光伏逆變器是光伏發電係統兩大主要部件之一（yī），光伏逆變器的核心任務是跟（gēn）蹤（zōng）光（guāng）伏陣列的最大輸出功（gōng）率（lǜ），並將其能量以最小（xiǎo）的（de）變換損耗（hào）、最佳的電能質量饋入電網（wǎng）。

由（yóu）於逆變器是串聯（lián）在光伏方陣和電網之（zhī）間，逆變（biàn）器的選擇將（jiāng）成（chéng）為光伏電站能否長期可靠運行並實現預期（qī）回報的（de）關（guān）鍵，本文提出了“因地製宜，科學設計”——即根據光伏電（diàn）站裝機規模、所處環境和電網接入要求，合理選擇逆變器類型。

1. 光伏電站分類及電站特點 

按照光伏電站安裝環（huán）境的（de）不同，光伏電站一般分為荒（huāng）漠電（diàn）站、屋頂電站和山丘電站三（sān）種。

荒漠電站：利（lì）用廣闊平坦的荒漠地（dì）麵資源開發的光伏電站。該類型電站規模大，一般大於5MW；電站逆變輸出經過（guò）升壓後直（zhí）接饋入110kV、330kV或者更高電壓等級的高壓輸電網；所處環境地勢平坦，光伏組件朝（cháo）向一致，無遮擋。該類電站是我國光伏電（diàn）站的主力，主要集中在西部地區（qū）。

山丘電站：利用山（shān）地、丘陵等資源開發的（de）光伏電站。該類電站規模大（dà）小不一，從幾（jǐ）MW到上百MW不等；發電以並入高壓輸電網（wǎng）為主；受地形影響，多有組件朝向（xiàng）不一致或早晚遮擋問題。這類電站主要應用於山區，礦山以及大量不能種（zhǒng）植的荒地。

屋（wū）頂電站：利用廠房、公共建築、住宅等屋頂（dǐng）資源開發的光伏電站。該類型（xíng）電站規模受有效屋頂麵積限製，裝（zhuāng）機（jī）規模一般在幾千瓦到幾十兆瓦；電站發電鼓勵就地消納，直接饋入低壓（yā）配電網或35kV及以下中高壓電網；組件朝向、傾角及陰影遮擋情況多樣化（huà）。該類電站是當前分布式光伏應用的主要形式，主要集中在（zài）我國中東部和南方地區。

2. 逆變器分類及特點 

光伏逆變器根據其功率等（děng）級、內部電路結構及應用場合不同，一（yī）般可分為集中型逆變器、組串型逆變器和微型逆變器三種類型。

集中型逆變器（qì）：主（zhǔ）要特點是單（dān）機功率大、最大功率跟蹤（zōng）（MPPT）數（shù）量少（shǎo）、每瓦成本低。按照逆變器主電路結構，集中型逆變器又（yòu）可以分為以（yǐ）下兩種類型：

集中（zhōng）型逆變器是目前大部分中大（dà）型光伏電站的首選，在全球5MW以上的光伏電站中，其（qí）選用比例超過98%。

組串型逆變器：單機功率在3-60kW之間（jiān）。主流（liú）機型單機功率（lǜ）30-40kW，單個或多個MPPT，一般為6-15kW一路MPPT。該類逆變器每瓦成本較高，主要應用於中小（xiǎo）型電站，在（zài）全球1MW以下容量的電站中（zhōng）選用率超過50%。

微型（xíng）逆變器（qì）：單機功率在1kW以下，單MPPT，應用中多為0.25-1kW一路MPPT，其優點是（shì）可以對每塊或幾塊電池（chí）板進行獨立（lì）的MPPT控製，但該類（lèi）逆變器每瓦成本很高。目（mù）前在北美地區10kW以（yǐ）下的家庭光伏電站中有較多應用。

