集中式光伏逆变器

什么是集中式光伏逆变器

集中式光伏逆变器是一种将多个太阳能电池板串联后输出的直流电转换为交流电的设备。集中式光伏逆变器可以处理更大的功率，提高光伏发电的效率和可靠性。集中式光伏逆变器可以减少电网对于光伏系统的负载，保障电网的稳定性和安全性。在未来的光伏系统中，集中式光伏逆变器将会越来越得到广泛应用和推广。

在集中式结构中，多块光伏阵列经直流汇流箱接人一台集中式逆变器，通常由两台集中式逆变器连接一台箱式变压器来构成一个集中式发电单元。集中式光伏逆变器主流产品的功率等级为500kW~3MW，主要适用于地形和受光条件较好的10MW~1GW 功率等级的大型地面(荒)光伏电站。

集中式光伏逆变器的优点

其主要优势有：

一、逆变器数量相对较少，便于管理。

二、逆变器的元件数量较少同等条件下可靠性相对较高。

三、谐波含量较少，直流分量较小电能质量较高。

四、集成程度较高，功能密度大但成本耗费较小。

五、逆变器各部分保护机制较高，电站整体的安全性较高。

六、具有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网具有很好的调节性。

集中式光伏逆变器的缺点

其主要有:

一、直流汇流箱的故障率较高，影响整个系统的顺利运行。

二、集中式逆变器MPPT 电压范围较窄，一般为 420至820V 之间，组件配置灵活度低，在雨天或阴天较多的地区，发电时间将会被大幅度的缩减。

三、逆变器在安装过程中机房的部署较为复杂，需要使用专用的设备和机房。

四、逆变器自身的散热与机房的通风散热，系统为辅时程序相对复杂。

五、集中式并网逆变系统无冗余能力，一旦发生故障将会导致整个系统停止工作。

集中式结构的主要不足在于光伏电池旁路二极管和光伏阵列阻塞二极管(常省略)会增加系统损耗;抗热斑和抗阴影能力差，单一或有线路的MPPT难以实现良好的最大功率点跟踪，从而影响系统发电效率;系统扩展和冗余能力差。

集中式逆变器稳定性分析

集中式逆变器在一般情况下都是采用土建房或集装箱式的机房，这些建筑防护等级为IP54，现实运用中为了保证室内温度采用直通风式进行散热，实际的防护等级根本达不到有时甚至低于IP44，这种通风方式，难以阻拦风沙、灰尘、腐蚀性等气体污染逆变器。

我国集中式逆变器的整体管理水平方面，1MW的逆变器运行过程中需要消耗30KW左右的能源，如采用逆变房设计，在机房内放置集中式逆变器，相对于组串式而言，室内温度会加速升高，尤其是炎热的夏天，机房内的温度将会达到 50 度左右，集中式逆变器所处环境的温度升高，而温度过高会导致电子元件的寿命降低，整体系统的运行能力降低，以至于存在炸机的风险。

而且，直接将电子元件与外界环境接触，尘埃、灰尘等会掉落在逆变器的电路板上，不断的积累会缩小爬电之间的距离，产生漏电，起火等安全事故的发生。如果电子元件中存在湿尘就会造成腐蚀、漏电，导致电压不稳定或高压拉弧打火，甚至会造成电网 PE 短路的情况，引起逆变器工作异常甚至发生起火现象。除此以外，逆变器的损耗率较高，其使用时间一般维持在5到8年左右。

在我国的西北部地区，一般都是在戈壁滩上建设电站，其是非常典型的盐碱地，大量的盐离子聚集在回程之中，电站在 24小时轮流交替的工作中，很容易腐蚀电子元件，导致西北地区的漏电流明显高于其他地区

集中式逆变器安全性分析

在集中式逆变器中，直流侧需要经过长距离的汇流柜进行传输，汇入大型的逆变器直流侧然后才能输出交流电，这种方式下，直流侧的直流电比较容易产生故障，在大型设备中，不论是直流侧还是交流侧都容易导致故障。交流侧在产生电路故障时，主要是依靠电网提供能量且能量超大，但电路中的保护设备可以及时产生保护机制，如跳脱、切断短路路径等，确保整体没备的安全。而直流侧短路后，故障电路的电流量小，而保护设备具有一定的降流功能，断路器不能在短时间内切断短路路径，在运行过程中容易出现绝缘老化等问题，以至于产生火灾。在制造集中式逆变器过程中，一些厂家为了提高自身利益，在集中式逆变器直流侧中采用交流断路器，会给系统的使用带来较大的安全隐患。