光伏逆變器如何設置 光伏係統優化設置

光伏逆變器如何設置 光伏係統優化設置
常見的太陽能光伏發電係統的並網方案，根據太陽能電池方陣的工作電壓可以分為低壓並網係統和高壓並網係統。低壓並網係統常由3～5塊光伏電池組件串聯組成，直流電壓小於120V。
這種方式的優點是每一串光伏電池組件串聯較少，對太陽陰影的耐受性比較強；缺點是直流側電流較大，在設計中需要選用大截麵的直流電纜。高壓並網係統常用於太陽能電池方陣的額定功率較大的係統，組件串聯的數量較多，直流電壓比較高，該方式的缺點是對太陽陰影的耐受性比較小；優點是高電壓，低電流，使用的電纜的線徑較小，和逆變器的匹配更佳，使得逆變器的轉換效率更高，目前大型的光伏發電係統多采用高壓係統。
目前，太陽能光伏發電係統的設計容量可以從幾千瓦到幾百千瓦，甚至上兆瓦，由於國內的光伏發電與建築結合的形式各種各樣，設備的選型需根據太陽能電池方陣安裝的實際情況（如組件規格、安裝朝向等）進行優化設計，太陽能光伏發電並網係統中的並網逆變器設置方式分為：集中式、主從式、分布式和組串式。
1集中式
集中式並網方式適合於安裝朝向相同且規格相同的太陽能電池方陣，在電氣設計時，采用單台逆變器實現集中並網發電方案如圖1所示。

對於大型並網光伏係統，如果太陽能電池方陣安裝的朝向、傾角和陰影等情況基本相同，通常采用大型的集中式三相逆變器。
該方式的主要優點是：整體結構中使用光伏並網逆變器較少，安裝施工較簡單；使用的集中式逆變器功率大，效率較高，通常大型集中式逆變器的效率比分布式逆變器要高大約2%左右，對於9.3MWp光伏發達係統而言，因為使用的逆變器台數較少，初始成本比較低；並網接入點較少，輸出電能質量較高。該方式的主要缺點是一旦並網逆變器故障，將造成大麵積的太陽能光伏發電係統停用。
集中逆變一般用於大型光伏發電站（>10kW）的係統中，很多並行的光伏電池組串被連到同一台集中逆變器的直流輸入端，一般功率大的使用三相IGBT功率模塊，功率較小的使用場效應晶體管，同時使用DSP來改善所產出電能的質量，使它非常接近於正弦波電流。
最大特點是係統的功率高，成本低。但受光伏電池組串匹配和部分遮影的影響，導致整個光伏係統的效率不高。同時整個光伏係統的發電可靠性受某一光伏電池單元組工作狀態不良的影響。最新的研究方向是運用空間矢量的調製控製，以及開發新的逆變器的拓撲連接，以獲得部分負載情況下的高的效率。
在SolarMax(索瑞·麥克)集中逆變器上，可以附加一個光伏電池陣列的接口箱，對每一串的光伏電池組串進行監控，如其中有一組光伏電池組串工作不正常，係統將會把這一信息傳到遠程控製器上，同時可以通過遠程控製將這一串光伏電池停止工作，從而不會因為一串光伏電池串的故障而降低和影響整個光伏係統的工作和能量產出。
2主從式
對於大型的光伏發電係統可采用主從結構，主從結構其實也是集中式的一種，該結構的主要特點是采用2～3個集中式逆變器，總功率被幾個逆變器均分。在輻射較低的時候，隻有一個逆變器工作，以提高逆變器在太陽能電池方陣輸出低功率時候的工作效率；在太陽輻射升高，太陽能電池方陣輸出功率增加到超過一台逆變器的容量時，另一台逆變器自動投入運行。

為了保證逆變器的運行時間均等，主從逆變器可以自動的輪換主從的配置。主從式並網發電原理如圖2所示。主從結構的初始成本會比較高，但可提高光伏發電係統逆變器運行時的效率，對於大型的光伏係統，效率的提高能夠產生較大的經濟效益。
3分布式
分布式並網發電方式適合於在安裝不同朝向或不同規格的太陽能電池方陣，在電氣設計時，可將同一朝向且規格相同的太陽能電池方陣通過單台逆變器集中並網發電，大型的分布式係統主要是針對太陽能電池方陣朝向、傾角和太陽陰影不盡相同的情況使用的。

分布式係統將相同朝向，傾角以及無陰影的光伏電池組件串成一串，由一串或者幾串構成一個太陽能電池子方陣，安裝一台並網逆變器與之匹配。分布式並網發電原理如圖3所示。這種情況下可以省略彙線盒，降低成本；還可以對並網光伏發電係統進行分片的維修，減少維修時的發電損失。

分布式並網發電的主要缺點是：對於大中型的上百千瓦甚至兆瓦級的光伏發電係統，需要使用多台並網逆變器，初始的逆變器成本可能會比較高；因為使用的逆變器台數較多，逆變器的交流側和公用電網的接入點也較多，需要在光伏發電係統的交流側將逆變器的輸出並行連接，對電網質量有一定影響。
4組串式
光伏並網組串逆變器是將每個光伏電池組件與一個逆變器相連，同時每個光伏電池組件有一個單獨的最大功率峰值跟蹤，這樣光伏電池組件與逆變器的配合更好。組串逆變器已成為現在國際市場上最流行的逆變器，組串逆變器是基於模塊化概念基礎上的，每個光伏組串（1kW～5kW）通過一個逆變器，在直流端具有最大功率峰值跟蹤，在交流端並聯並網。許多大型光伏閥電廠使用組串逆變器，優點是不受光伏電池組串間差異和遮影的影響。
在組串間引入“主-從”概念，使得係統在單串電能不能使單個逆變器工作的情況下，將幾組光伏電池組串聯係在一起，讓其中一個或幾個工作，從而產出更多的電能。最新的概念為幾個逆變器相互組成一個“團隊”來代替“主-從”概念，使得係統的可靠性又進了一步。目前，無變壓器式組串逆變器已占了主導地位。
多組串逆變是取了集中逆變和組串逆變的優點，避免了其缺點，可應用於幾千瓦的光伏發電站。在多組串逆變器中，包含了不同的單獨功率峰值跟蹤DC/DC變換器，DC/DC變換器的輸出通過一個普通的逆變器轉換成交流電與電網並聯。由於是在交流處並聯，這就增加了交流側的連線的複雜性，維護困難。
另需要解決的是怎樣更有效的與電網並網，簡單的辦法是直接通過普通的交流開關進行並網，這樣就可以減少成本和設備的安裝，但往往各地的電網的安全標準也許不允許這樣做。另一和安全有關的因素是是否需要使用隔離變壓器（高頻或低頻），或允許使用無變壓器式的逆變器。
光伏組串的不同額定值（如：不同的額定功率、每組串不同的組件數、組件的不同的生產廠家等）、不同的尺寸或不同技術的光伏組件、不同方向的組串（如：東、南和西）、不同的傾角或遮影，都可以被連在一個共同的逆變器上，同時每一組串都工作在它們各自的最大功率峰值上。同時，直流電纜的長度減少、將組串間的遮影影響和由於組串間的差異而引起的損失減到最小