如（rú）圖所示，光伏組件通過串（chuàn）聯形（xíng）成組串，多個組串之間並聯形成方陣，集中型將（jiāng）一個方陣的所有組串直流（liú）側接入1台或2台逆（nì）變器，MPPT數量相（xiàng）對較少；組串型將一路或幾路組串接入到一台逆變器，一個方陣中有多路MPPT，微型逆變（biàn）器則對每塊電池板進行MPPT跟蹤。

當各組件由於陰影遮擋或朝向不一致時，則會出現串聯和並聯失配。組串型方案多（duō）路MPPT可以解決組串（chuàn）之間並聯失配問題，微型逆變器既可以解決組（zǔ）串之間的並聯失（shī）配，也可以解決（jué）組件之間的串聯失配。因此，從技術方（fāng）麵看，幾種逆變器的本質區別在於對組件失配問題的處理。

以逆變器為核心的設計選型，需要在光伏（fú）係統（tǒng）生命周期內尋找總發電量和（hé）總成本的平衡點，還要考慮電網（wǎng）接入，如故障穿越能（néng）力、電能質量、電網適應性（xìng）等方麵的要求。依據各種逆變器的特點，結合所應用的光伏電站（zhàn）實際情況，從電網友好、高投資回（huí）報、方便（biàn）建設維（wéi）護等方麵進行科學合理的（de）選用。

3. 不同電站的逆變器選型指南 

3.1 荒漠電站——集中型優（yōu）勢明顯

集中型逆變器有以下幾方麵的優（yōu）勢，是荒漠電站（zhàn）的首（shǒu）選。

更低（dī）的初始投（tóu）資。根據對（duì）比分析（xī），集中型方案較組串型逆變器方（fāng）案在初投上每兆瓦節省投資約26萬元。

發電量與組串型持平：荒漠電站中集（jí）中型和組（zǔ）串型發電量基本持平，綜合集中（zhōng）型在最高效率和過載能（néng）力等（děng）方麵的優勢，集中型發電量略高（gāo）於組（zǔ）串（chuàn）型。少數電站出現的早晚前後排的（de）遮擋，使用組串型無法克（kè）服（fú），需要通過優化組件（jiàn）布局進行規避。

運維更方便更經濟。通（tōng）過對比集中型和組串（chuàn）型主流機型方案在100MW電站的運維數據，發電量損失二者相（xiàng）當；由於（yú）組串型設備是整機維護，而集中型設（shè）備是器件維護，設備維護成本上，集中型優（yōu）勢非常明顯。同時（shí），在占地幾千畝的百（bǎi）MW級大規模電站（zhàn）中，對完（wán）全分散布置的組串逆變器進（jìn）行更換，維護人（rén）員花在路途上的時間將遠高於進行設備更換的時間，這也是組串型的大型電站應用不利因素之一。

集（jí）中型方案更（gèng）加符合電網（wǎng）接入要求。高壓輸電網對並網的光伏發電在調度響應、故障穿越、限（xiàn）發、超發、平滑、諧波限製、功率變化率、緊急啟停等方麵都有嚴格要求。故障穿越是指（zhǐ）電網出現短路、浪湧、缺相情況下，逆變器必須能夠在625毫秒到幾秒（miǎo）的時間內依然輸出一定容量（liàng）的有功（gōng）和無（wú）功功率（lǜ），確（què）保（bǎo）電力係統繼電保護能（néng）夠正常動作，由於集中型逆變器在電站中台數少,單機功能強大，通訊控製（zhì）簡單，故障期間能夠穿越故障的概率遠大於組串逆變器。

2013年6月（yuè）中旬國網組織的實地低電壓穿越檢驗，多個型號集中逆變器也不同（tóng）程度出（chū）現脫網情況，設想如果有上千台小型逆變器在大型電站中運行，一旦電網出現故障（zhàng），由於設備眾多控製複雜，電網耦合、諧振概率陡增，組串型逆變器必然會出（chū）現大量（liàng）脫網、甚至設備（bèi）自身損壞的情況，危及電網安全運行（háng）。另外由於逆變器數量太多，無法確保30ms內響應無功（gōng）調度指令（lìng）的電網（wǎng）要求。

