光伏逆变器技术进步及创新解决方案特变阮

1、光伏逆变器技术进步及创新解决方案实现客户价值最大化光伏逆变器技术发展现状光伏逆变器技术进步趋势500kW三电平模块化并联型光伏逆变器光伏电站创新解决方案及系统收益率提升分析特变电工全球领先的能源装备制造及解决方案供应商光伏逆变器技术发展现状光伏行业市场状态持续稳定的增长态势全球装机容量（MW）1000000中国装机容量（MW）8500070000550004500034613250002959022000260802000017800191171060012920403122505702010年2011年2012年2013年2014年2015年(E) 2016年(E)2017年(E)2018年

2、(E)光伏电站应用现状光伏电站应用形式多，范围广，容量从几个kW到几百MW地面电站荒漠、戈壁山地电站山地、丘陵户用电站住宅水面电站鱼塘、鸭棚商业电站商场、厂房，大棚光伏幕墙建筑多样化的解决方案集中式解决方案，单路/多路MPPT，典型代表为集中式逆变器单级集中式结构10MW以上光伏电站逆变器方案单级/两级并联型结构注：数据来源于IHS多样化的解决方案分布式解决方案，单路/多路MPPT，典型代表为组串式逆变器两级结构100kW-1MW光伏电站逆变器方案单级结构注：数据来源于IHS多样化的解决方案分布式解决方案，多路MPPT，典型代表为微型逆变器100kW以下光伏电站逆变器方案注：数据来源于IHS多

3、样化的解决方案集散式解决方案，多路MPPT，典型代表为效率优化器光伏逆变器技术进步趋势单机功率等级越来越大，效率越来越高客户价值提高效率，提高发电量；降低逆变器单瓦成本集中式逆变器的单机功率等级从100kW 发展到1.5MW甚至2.5MW集中式逆变器的效率高达98.7%组串式逆变器的单机功率等级从 10kW 发 展 60kW，基本达到了壁挂式机型的重量极限组串式逆变器的效率已经超过99%微型逆变器的单机功率等级从250W发展1kW，从单相输出发展到三相输出微型逆变器的效率从 92%提高到95.5%效率优化器从面向单个组件的250W功率等级发展到面向单个组串的 5kW功率等级，再发展到 面 向

4、多 个 组 串 的 20kW功率等级逆变器输入输出电压等级越来越高，体积越来越小电量；减小占地面积，降低系统成本500kW集中式逆变器的宽度从2400mm减小到1600mm，从2150mm减小到1200mm客户价值降低交直流线损，提高发组串式逆变器的交流输出电压提高至480V集中式逆变器的交流输出电压从270V提高至 400V，甚至690V集中式逆变器的直流输入电压从1000V提高至 1500V多电平/单级拓扑越来越受欢迎，模块化并联趋势越来越明显客户价值提高效率，提高发电量；弱光照效率电能质量，增强电网友好；有利于后期运维组串式逆变器多采用三电平逆变拓扑采用单级拓扑的组串式逆变器越来越受欢迎

5、越来越多的厂家采用模块化并联的思路设计集中式逆变器在集中式逆变器中使用三电平拓扑也成为一种趋势采用五电平逆变拓扑的集中式/组串式逆变器集成化程度越来越高，机房应用越来越普遍客户价值减少设备种类，简化现场安装调试工作，降低系统成本集成直流配电柜的集中式逆变器组串式逆变器集成直流汇流设备机房的应用也越来越普遍500kW三电平模块化并联型光伏逆变器500kW三电平模块化并联型光伏逆变器由3个167kW三电平模块并联500kW模块化并联型逆变器DC1167kW模块1DC2AC167kW模块2DC3167kW模块3独立直流母线：多路MPPT模式，各模块独立控制公共直流母线：单路MPPT模式，各模块控制D

