总谐波也随着增大，严重时谐波会造成设备故障。一台逆变器电流谐波总畸变率可以控制到 2%以下，当逆变器并联较多时产生谐波迭加。

（4）配置的逆变器数量较多，对系统监控能力要求较高。

2.6集散式逆变器的性能特点及适用场所

集散式逆变器是在传统集中式逆变器基础上，吸取组串式逆变器优点开发的新产品，主要特点是通过多个前置MPPT控制器实现多路MPPT寻优功能，汇流后通过逆变器集中逆变，经济上吸取了“集中式逆变器低成本”优势、发电量上吸取了“组串式逆变器高发电量”优点。

2.6.1集散式逆变器主要优势

（1）相比集中式逆变器，前置多个分散MPPT，减少失配率、提升总电量、系统稳定；相比组串式逆变器，采用了分散寻优后集中汇流逆变，集成度更高、功率密度更大，系统造成本更低。

（2）集散式逆变器设计有升压功能，降低了线损、谐波含量少、电能质量高。

（3）多路 MPPT 设计，降低了组件遮挡和朝向的影响；阴雨、雾多的天气发电时间长，可更大程度减少组件最佳工作点与逆变器不匹配情况；当一路出现故障时，不影响整个系统发电量，可靠性高，随着电子技术的进步和实践的验证，将是未来发展的一个主流方向。

2.6.2集散式逆变器主要缺点

（1）通过直流汇流箱实现前置MPPT 跟踪，会增加发热量，且逆变器集成度高，系统稳定性和可靠性降低。

（2）从本质上看是一种MPPT功能独立前置的集中式逆变器，需专用的机房和设备。

（3）通过市场调研得知目前在投运的光伏发电站中使用较少，市场占有率不高，各项技术优势有待进一步验证。

2.7微型逆变器的性能特点及适用场所

微型逆变器能对单个组件进行MPPT跟踪和逆变，实现单组件最佳功率点跟踪和输出功率最大化，大幅提升发电效率和发电量。体积小巧、质量轻，安装方便快捷，无高压电、安全性高，维护安装成本低。可根据现场情况灵活配置，在家用光伏电站可按照用户投资额灵活选择组件大小。同规模电站，需要逆变器数量最多，系统成本较其它形式更高。

微型逆变器在分布式中小型商业屋顶电站、分布式户用屋顶电站应用较广，不适用于大型光伏电站。

表 2.7-1不同类型逆变器发电系统的综合对比

注：上表中部分数据比较结果，是在相同装机容量电站前提下得出。

2.8确定逆变器类型

大型集中式光伏电站，功率较大、组件串联数量较多，直流电压比较高，发电系统电压高、电流小、损耗小，发电系统内部所用电缆直径小，与大功率逆变器的匹配性更好，逆变器的转换效率更高，但对阴影的耐受性比较弱。

通过上述对不同类型逆变器的发电系统构成、技术指标、性能特点、适用范围、技术成熟性、成本等方面的比较分析，可知在大型集中式光伏电站选用技术成熟的组串式逆变器可以减小遮挡和太阳阴影造成的影响，系统发电量高、稳定性强，综合性能和效益最好。

通过查阅企标《光伏发电工程逆变器选型技术规范》（Q/SPI 9711-2016），也佐证了对于存在光伏组串安装倾角、朝向、高度一致性较差，存在遮挡、单个方阵功率较小问题的大型光伏电站，选用大功率组串式逆变器最有优势。

3.工程应用

3.1项目概况

广东某地装机容量300MW的光伏发电项目，地块植被茂密，地势略有起伏，地形以山地、丘陵为主。多年平均气温20.5℃，多年极端最高气温41℃、最低气温-2.1℃。太阳能资源年总辐射量为 4441.32MJ/m2，夏季较好、春秋季次之、冬季最差，属于Ⅲ类较丰富带。

3.2技术性分析

该项目是典型的大型集中式光伏发电项目，根据第2章的研究结论在本项目选用大功率组串式逆变器。

通过市场调研考察，了解到各厂家提供的并网型逆变器均符合国家电网相关标准要求。华为生产的型号SUN2000-196KTL-H0组串式逆变器，其电路框图见下图3.2-1，主要技术参数见表3.2-1。

