集中式光伏逆變器
什么是集中式光伏逆變器
集中式光伏逆變器是一種將多個太陽能電池板串聯(lián)后輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設備。集中式光伏逆變器可以處理更大的功率，提高光伏發(fā)電的效率和可靠性。集中式光伏逆變器可以減少電網(wǎng)對于光伏系統(tǒng)的負載，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。在未來的光伏系統(tǒng)中，集中式光伏逆變器將會越來越得到廣泛應用和推廣。
在集中式結(jié)構(gòu)中，多塊光伏陣列經(jīng)直流匯流箱接人一臺集中式逆變器，通常由兩臺集中式逆變器連接一臺箱式變壓器來構(gòu)成一個集中式發(fā)電單元。集中式光伏逆變器主流產(chǎn)品的功率等級為500kW~3MW，主要適用于地形和受光條件較好的10MW~1GW 功率等級的大型地面(荒)光伏電站。
集中式光伏逆變器的優(yōu)點
其主要優(yōu)勢有：
一、逆變器數(shù)量相對較少，便于管理。
二、逆變器的元件數(shù)量較少同等條件下可靠性相對較高。
三、諧波含量較少，直流分量較小電能質(zhì)量較高。
四、集成程度較高，功能密度大但成本耗費較小。
五、逆變器各部分保護機制較高，電站整體的安全性較高。
六、具有功率因素調(diào)節(jié)功能和低電壓穿越功能，電網(wǎng)具有很好的調(diào)節(jié)性。
集中式光伏逆變器的缺點
其主要有:
一、直流匯流箱的故障率較高，影響整個系統(tǒng)的順利運行。
二、集中式逆變器MPPT 電壓范圍較窄，一般為 420至820V 之間，組件配置靈活度低，在雨天或陰天較多的地區(qū)，發(fā)電時間將會被大幅度的縮減。
三、逆變器在安裝過程中機房的部署較為復雜，需要使用專用的設備和機房。
四、逆變器自身的散熱與機房的通風散熱，系統(tǒng)為輔時程序相對復雜。
五、集中式并網(wǎng)逆變系統(tǒng)無冗余能力，一旦發(fā)生故障將會導致整個系統(tǒng)停止工作。
集中式結(jié)構(gòu)的主要不足在于光伏電池旁路二極管和光伏陣列阻塞二極管(常省略)會增加系統(tǒng)損耗;抗熱斑和抗陰影能力差，單一或有線路的MPPT難以實現(xiàn)良好的最大功率點跟蹤，從而影響系統(tǒng)發(fā)電效率;系統(tǒng)擴展和冗余能力差。
集中式逆變器穩(wěn)定性分析
集中式逆變器在一般情況下都是采用土建房或集裝箱式的機房，這些建筑防護等級為IP54，現(xiàn)實運用中為了保證室內(nèi)溫度采用直通風式進行散熱，實際的防護等級根本達不到有時甚至低于IP44，這種通風方式，難以阻攔風沙、灰塵、腐蝕性等氣體污染逆變器。
我國集中式逆變器的整體管理水平方面，1MW的逆變器運行過程中需要消耗30KW左右的能源，如采用逆變房設計，在機房內(nèi)放置集中式逆變器，相對于組串式而言，室內(nèi)溫度會加速升高，尤其是炎熱的夏天，機房內(nèi)的溫度將會達到 50 度左右，集中式逆變器所處環(huán)境的溫度升高，而溫度過高會導致電子元件的壽命降低，整體系統(tǒng)的運行能力降低，以至于存在炸機的風險。
而且，直接將電子元件與外界環(huán)境接觸，塵埃、灰塵等會掉落在逆變器的電路板上，不斷的積累會縮小爬電之間的距離，產(chǎn)生漏電，起火等安全事故的發(fā)生。如果電子元件中存在濕塵就會造成腐蝕、漏電，導致電壓不穩(wěn)定或高壓拉弧打火，甚至會造成電網(wǎng) PE 短路的情況，引起逆變器工作異常甚至發(fā)生起火現(xiàn)象。除此以外，逆變器的損耗率較高，其使用時間一般維持在5到8年左右。
在我國的西北部地區(qū)，一般都是在戈壁灘上建設電站，其是非常典型的鹽堿地，大量的鹽離子聚集在回程之中，電站在 24小時輪流交替的工作中，很容易腐蝕電子元件，導致西北地區(qū)的漏電流明顯高于其他地區(qū)
集中式逆變器安全性分析
在集中式逆變器中，直流側(cè)需要經(jīng)過長距離的匯流柜進行傳輸，匯入大型的逆變器直流側(cè)然后才能輸出交流電，這種方式下，直流側(cè)的直流電比較容易產(chǎn)生故障，在大型設備中，不論是直流側(cè)還是交流側(cè)都容易導致故障。交流側(cè)在產(chǎn)生電路故障時，主要是依靠電網(wǎng)提供能量且能量超大，但電路中的保護設備可以及時產(chǎn)生保護機制，如跳脫、切斷短路路徑等，確保整體沒備的安全。而直流側(cè)短路后，故障電路的電流量小，而保護設備具有一定的降流功能，斷路器不能在短時間內(nèi)切斷短路路徑，在運行過程中容易出現(xiàn)絕緣老化等問題，以至于產(chǎn)生火災。在制造集中式逆變器過程中，一些廠家為了提高自身利益，在集中式逆變器直流側(cè)中采用交流斷路器，會給系統(tǒng)的使用帶來較大的安全隱患。