集中式和组串式逆变器方案对比.docx
- 文档编号:26981566
- 上传时间:2023-06-24
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:519.18KB
集中式和组串式逆变器方案对比.docx
《集中式和组串式逆变器方案对比.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《集中式和组串式逆变器方案对比.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
集中式和组串式逆变器方案对比
集中式和组串式逆变器方案对比
1.方案介绍
内部集成
兆瓦级箱式逆变站解决方案:
1MV单元采用一台兆瓦级箱式逆变站,
2台500kW併网逆变器(集成直流配电柜)、交流配电箱等设备,该箱式逆变站箱
体防护等级可达IP54,可直接室外安装,无需建造逆变器室土建房
兆瓦级箱式逆变站解决方案
集中式解决方案:
1MV单元需建设逆变器室,内置2台500kW并网逆变器(集成直
流配电柜)、1台通讯柜等设备。
现场需要建造逆变器土建房组串式解决方案:
1MV单元采用40台28kW组串式并网逆变器,组串式逆变器防护等级IP65,可安装在组件支架背后。
iL朴
盅出材.".'I
世纪新能源网
2.方案对比
2.1投资成本对比
组串式解决方案:
单位
数审
曲梢1万元)
0汇1交湍■「斋箱
曽
5
0i45X5^X25
阴画组串式谨变养
40
1.LL1.11.L-
霞鏡组升压变压器
台
1
怡
pvfi^iJE.交瘵践绩
1
15
合计
y&.sb
■世?
WAT
■
集中式解决方案:
单奋
价格(万元1
16汇】直流汇盜箝
14
0,3X14=4,2
E03kWA伏井网逆变器
台
15>:
2-30
PV直流线锁、交療找绩
套
1
15
怨分裂升珏变压詈
台
1
20
土蔻.
1
8
Alt
77.2
世圮新能源网
WvrIIIU-rMT^-L3
V/A"Ar,Nr€21 兆瓦级箱式逆变站解决方案: 单桩 宜氓汇说箱16*匚1 11 0. 沐瓦级靠比迴变詁 1 戏分裂升医芟压器 台 1 20 PV■流践駆交捺践㈱ 1 15 土建 套 1 2 79.2 世纪新能遞网 诃丹此,ft怎呈1cann 备注: 以上价格来源于各设备厂商及系统集成商,此报价仅供参考。 设备数量均 按照1MV单元计算。 2.2可靠性对比 (1)元器件对比 集中式解决方案: 1MV配置2台集中式并网逆变器,单台设备采用单级拓扑设计,共用功率模块6个,2台并网逆变器共12个。 单兆瓦配置设备少、总器件数少,发电单元更加可靠。 另外,集中式逆变器采用金属薄膜电容,MTBF超过10万小时,保证25年无需更换。 组串式解决方案: 1MW配置40台组串式并网逆变器,单台设备采用双级拓扑设计,共用功率模块12个,40台并网逆变器共480个。 功率器件电气间隙小,不适合高海拔地区。 组串式逆变器采用户外安装,风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化; 且单兆瓦配置设备数量多、总器件数多,可靠性低;采用铝电解电容,MTBF仅为 数千个小时,且故障后无法现场更换。 (2)应用业绩对比 集中式解决方案: 集中式并网逆变器在大型地面电站中应用广泛,国内目前99% 的光伏电站均采用该类型并网逆变器,市场占有率高,认可度高。 组串式解决方案: 组串式并网逆变器在大型地面电站中的应用极少,国内目前只 在青海格尔木有4MW勺运行业绩,市场占有率低,认可度低。 根据全球最权威的光伏逆变器行业研究机构IHS截至2013年12月的统计,容量 在5MW以上的光伏电站中,全球约2%勺电站采用了组串式方案接入。 各代表区域 市场里面,比例最高的德国市场,采用组串式方案的比例为12%近年市场容量排名第一第二的中国和美国市场,采用组串式方案很低,比例不到1% (3)谐波及环流问题 集中式解决方案: IMWfe站仅需2台并网逆变器,接入双分裂变压器,交流侧无需汇流设备,完全不用考虑环流问题和谐波叠加问题,更加可靠。 组串式解决方案: 1MV多达40台组串式并网逆变器,单台设备在额定功率下的谐波含量远高于集中式逆变器,且40台逆变器并联后,会在并网点造成谐波叠加问题,而且较难抑制。 