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组串式逆变器在大型并网电站中应用的经济可行性
【摘要】在光伏行业不断发展的背景下，发电站施工进度与效率逐渐受到普遍关注。本文就我国组串式逆变器在大型并网电站中应用的现状与问题进行分析，探讨组串式和集中式逆变器系统的投资和收益，同时分析组串式逆变器在大型并网电站中应用的经济可行性，促进光伏发电中稳定、可持续的发展。
【关键词】组串式逆变器;大型并网电站;经济可行性
就目前而言，太阳能就是可持续利用与储量丰富的资源，还没有污染，对于能源与环境问题解决来说，发挥着不可替代的作用，在科学与经济不断发展的时代，太阳能发电将是必然选择。其中逆变器对于整个发电体系至关重要，而且通过逆变器可以把直流电变化为交流电。
1.我国光伏并网的逆变器应用现状与问题
在我国光伏行业飞速发展的基础上，其中光伏并网的逆变器也取得一定成绩，具体包含多组串类并网的逆变器、微网的逆变器、较小型并网的逆变器以及集中类并网的逆变器。而目前普遍应用于大型的并网集中式逆变器因为容量限制，需要装置直流柜与汇流箱设备，经过两次汇流造成组件匹配性无法提高，各块组件差异性会使汇流过程因为木桶效应而受到影响，导致整个系统的效率降低，单单雨水灰尘影响，损失就会达到百分之八，且串联并联也会达到百分之二的损失，因此目前首要任务就是考虑二者损失的有效解决策略。
就当下发电站发展来看，直流功率的调节器比较常用，其能够在接线盒的附近连接组件，即便这样也无法节省直流柜与汇流箱。而微网的逆变器也就顺应产生，也就是连接每一块组件以后，就会将直流电逆变成交流电，也就可以并接起来使用。该方案最终目的就是为了避免以上二者带来的损失，但是因为微网的逆变器中效率比较低，加之价格比较昂贵，因此，在发电站比较常用多组串并网的逆变器，同时在各个支架的方阵中装置多组串并网的逆变器，通常运用两个以上组串来与并网的逆变器进行连接。当多个并网的逆变器并联输出后，再通过升压的变压器将电压升高。该解决方式可以有效的把分站房、直流柜与汇流箱省去，使得系统效率与施工进度得以提升[1]。
此外，当下我国许多逆变器生产公司逐渐生产出多组串并网的逆变器，这也证明逆变器技术基本成熟。而且不少大型光伏的并网电站体系设计经验逐渐丰富，基本具有可实施的条件。只是多组串并网的逆变器比较广泛应用在BIPV与小型电站中，而大型并网体系中则比较缺乏多组串并网的逆变器，没有充足的经验作为支持。按照多组串并网的逆变器特性与参数，在大型并网的电站中应用起来仍然具备很多优势，其中逆变器参数说明从表一与表二中可以看出。
2.集中式与组串式逆变器的系统收益与投资对比
2.1组串式的逆变器发电收益比较高
(1)该种逆变器比较适合组件衰减有差异的情况，因为晶硅体的组件衰减不一样，部分组件衰减情况较为严重，五年时间系统不一致的可能性几近百分之八到百分之十。一旦使用集中式的逆变器策略，发电量就会严重降低，同时使用组串式的逆变器可以有效控制部分衰减严重组件，将发电量损失降低。
(2)这种逆变器还有节省直流柜与汇流箱，其组串直接与逆变器连接，这样直流回路线损就可以降低，在一定程度上提高发电效率[2]。
2.2组串式的逆变器运营成本比较低
(1)该逆变器比较容易适应光伏组件中单体功率持续增长趋势，这样可以方便组件的更换，提高发电效率。如果组件出现故障，可以在规定范围内对组件进行高效更换，在一定程度上提高发电的效率。一般都是使用多晶硅的组件，这种组件的功率从过去两百三十Wp增加到目前的两百五十五Wp。因为组串木桶效应，在将单个两百三十五Wp组件更换成两百五十五Wp组件过程中，更换的新组件功率会因为旧组件而受到限制，也就需要更换五百千瓦逆变器中全部的组件，这样才可以使新组件进行高效的发电，三十千瓦逆变器一般包含两种MMP，通常只要更换十五千瓦的组件。可见使用组串式的逆变器对于系统扩展来说具有明显优势，进而提高发电的效率。
(2)一般集中式的逆变器功率密度比较高，在散热系统方面也有较高要求，相对来说故障发生率也比较高。如果组串式的逆变器功率密度比较低，其故障发生率也就会比较低。同时，为更好的降低故障发生效力，可以将故障发生率较高的通讯柜、汇流箱与直流柜等设备减少，这样也可以提高系统可靠性。
(3)该种逆变器可以有效降低光伏电站发生故障的面积，现在许多大型集中的逆变器单体容量比较大，例如一台五百千瓦逆变器出现故障，就会导致五百千瓦的发电系统不能发电，进而导致巨大损失。而使用组串式的逆变器之后，一台三百千瓦的逆变器出现故障，就只会导致三十千瓦系统不能发电，这在一定程度上使得发电企业损失降低，并有效保证整个发电系统发电的效率。
(4)同时不需要增设排风的设备，而且耗电量比较低，在一定程度上节省了电费的支出。
(5)当组串式逆变器出现故障时，比较容易实施维修，而且在维修人员技能方面要求不高，可以迅速将故障进行处理。一般情况下，组串式逆变器更换过程中只需要两个小时左右。但是集中式逆变器则需要一些专业维修工作人员来进行维修，一些配件必须制造厂供应，且维修起来需要大概两到十天，只要某一台设备不能运营，就会使得发电量受到较大影响[3]。
3.组串式的逆变器在大型并网电站中应用经济的可行性
在实际应用过程中，组串式的逆变器体系系统效率一般在百分之八十二，也就是假设国内西部某发电站使用集中式的逆变器是10MW，且光伏的电站每年的发电量是一千四百万千瓦时，如果选择组串式的逆变器每年则可以多发五十三千瓦时的电量。根据电价零点九元每千瓦时来计算，年收入则增加了四十七点七万元左右，如果运营二十五年就可以增加一千一百九十二点五万元的收入。
综上所述，组串式的逆变器组成逆变体系在初期设备中投入比较高，就系统长期运营与投入成本来看，其总成本比较低，回报率却比较高。现在我国大部分电站使用的是集中式的逆变器，但是在全球的市场，则是广泛使用组串式的逆变器，可见在未来发展中，大型并网的电站中将会普遍应用组串式的逆变器，这也是今后发展的必然趋势。
【参考文献】
[1]阎浩耘.多组串逆变器在大型并网电站中的应用[J].企业技术开发，2013，34(09)：26-27.
[2]张密，居秀丽，何国庆.电网阻抗对大型并网光伏系统稳定性影响分析[J].中国电机工程学报，2013，45(34)：34-40.
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