图3.2-1 SUN2000-196KTL-H0型组串式逆变器电路框图

经了解，该产品防护等级IP66，保证了整机的防护性能，适应更多恶劣环境和电网要求，满足复杂环境下的可靠运行，整机安全、可靠、机械强度高。使用智能风冷技术，使密封箱体内部温度更低、母线电容、继电器等发热元器件工作环境更好，使得器件寿命增加。在器件选择方面采用宽范围运行温度的关键器件，确保低温正常工作，在50℃~60℃范围内具有较强的输出能力可保障电站在高温环境下的发电量。随着组件规格从182提升至210，组件工作电流也从15A提升至20A等级,该逆变器最大支持30A的MPPT电流，可以完美适配大电流210组件，可支持较高的容配比，满足当前电站容配比设计趋势和需求。

表 3.2-1 SUN2000-196KTL-H0组串式逆变器主要技术参数

将各项技术参数与逆变器选型技术指标进行比较分析，该产品均满足2.2节提出的各项技术指标和标准的要求，在本工程项目使用此款产品，在技术上可行。

3.3经济性分析

对市场上的3种不同功率组串式逆变器进行比较，见下表3.3-1所示：

表 3.3-1不同功率的组串式逆变器对比

由上表 3.3-1可知，若使用功率最大的196kW逆变器，其静态投资最少、发电量最多、资本金收益率最高，经济效益最好；使用功率175kW 逆变器经济效益次之；使用功率最小的125kW 逆变器，投资最多、发电量最少、资本金收益率最小，经济效益最差。由此可得出选用的逆变器功率越大光伏电站的经济效益越好。

由3.2和3.3节技术、经济分析论证，可知在本工程项目选用技术成熟的196kW大功率组串式逆变器，其经济效益最好。

3.4国外应用案例

根据光伏逆变器行业的分析得知，国际市场上在2016年集中式逆变器占有率达62%、组串式逆变器仅32%，到2019年底集中式逆变器占有率跌到34%以下、而组串式逆变器上升至59. 4%，组串式逆变器已成为市场主流产品，主要因组串式逆变器的功率逐步增大，单位成本降低，适用范围广泛、发电量高、系统安全可靠运行维护更方便。

图3.4-1 大功率组串式逆变器在国外的应用

4.结论

太阳能资源分布广泛、储量大，而且可再生、清洁无污染，其开发利用已备受世界各国重视。利用太阳能的光伏发电必将成为未来电力系统中的主体电源和“碳达峰、碳中和”的主力军。我国出台了一系列支持本国光伏产业发展的政策，推动可再生能源产业发展，未来行业发展前景可期。面临全面平价甚至更低电价上网，光伏发电发展的出路就是降本增效，光伏逆变器的选型变得尤为重要。光伏电站逆变器选型研究对光伏发电工程实际应用具有重要指导意义。本文在详细分析研究并网逆变器发展现状、系统构成、技术指标、性能特点及适用场所的基础上，并通过工程实际应用，取得相应结论：

（1）大型集中式光伏电站选用大功率的组串式逆变器，不仅使系统建设成本降低，而且提升了系统发电量，综合投入和产出为投资方带来更低的度电成本，经济效益好。

（2）指出了大型光伏电站逆变器的选型方法。在光伏电站建设过程中，我们必须根据光伏电站的规模、应用场所、日照等环境条件和逆变器容量、输入电压范围、转换效率、MPPT范围等技术指标要求，再结合市场上逆变器的性能特点来综合考虑，因地制宜选择技术成熟、功能强大、输出电能质量好、性价比高的逆变器。

（3）通过对逆变器的性能特点分析，技术和经济分析论证，为光伏发电工程项目建设逆变器选型提供了指导、借鉴和参考。

参考文献

[1]GB50797-2012，光伏发电站设计规范

[2] GB/T30427-2013，并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法

[3] GB/T37408-2019,光伏发电并网逆变器技术要求

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