另外,因交流输出侧采用双绕组变压器,多台设备间的环流问题严重。 单台设备额定功率下的谐波电流对比(数据来源于CQC佥测报告) (4)MPPT艮踪技术 集中式解决方案: 集中式并网逆变器采用单路MPPT跟踪技术,单级拓扑,无BOO ST电路,完全适用于大型地面电站无遮挡的环境中,可靠性更高。 组串式解决方案: 组串式并网逆变器采用多路MPPT跟踪技术,双级拓扑,配备B OOST升压电路,主要针对分布式及小型电站设计,而大型地面电站因其组件种类 单一、朝向角度一致、无局部遮挡,无需配置多路MPP■逆变器。 (5)故障设备数量 假设组串式逆变器故障率为1%集中式故障率2%电站容量按照100MV计算。 集中式解决方案: 100MW共需200台集中式并网逆变器,按照故障率2%+算,故障设备为4台,按照每台更换一半元器件的极端情况考虑,共需要花费V30万。 组串式解决方案: 100MW共需4000台组串式并网逆变器,按照故障率19计算,故障数量为40台,按照组串式整机更换的维护理念,共需人工更换逆变器40次, 共需花费61.6万元。 2.3设备性能对比 (1)逆变器效率对比 为什么组串式并网逆变器的效率相比集中式低呢? 原因主要在于常见的组串式并网逆变器米用DC-DC-A(双级拓扑,而集中式逆变器米用DC-AC单级拓扑,正是因为多一级直流升压电路从而导致逆变器整机效率下降,通常单级变换要比两级变换效率高0.4%以上,而组串式逆变器厂家对外宣称的效率通常是在高直流输入电压下测得,相当于关闭DC-DC逆变电路,但实际应用中母线电压不可能时刻保持在高电压下,所以组串式逆变器宣称效率远低于实际效率。 按照100MW电站(以西北各省平均日照小时数均在3000小时以上,折算成峰值日照小时数约为1650小时),参考当前电网电价0.95元/度,则25年可增加发电收入为1650(万元)。 100(MW/X1650(小时)X25(年)X0.95(元/度)X0.4%=1568(万元) (2)功能对比 集中式并网逆变器具备更加全面的功能,例如夜间无功补偿(SVG、零电压穿越、无功调节、功率因数校正等,适应多种电网环境及大型地面电站的技术要求,同时能够响应电网的各种调度指令。 组串式并网逆变器因针对分布式电站和小型地面电站设计,其单体功率小,应用在大型地面电站中则需要的设备总数巨大,单台逆变器虽可以实现零电压穿越功能,但多机并联时,零电压穿越、无功调节、有功调节等功能实现较难。 多台设备是否能够同时应对电网的各种故障,还有待实践考验。 (3)拓扑对比 集中式并网逆变器采用单级拓扑,功率器件少、控制系统简单,技术成熟,大规模应用在大功率并网逆变产品中。 组串式并网逆变器采用两级拓扑,功率器件多、控制系统复杂、驱动繁琐,主要应用在中小功率逆变器中。 单级vs双级: 内容 单级拓扌卜 两级拓扑 拓扑團 I1<3- ■.■ *L: 1fZU 1令“肃塔“* 拓扑复杂度 复杂,増加越BT、电感、二极管等多个器件 控制复杂度 简单 宾杂』扌蛊! 1并网的同时协调前级升压 可翁性 高』简M稳定 低,器件故障率增加、控制稳定性降低 转换效率 高,损耗更小 低,损耗大〃效率损失严重 应用场合 针对中大功率彩理并网逆变器 适用商月屋顶的小功率逆变器」不宜使用在大型地面邨占 世£已新能源网 丼、7快.NG21,cor: 组串式拓扑vs集中式拓扑: 内容 组串式样网逆姿器 集中式并网逆变器 输入断路器 无输入断踣器(breaker),仅配备有直流开关(switch),在逆变器出现过热"短路等严重故障时无;去保护 S-10踣200A直谎断轄器或2路630A直流断路器可选,断路器具有热脱扣和磁脱扣两种分断保护功能,能旬班故障发生时自动切断电路 DC-DC电路 有 无 犯TT跟踪策略 多路柢TT跟踪策略 单踣mppt跟踪策略 磁技术 L吐滤滋,高频餓止性好 输出断路器 无输出断路器,无保护助能 1260A交流断路器育的多在故障发宦时可龍动作,保护线路上的设备免収损害 世纪新能源网 ■,^ww,NG2ircorri (4)过载能力对比 集中式并网逆变器过载能力高达120%能够匹配更大容量的光伏阵列,在光照条件良好的情况为用户带来更多的收益。 组串式并网逆变器过载能力仅为110%因组串式逆变器受到防护等级的限制,在设计时需将散热部分和发热元件采用单独封装的方式分开,冷空气无法直接经过主要发热元件,造成散热效率较低,所以过载能力受限。 