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一、組串式逆變器的定義

早期的光伏電池板價格很高，光伏電站的功率都不大，幾塊電池板組成一個組串，功率為幾百瓦到上千瓦，接入小功率單相逆變器，這種逆變器稱為組串式逆變器。

經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)在的組串型逆變器指的是能夠直接跟組串連接，用于室外掛式安裝的單相或者三相輸出逆變器，功率為幾千瓦到幾十千瓦。它形成了一些固定的特性：防護(hù)等級高，多為IP65，能夠直接在室外安裝；直流輸入為光伏專用的MC4防水端子，能夠直接與電池板相連，不需要經(jīng)過直流匯流箱；輸出電壓范圍寬，輸出交流相電壓多為180~280V之間，能夠直接接入本地單相或者三相電網(wǎng)；MPPT路數(shù)通常為2個或者3個，MPPT控制更精細(xì)，效率高，設(shè)計靈活，能夠適應(yīng)各種不同應(yīng)用場景如地面電站，山地，樓面等環(huán)境的需求。

二、并網(wǎng)光伏逆變器的發(fā)展歷程

并網(wǎng)光伏逆變器的發(fā)展是和光伏電池板及光伏電站的發(fā)展緊密相連的，逆變器的功率完全是由光伏電站設(shè)計的需求決定的。德國的SMA是逆變器的代表公司，從它的產(chǎn)品發(fā)展歷史可以反映出光伏逆變器發(fā)展歷程：

1991年，推出第一臺光伏逆變器產(chǎn)品，室內(nèi)安裝，有LCD顯示，能與計算機(jī)通信；

1995年，推出組串式逆變器Sunny Boy產(chǎn)品，室外安裝；

2002年，推出集中式逆變器Sunny Central產(chǎn)品，功率100kW；

2006年，推出組串式逆變器Sunny Mini Central系列產(chǎn)品，效率達(dá)到98%，廣泛用于歐洲的地面電站；

2009年，推出大功率集中式逆變器Sunny Central系列產(chǎn)品，功率達(dá)到500kW；

2010年，推出三相組串式逆變器Tripower系列產(chǎn)品，最大功率17Kw，

從SMA的產(chǎn)品發(fā)展歷史我們可以看到光伏逆變器發(fā)展的幾個階段：

1）組串式逆變器是最早出現(xiàn)的逆變器，幾乎是伴隨著光伏電站發(fā)展的歷史發(fā)展起來的。SMA的組串式產(chǎn)品從1995年開始面世，當(dāng)時的光伏電站容量很小，多為1~2kW左右；

2）隨著光伏電池板的發(fā)展，光伏電站容量越來越大，2002年SMA推出了集中式逆變器，但功率并不大，僅為100kW左右；

3）2006年，電站容量進(jìn)一步變大，SMA推出的SMC（Sunny Mini Central）系列產(chǎn)品由于效率高，室外防護(hù)，安裝方便，在屋頂電站及地面電站中都占據(jù)了相當(dāng)大的市場份額。2008年隨著德國的并網(wǎng)法規(guī)越來越完善，歐洲各國的補(bǔ)貼政策陸續(xù)出臺，光伏電站在歐洲蓬勃發(fā)展，此時由于大功率的集中式逆變器不多，SMC系列產(chǎn)品用三臺單相機(jī)外加控制器組成的三相系統(tǒng)成為地面電站配置的主流，組串式逆變器開始廣泛應(yīng)用于大型的地面電站；

4）由于組串式逆變器價格較高，SMA 2009年推出大功率的集中式逆變器產(chǎn)品，滿足大型的地面電站的要求。但同樣是2009年，Danfoss推出了10~15kW三相組串式系列產(chǎn)品，由于MPPT數(shù)量多，防護(hù)等級高，設(shè)計更加靈活，安裝維護(hù)方便，受到市場追捧，廣泛用于大型地面電站中。2010年SMA推出的三相組串式產(chǎn)品STP系列迅速成為其主力發(fā)貨產(chǎn)品，在歐洲廣受歡迎。此后在歐洲的大型地面電站中，集中式逆變器由于成本上占有優(yōu)勢而應(yīng)用較多，但組串式逆變器也占有一定的市場份額；

5）自2013年以來，組串式逆變器由于競爭激烈，價格下降很快，采用用組串式逆變器方案的地面電站系統(tǒng)成本正在逐步接近采用集中式逆變器方案的電站。國際咨詢公司IHS在2014年4月發(fā)布了一個重要的調(diào)查結(jié)果：通過對300家太陽能安裝商、經(jīng)銷商及設(shè)計、采購和施工（EPC）公司調(diào)查的結(jié)果表明，在規(guī)模超過1MW的大型光伏發(fā)電站中，組串式逆變器 <http://guangfu.bjx.com.cn/zt.asp?topic=組串式逆變器>的接受程度越來越高。根據(jù)IHS調(diào)查，40%的逆變器買家目前考慮組串式逆變器而非集中式逆變器，由于它們可以提供更好的靈活性，并減少電力損失。IHS資深光伏市場分析師科馬克。吉利根（CormacGilligan）表示：“該調(diào)查證實(shí)，過去一年大型系統(tǒng)對組串式逆變器的接受不斷增加，反映出IHS預(yù)期的這些產(chǎn)品將在幾個關(guān)鍵光伏市場獲得份額。大型系統(tǒng)中太陽能買家越來越偏愛組串式逆變器而非中央逆變器最常見的原因是，更好的系統(tǒng)設(shè)計靈活性、故障情況下最小的損失以及較低的壽命系統(tǒng)成本。”

