組串式逆變器在大型并網電站中應用的經濟可行性
【摘要】在光伏行業不斷發展的背景下，發電站施工進度與效率逐漸受到普遍關注。本文就我國組串式逆變器在大型并網電站中應用的現狀與問題進行分析，探討組串式和集中式逆變器系統的投資和收益，同時分析組串式逆變器在大型并網電站中應用的經濟可行性，促進光伏發電中穩定、可持續的發展。
【關鍵詞】組串式逆變器;大型并網電站;經濟可行性
就目前而言，太陽能就是可持續利用與儲量豐富的資源，還沒有污染，對于能源與環境問題解決來說，發揮著不可替代的作用，在科學與經濟不斷發展的時代，太陽能發電將是必然選擇。其中逆變器對于整個發電體系至關重要，而且通過逆變器可以把直流電變化為交流電。
1.我國光伏并網的逆變器應用現狀與問題
在我國光伏行業飛速發展的基礎上，其中光伏并網的逆變器也取得一定成績，具體包含多組串類并網的逆變器、微網的逆變器、較小型并網的逆變器以及集中類并網的逆變器。而目前普遍應用于大型的并網集中式逆變器因為容量限制，需要裝置直流柜與匯流箱設備，經過兩次匯流造成組件匹配性無法提高，各塊組件差異性會使匯流過程因為木桶效應而受到影響，導致整個系統的效率降低，單單雨水灰塵影響，損失就會達到百分之八，且串聯并聯也會達到百分之二的損失，因此目前首要任務就是考慮二者損失的有效解決策略。
就當下發電站發展來看，直流功率的調節器比較常用，其能夠在接線盒的附近連接組件，即便這樣也無法節省直流柜與匯流箱。而微網的逆變器也就順應產生，也就是連接每一塊組件以后，就會將直流電逆變成交流電，也就可以并接起來使用。該方案最終目的就是為了避免以上二者帶來的損失，但是因為微網的逆變器中效率比較低，加之價格比較昂貴，因此，在發電站比較常用多組串并網的逆變器，同時在各個支架的方陣中裝置多組串并網的逆變器，通常運用兩個以上組串來與并網的逆變器進行連接。當多個并網的逆變器并聯輸出后，再通過升壓的變壓器將電壓升高。該解決方式可以有效的把分站房、直流柜與匯流箱省去，使得系統效率與施工進度得以提升[1]。
此外，當下我國許多逆變器生產公司逐漸生產出多組串并網的逆變器，這也證明逆變器技術基本成熟。而且不少大型光伏的并網電站體系設計經驗逐漸豐富，基本具有可實施的條件。只是多組串并網的逆變器比較廣泛應用在BIPV與小型電站中，而大型并網體系中則比較缺乏多組串并網的逆變器，沒有充足的經驗作為支持。按照多組串并網的逆變器特性與參數，在大型并網的電站中應用起來仍然具備很多優勢，其中逆變器參數說明從表一與表二中可以看出。
2.集中式與組串式逆變器的系統收益與投資對比
2.1組串式的逆變器發電收益比較高
(1)該種逆變器比較適合組件衰減有差異的情況，因為晶硅體的組件衰減不一樣，部分組件衰減情況較為嚴重，五年時間系統不一致的可能性幾近百分之八到百分之十。一旦使用集中式的逆變器策略，發電量就會嚴重降低，同時使用組串式的逆變器可以有效控制部分衰減嚴重組件，將發電量損失降低。
(2)這種逆變器還有節省直流柜與匯流箱，其組串直接與逆變器連接，這樣直流回路線損就可以降低，在一定程度上提高發電效率[2]。
2.2組串式的逆變器運營成本比較低
(1)該逆變器比較容易適應光伏組件中單體功率持續增長趨勢，這樣可以方便組件的更換，提高發電效率。如果組件出現故障，可以在規定范圍內對組件進行高效更換，在一定程度上提高發電的效率。一般都是使用多晶硅的組件，這種組件的功率從過去兩百三十Wp增加到目前的兩百五十五Wp。因為組串木桶效應，在將單個兩百三十五Wp組件更換成兩百五十五Wp組件過程中，更換的新組件功率會因為舊組件而受到限制，也就需要更換五百千瓦逆變器中全部的組件，這樣才可以使新組件進行高效的發電，三十千瓦逆變器一般包含兩種MMP，通常只要更換十五千瓦的組件�？梢娛褂媒M串式的逆變器對于系統擴展來說具有明顯優勢，進而提高發電的效率。
(2)一般集中式的逆變器功率密度比較高，在散熱系統方面也有較高要求，相對來說故障發生率也比較高。如果組串式的逆變器功率密度比較低，其故障發生率也就會比較低。同時，為更好的降低故障發生效力，可以將故障發生率較高的通訊柜、匯流箱與直流柜等設備減少，這樣也可以提高系統可靠性。
(3)該種逆變器可以有效降低光伏電站發生故障的面積，現在許多大型集中的逆變器單體容量比較大，例如一臺五百千瓦逆變器出現故障，就會導致五百千瓦的發電系統不能發電，進而導致巨大損失。而使用組串式的逆變器之后，一臺三百千瓦的逆變器出現故障，就只會導致三十千瓦系統不能發電，這在一定程度上使得發電企業損失降低，并有效保證整個發電系統發電的效率。
(4)同時不需要增設排風的設備，而且耗電量比較低，在一定程度上節省了電費的支出。
(5)當組串式逆變器出現故障時，比較容易實施維修，而且在維修人員技能方面要求不高，可以迅速將故障進行處理。一般情況下，組串式逆變器更換過程中只需要兩個小時左右。但是集中式逆變器則需要一些專業維修工作人員來進行維修，一些配件必須制造廠供應，且維修起來需要大概兩到十天，只要某一臺設備不能運營，就會使得發電量受到較大影響[3]。
3.組串式的逆變器在大型并網電站中應用經濟的可行性
在實際應用過程中，組串式的逆變器體系系統效率一般在百分之八十二，也就是假設國內西部某發電站使用集中式的逆變器是10MW，且光伏的電站每年的發電量是一千四百萬千瓦時，如果選擇組串式的逆變器每年則可以多發五十三千瓦時的電量。根據電價零點九元每千瓦時來計算，年收入則增加了四十七點七萬元左右，如果運營二十五年就可以增加一千一百九十二點五萬元的收入。
綜上所述，組串式的逆變器組成逆變體系在初期設備中投入比較高，就系統長期運營與投入成本來看，其總成本比較低，回報率卻比較高�，F在我國大部分電站使用的是集中式的逆變器，但是在全球的市場，則是廣泛使用組串式的逆變器，可見在未來發展中，大型并網的電站中將會普遍應用組串式的逆變器，這也是今后發展的必然趨勢。
【參考文獻】
[1]閻浩耘.多組串逆變器在大型并網電站中的應用[J].企業技術開發，2013，34(09)：26-27.
[2]張密，居秀麗，何國慶.電網阻抗對大型并網光伏系統穩定性影響分析[J].中國電機工程學報，2013，45(34)：34-40.
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