2.4可维护性对比 集中式并网逆变器采用模块化前维护设计,控制系统、散热风机、功率模块等均采用模块化设计,待专业的售后服务人员定位故障后,可在20分钟内完成更换, 十分方便。 组串式并网逆变器采用直接更换的维护方式,因设备数量较多,现场故障定位较为繁琐,仍然要与逆变器厂家沟通确认;其次逆变器现场应用分散,更换困难,整机更换维护成本高,且需要专门配置备件库房,尤其是在山丘或者站内路况较差的情况,需要人工搬运组串式逆变器,维护时间较长;再有因组串式没有一级汇流设备,如在白天更换无法断开直流侧,存在高电压危险,为保障人员安全只能在夜间进行更换,影响维护效率。 组串式并网逆娈器 集中式打网逆变器1兆瓦级箱式逆娈站 维护方H 宜凄更换 故障主位f嘆块更换F故障卅除 维护特点 坯站需配誥爸用妊变器以S更换 需专业售后股务人员到场^赊故障 维护成本 维护速庭 快 备牛庫房 需要輸刘配笛备件住房 无髯件阵局备件统曲页目地附近的售后服务岡点損供 世纪新能源网 wvvw,: NG21.cor^i 3.对比总结 通过以上的对比说明不难看出组串式逆变器应用在大型地面电站上面存在较大的风险,也会增加相应的投资;而集中式解决方案和兆瓦级箱式逆变站解决方案专门针对大型地面电站,优势非常突出,应用业绩也十分广泛,下面对三种方 案进行系统的对比 对比内容 爼帘式解决方靠 集巾式購决方蒸 谨董站埔决方索 96.as75■元 77.27}元 79.2万元 系镰可靠 器件数■ 4。 台道支器.両扱拓fr>临十功罕隈件.失敦率鬲 LHN2台5G0lrtr迦变塁.草議柘扑.埠个功率橫体,失效率低 国厲仅在育冉格KT■与酬运厅业缆 国内捉有嗾十<;瓦的倒用业继 电走用董 辜台谡良拜柱刍导珂-皆瑕令抽问题.严畫影哺并用点的电afeJ^t 单台设备采用LCL蹄结构・1^7l^2台井网谨变戳,收分裂变压器,甌龍质董鬲 爵FT*即陳 多路區FTOf駡部垃第的环咙.啊討城帝号顶、山地.丘陳 】肿中元欢路MPPT适弔干才型地面电站 设督世能 故障设奋 笙护戒本 逆吏器敌量*也皿台故理台教宅40ft 箱皿处理战本*61.6万元(锻设轴串或年故1«计算・容 AlOOKff) 逆女誥散量,200n做陣台数: 4會放障芒Jf成丰.<3C万 【假址簞中式第敢肾車羽l容ITtoom.描照故障谡■&每台更換一甲郃抖的檬蛛苇况来计S) 单台唆莆虽具方离、低电还京越功屋.恒多台设备并峡会不会驰响该功能的实现.需驟齐戢检墟 设督舉护功豁全更适用干大醛地面电站.设IHB(■少・确从容应对电网苦种故暉 咛圾橫玫MFPT范国氓氏・也冗器件敷吕熠茅,可靠性嗚低,且大型地面电站芳处于尢舄器jg若环悅.务谿WPFT吃用孑大 单扱现武HPPT范81宽・町芥性高 雯全性 无丸宜泥蛀霑器.我障炭議时无比棵护 具有交直恭斷路器・故却状态農生时能牺可靠动作 且養更損,貳护咸丰最高,设釜故童处多.故障罡隹阖难.丙现场地势匱氏更拚过程繁顼 专业售石服舟人员映速响应到场维护,设普韻量很少.樹頊定位直易;樸块牝设计.觅换觅醱很快.維护威康低 世纪新能源岡 .COFT 4.结论 集中式解决方案与兆瓦级箱式逆变站解决方案目前广泛应用在大型地面电中, 此类电站装机容量多在5MW以上,一般处于地广人稀的沙漠、戈壁地带,组件布局朝向一致,极少出现局部遮挡;中压10KV或以上并网,对电能质量和电网调度要求高。 因此要求逆变器输出功率高,可靠性好,设备运行维护快捷方便,电网适应性强,能够从容应对电网可能出现的各种故障。 所以大功率集中式逆变器更加适用于5MW以上的大型地面电站。 组串型式并网逆变器解决方案目前广泛应用在分布式电站和小型电站小型地面电站中,此类电站容量多在5MW以下,常以家用、商用屋顶为组件载体,单个屋顶或单个容量常小于100kW系统能够直接并入低压配电网或供用户直接使用。 分布式发电系统因受到屋顶角度、建筑物阴影、树木阴影等原因的影响,采用具备多路MPP■功能逆变器可灵活配置组件功率和种类,所以组串型逆变器更加适用于5MW以下的小型地面电站和分布式电站中。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 集中 组串式 逆变器 方案 对比
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)