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一、組串式逆變器的定義

早期的光伏電池板價(jià)格很高，光伏電站的功率都不大，幾塊電池板組成一個(gè)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(chēng)為組串式逆變器。

經(jīng)過(guò)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(jí)高，多為IP65，能夠直接在室外安裝；直流輸入為光伏專(zhuān)用的MC4防水端子，能夠直接與電池板相連，不需要經(jīng)過(guò)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(gè)或者3個(gè)，MPPT控制更精細(xì)，效率高，設(shè)計(jì)靈活，能夠適應(yīng)各種不同應(yīng)用場(chǎng)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(jì)的需求決定的。德國(guó)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(tái)光伏逆變器產(chǎn)品，室內(nèi)安裝，有LCD顯示，能與計(jì)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(gè)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(lái)的。SMA的組串式產(chǎn)品從1995年開(kāi)始面世，當(dāng)時(shí)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(lái)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(chǎng)份額。2008年隨著德國(guó)的并網(wǎng)法規(guī)越來(lái)越完善，歐洲各國(guó)的補(bǔ)貼政策陸續(xù)出臺(tái)，光伏電站在歐洲蓬勃發(fā)展，此時(shí)由于大功率的集中式逆變器不多，SMC系列產(chǎn)品用三臺(tái)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(kāi)始廣泛應(yīng)用于大型的地面電站；

4）由于組串式逆變器價(jià)格較高，SMA 2009年推出大功率的集中式逆變器產(chǎn)品，滿(mǎn)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(jí)高，設(shè)計(jì)更加靈活，安裝維護(hù)方便，受到市場(chǎng)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(shì)而應(yīng)用較多，但組串式逆變器也占有一定的市場(chǎng)份額；

5）自2013年以來(lái)，組串式逆變器由于競(jìng)爭(zhēng)激烈，價(jià)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(guó)際咨詢(xún)公司IHS在2014年4月發(fā)布了一個(gè)重要的調(diào)查結(jié)果：通過(guò)對(duì)300家太陽(yáng)能安裝商、經(jīng)銷(xiāo)商及設(shè)計(jì)、采購(gòu)和施工（EPC）公司調(diào)查的結(jié)果表明，在規(guī)模超過(guò)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(lái)越高。根據(jù)IHS調(diào)查，40%的逆變器買(mǎi)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(chǎng)分析師科馬克。吉利根（CormacGilligan）表示：“該調(diào)查證實(shí)，過(guò)去一年大型系統(tǒng)對(duì)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(gè)關(guān)鍵光伏市場(chǎng)獲得份額。大型系統(tǒng)中太陽(yáng)能買(mǎi)家越來(lái)越偏愛(ài)組串式逆變器而非中央逆變器最常見(jiàn)的原因是，更好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)的華為，陽(yáng)光等逆變器廠商的組串式產(chǎn)品也已廣泛用于國(guó)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(shí)誤區(qū)

在我國(guó)，光伏電站從2010年開(kāi)始批量建設(shè)，此時(shí)國(guó)內(nèi)組串式逆變器供應(yīng)商少且技術(shù)不成熟，而國(guó)外的產(chǎn)品價(jià)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(guó)的地面電站中占據(jù)了絕對(duì)的統(tǒng)治地位。廣大的光伏從業(yè)者由于對(duì)組串式逆變器不熟悉，還存在著認(rèn)識(shí)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(duì)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(duì)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(chǎng)，對(duì)技能要求非常高。組串式的這種維護(hù)方式優(yōu)勢(shì)非常明顯，特別是在偏遠(yuǎn)的地區(qū)或者海外。一個(gè)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(mài)到國(guó)外，但幾乎所有廠商，都敢把組串式逆變器賣(mài)到國(guó)外。原因很清楚，國(guó)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(gè)問(wèn)題，放在當(dāng)?shù)夭缓帽９埽S身攜帶也不可行，到了現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)備件不合適還得從國(guó)內(nèi)重新發(fā)，不僅耽誤時(shí)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(mèng)。如果客戶(hù)要跟逆變器廠商簽20年的維保合同，那對(duì)逆變器廠商而言恐怕不是什么好事：長(zhǎng)達(dá)20年維保周期里集中式逆變器出問(wèn)題的概率是100%，出了問(wèn)題維護(hù)幾次就把賣(mài)設(shè)備掙的錢(qián)給賠進(jìn)去了。這也解釋了為什么各國(guó)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(guó)的市場(chǎng)，另一方面就是國(guó)外廠商服務(wù)難以保證。

從故障對(duì)電站的影響看，組串式逆變器也占有明顯優(yōu)勢(shì)：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(tái)集中式逆變器，40臺(tái)組串式逆變器，按照組串式逆變器平均修復(fù)時(shí)間為2小時(shí)，集中式為12小時(shí)計(jì)算（考慮到各廠家響應(yīng)時(shí)間不一樣，集中式的實(shí)際修復(fù)時(shí)間可能還要長(zhǎng)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(jì)使用壽命（年）年故障率 （%）平均故障修復(fù)時(shí)間（分鐘）單位功率 （W）1MW數(shù)量 （臺(tái)）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