6、C1167kW模块1ACDC2167kW模块2DC3167kW模块3500kW三电平模块化并联型光伏逆变器三电平拓扑，模块智能启停逻辑启机过程整机功率500kW三电平模块化并联型光伏逆变器业界首款最高效率超过99%的大功率光伏逆变器99.4最高效率出现在轻载时刻99.299.03%99.098.898.6%效率曲线较为平坦98.698.498.2依据标准：NB/T32004-2013认证时间：98.05102025305075100500kW三电平模块化并联型光伏逆变器高发电量，较传统集中式500kW逆变器发电量高2.79%进一步提高发电量的措施：哈密某光伏电站发电数据对比模块化并联型逆变器启

7、停机功率更低，更早启机，更晚停机，发电时间更长智能启停逻辑使每个模块尽可能工作在最大效率区间，降低逆变器自身损耗逆变器1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#发电量5276.375260.745302.665246.295233.495518.015494.935506.885451.055511.91逆变器11#12#13#14#15#16#17#18#19#20#发电量5507.895490.555510.335509.815544.535496.085532.565377.775497.215531.562014年7月份日平均发电量实际数据56005550550054505400535

8、0530052505200515051005050123 4 567 89 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20500kW三电平模块化并联型光伏逆变器三电平拓扑，更高开关频率，更优电能质量三电平拓扑，开关频率高达8kHz，30%负载以上电流THD含量降低2%模块智能启停逻辑，弱光照时单模块的负载率更高，输出电流THD含量降低10%以上500kW三电平模块化并联型光伏逆变器更高可靠性，更易单一模块故障故障消除单模块（功率模块，配电模块）业即可实现时间小于20分钟，无需专整机功率功率模块配电模块模块化并联逆变器主从模式功率端子可插拔设计信号端子可插拔设计逆变模块智能均匀

9、轮换运行，延长设备任意模块故障不影响整机运行，可在不停机的情况下进行模块的维修和保养500kW三电平模块化并联型光伏逆变器可选多路MPPT应用，更灵活模块化并联型逆变器的独立直流母线应用朝向1倾角1朝向2倾角2朝向3倾角3DC1167kW模块1ACDC2167kW模块2DC3167kW模块3多路MPPT，以170kW模块为单元形成系列机型170kW/330kW/500kW/680kW/850kW/1000kW，相应的MPPT路数 1-6路（1MW包含6路MPPT），可以灵活的根据缓变地形情况和各组件方阵的容量情况进行配置和选择光伏电站创新解决方案及系统收益率分析大型电站的典型1MW解决方案典型

10、1MW光伏方阵布局及逆变器/箱变解决方案举例组件：255W组串：20一串，汇流箱：13个（4个14汇1/9个16汇1，或2个12汇1/11个16汇1），组件功率：1.02MW，占地面积：21572平米（不考虑道路），逆变器：1台1MW机房（内含2台直流配电柜，2台500kW逆变器，1面通讯柜），箱变：1MW双变压器，逆变站/箱变占地面积：1000平米左右方阵边沿放置逆变器/箱变逆变器/箱变解决方案1MW三电平模块化并联型光伏逆变器由6个167kW三电平模块并联1MW模块化并联型逆变器公共直流母线：单路MPPT模式，各模块控制独立直流母线：多路MPPT模式，各模块独立控制1MW三电平模块化并联型

11、光伏逆变器逆变器集成直流配电柜，自带通讯管理功能专门为光伏电站开发的通讯管理机，集规约转换，环网交换，光纤传输于一 体，紧凑小巧不仅仅是功率变换信息和处理中心，也是逆变器内置 通讯管理机可 汇流箱，箱变，环境监测仪信息，汇总后通过光纤上传无需单独采购通讯柜通讯5个RS485口，4个接口100M电口，2个100M单模光口，支持环网通讯上行：IEC104和协议Modbus下行：Modbus1MW三电平模块化并联型光伏逆变器不改变方阵布局，仅仅将2台500kW集中式逆变器更换为1MW模块化并联型逆变器发电量高2.79%系统初始投资成本低0.8%-1.25%100MW电站25年增加收益10357.87