從逆變器發(fā)展的歷史中可以看到，組串式逆變器在歐洲用于大型地面電站的歷史比集中式逆變器更久，技術(shù)也非常成熟。國內(nèi)的華為，陽光等逆變器廠商的組串式產(chǎn)品也已廣泛用于國內(nèi)外的地面電站中。在2014年的慕尼黑的intersolar論壇上，資深的光伏從業(yè)人士Manfred Bachler（曾是全球最大的EPC廠商Phoenix solar的首席技術(shù)官）就提出了用組串式逆變器改造現(xiàn)存的集中式逆變器的方案，給出的結(jié)論是5~6年可以收回改造的成本，主要的原因是因?yàn)榧惺侥孀兤骶S護(hù)麻煩，可用性差，僅僅在可用度方面就比組串式逆變器差6%。

三、關(guān)于組串式逆變器的認(rèn)識誤區(qū)

在我國，光伏電站從2010年開始批量建設(shè)，此時國內(nèi)組串式逆變器供應(yīng)商少且技術(shù)不成熟，而國外的產(chǎn)品價格很高，在大型地面電站中使用組串式逆變器方案系統(tǒng)成本遠(yuǎn)高于使用集中式逆變器的方案，這就使得集中式逆變器成為地面電站的首選，從而造成了集中式逆變器在我國的地面電站中占據(jù)了絕對的統(tǒng)治地位。廣大的光伏從業(yè)者由于對組串式逆變器不熟悉，還存在著認(rèn)識上的誤區(qū)，主要有以下幾點(diǎn)：

1）誤區(qū)一，地面電站中組串式逆變器機(jī)器數(shù)量多，維護(hù)比集中式更復(fù)雜更難

這種觀點(diǎn)其實(shí)是對集中式和組串式維護(hù)方式不了解導(dǎo)致。組串式逆變器的維護(hù)一般是由電站運(yùn)維人員直接整機(jī)更換，對技能要求低；而集中式的維護(hù)則是必須由廠家技術(shù)人員到現(xiàn)場，對技能要求非常高。組串式的這種維護(hù)方式優(yōu)勢非常明顯，特別是在偏遠(yuǎn)的地區(qū)或者海外。一個明顯的事實(shí)可以證明：負(fù)責(zé)任的逆變器的廠商，很少敢把集中式逆變器賣到國外，但幾乎所有廠商，都敢把組串式逆變器賣到國外。原因很清楚，國外的維護(hù)成本太高，維護(hù)人員出去費(fèi)用昂貴。備件也是一個問題，放在當(dāng)?shù)夭缓帽９?，隨身攜帶也不可行，到了現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)備件不合適還得從國內(nèi)重新發(fā)，不僅耽誤時間，還可能引發(fā)電站業(yè)主的索賠，這都將成為逆變器廠商的噩夢。如果客戶要跟逆變器廠商簽20年的維保合同，那對逆變器廠商而言恐怕不是什么好事：長達(dá)20年維保周期里集中式逆變器出問題的概率是100%，出了問題維護(hù)幾次就把賣設(shè)備掙的錢給賠進(jìn)去了。這也解釋了為什么各國集中式逆變器的供應(yīng)商幾乎全是本土廠商的原因，一方面是本土廠商更熟悉本國的市場，另一方面就是國外廠商服務(wù)難以保證。

從故障對電站的影響看，組串式逆變器也占有明顯優(yōu)勢：假設(shè)組串式逆變器和集中式逆變器的年故障率都是1%，1MW電站有2臺集中式逆變器，40臺組串式逆變器，按照組串式逆變器平均修復(fù)時間為2小時，集中式為12小時計算（考慮到各廠家響應(yīng)時間不一樣，集中式的實(shí)際修復(fù)時間可能還要長很多），組串式逆變器故障造成的發(fā)電量損失只有集中式的1/6，如下表所示，這其中的根本原因還是維護(hù)方式的差異。

部件設(shè)計使用壽命（年）年故障率 （%）平均故障修復(fù)時間（分鐘）單位功率 （W）1MW數(shù)量 （臺）年故障導(dǎo)致的發(fā)電損失（kWh）

組串式逆變器 201.000250004020

集中式逆變器 201.00r05000002120