3.2 山丘電站——多MPPT集中型方案為主（zhǔ），也可考慮組串型方案（àn）。

山丘電（diàn）站可以看做地勢並不平坦的荒漠電站，也是饋入輸電網為主，規模多為5MW以上（shàng）。在山丘電站項目中，通常一個（gè）坐標係下規劃100多kW左右（yòu）容量（liàng）組件（如125kW的組件鋪設成同一朝向），達到發電（diàn）量和投資維護成本的最優比（bǐ）例（lì）。

針對此（cǐ）應用的多MPPT模組模式的集中型（xíng）逆變器，每路MPPT跟蹤100多kW組（zǔ）件，將同一朝向（xiàng）組件的設計占地麵積單位縮小到（dào）約1000平米，大大提升了施工便（biàn）利性並有效解決（jué）朝向和遮擋問題，同時共交（jiāo）流母線輸出，具備（bèi）集中型（xíng）逆變器電網友好性特點，是山丘電站的首選方案。

如果所選的山（shān）丘電站地形非常複雜，實現100多kW組件同一朝向鋪設施工難（nán）度很大，可以考慮組串型逆變器作為（wéi）補充。

3.3 屋頂電站——推薦組（zǔ）串型，也可選（xuǎn）用集中型方案

屋頂電（diàn）站的設計相對較為複雜，受（shòu）屋頂大小、布局、材（cái）質承重、以及陰影遮擋等影響，需要通（tōng）過組件鋪設和逆變（biàn）器選型規劃來實現收益最大化。

同（tóng）時組件安裝在屋頂，需要考慮火災（zāi）防範等（děng）安全問（wèn）題。接（jiē）入配電網，直接靠近用戶負荷，需要考慮用戶用電（diàn）安全性，電能質量符合（hé）要求，及（jí）與原有配電之間的繼電保護協調等。接入用戶配（pèi）電網後，對用戶的功率（lǜ）因數影響十分明顯，逆變器除（chú）了輸出有功外，還需要快速的根據（jù）光（guāng）伏係統實時（shí）發電情（qíng）況、用戶實時負荷數據以及用戶配電房原有的SVC、SVG投入情況綜合計算以確（què）定逆變器的實時無功（gōng）輸出（chū）容（róng）量。

因此，屋頂光伏係統方案的選用需要在安全、電網友好、投（tóu）資回報、維護等多個因（yīn）素中尋求（qiú）平衡點。

屋頂結構複雜，為了簡化設計，推薦使用組串型逆變器，並且（qiě）根據實際屋（wū）頂和並網點的位置及並網（wǎng）點（diǎn）電壓等級，選擇逆變器。組串型逆變器需要具備拉弧監（jiān）測和關斷能（néng）力，以有效（xiào）防止火災的發生（shēng），具備PID消（xiāo）除功能，具備高精度漏電流保護功能和孤島保護功能等。

大型廠房，考慮到屋頂承重和（hé）維護便利性，可選用集中型方案。工業廠房屋頂（dǐng）平坦、規（guī）模大、陰影遮擋少、朝向簡單、多（duō）為10kV中壓配電網（wǎng）並網。考慮到大多（duō）廠房為彩鋼屋頂，承重（chóng）有限無法安裝（zhuāng）組串型逆變器，以及日常維護便利、不影響正常生產運行等實際情況，可選用集中型逆變器。

總結

逆變器作為組件和電網之間的橋（qiáo）梁，是光伏係統的（de）核心部件。根據電站規模、以及不同的應用場合，選擇合適（shì）的逆變器，對係統成本和（hé）發電量都大有益處。

在規模大、地勢平（píng）坦的荒漠、灘塗（tú），適合選用集中型逆變器；在規模較大、地勢起伏的山丘電站，適合選用多MPPT的集中型逆變器；在規模相對（duì）較小、布局多樣化的屋頂電站（zhàn），適合（hé）選用組串型逆變器。

因地製宜，科學選（xuǎn）擇光伏電站逆變（biàn）器，可以確保光伏電站在投資決策階段少走彎路，在後期運行維護階段更加可靠高效運行。