12、5万元按照西北地区年平均日照时间1650小时计算按照0.9元/kWh电价计算100000（kW）1650（小时）25（年）0.9（元/kWh）0.0279=103578750元100MW电站可节省系统初始投资成本650-1000万普通双绕组变压器即可，100MW电站可节省200-300万逆变器集成直流配电柜，100MW电站可节省250-400万逆变器集成通讯管理功能，100MW电站可节省200-300万2MW解决方案？2MW光伏方阵布局及逆变器/箱变解决方案？222MW机房/箱变解决方案标准10尺柜，包含2台1MW三电平模块化并联型光伏逆变器，无需直流配电柜和通讯柜2MW机房结构及尺寸图标准1

13、0尺柜，包含2台1MW三电平模块化并联型光伏逆变器无需直流配电柜和通讯柜2MW光伏方阵解决方案2MW光伏方阵布局及逆变器/箱变解决方案举例1组件：255W组串：20一串，汇流箱： 26个（4个14汇1/22个16汇1，或2个12汇1/24个16汇1），组件功率： 2.08MW，占地面积：43144平米，逆变器：1台2MW机房（内含2台1MW逆变器），箱变：1台2MW双变压器，逆变站/箱变占地面积：1000平米左右2个1MW单元，方阵边沿 放置逆变器/箱变1个2MW单元，方阵边沿 放置逆变器/箱变2MW解决方案直流侧线缆分析以方阵边沿放置逆变器/箱变为例，直流侧线缆（汇流箱至逆变器）长度增加31

14、.5%汇流箱1234567891011121314151617181920212223242526纵向长度132.56122.06111.56101.0690.5680.0669.5659.0648.5638.0627.5617.066.566.5617.0627.5638.0648.5659.0669.5680.0690.56101.06111.56122.06132.56横向长度73.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573

15、.7573.7573.7573.7573.75总长度206.31195.81185.31174.81164.31153.81143.31132.81122.31111.81101.3190.8180.3180.3190.81101.31111.81122.31132.81143.31153.81164.31174.81185.31195.81206.31汇流箱纵向长度横向长度总长度164.3173.75138.06253.8173.75127.56343.3173.75117.06432.8173.75106.56522.3173.7596.06611.8173.7585.5671.3173.

16、7575.06811.8173.7585.56922.3173.7596.061032.8173.75106.561143.3173.75117.061253.8173.75127.561364.3173.75138.062个1MW单元，方阵边沿1个2MW单元，方阵边沿放置逆变器/箱变，直流线缆总长度：7452.12m放置逆变器/箱变，直流2线缆总长度：5667.12m2MW解决方案系统发电量分析系统发电量提高2.459%100MW电站25年增加收益9129.04万元按照西北地区年平均日照时间1650小时计算按照0.9元/kWh电价计算发电量变化2.79% - 0.488% + 0.157%

17、= 2.459%100000（kW）1650（小时）25（年）0.9（元/kWh）0.02459=91290400元更高发电量2MW解决方案系统成本分析系统成本降低1.46%-2.13%100MW电站可节省初始投资成本1170-1700万逆变器集成直流配电柜，100MW电站可节省250-400万2MW单元1台2MW双机房仅需一台标准10尺柜，100MW电站可节省150-200万变压器，相比2台1MW双变压器，100MW电站节省500-700万更低系统成本直流侧线缆成本增加31.5%，100MW电站增加150-200万逆变器集成通讯管理功能，100MW电站可节省200-300万逆变器和箱变地基减

18、少50%，100MW电站可节省220-300万安装费用节省50%，节省占地面积1000平米，后期运营大为简单2MW光伏方阵解决方案2MW光伏方阵布局及逆变器/箱变解决方案举例2组件：255W组串：20一串，汇流箱：26个（4个14汇1/22个16汇1或2个12汇1/24个16汇1），组件功率：2.08MW，占地面积：43144平米，逆变器：1台2MW机房（内含2台1MW逆变器），箱变：1台2MW双变压器，逆变站/箱变占地面积：1000平米左右2个1MW单元，方阵边沿放置逆变器/箱变1个2MW单元，方阵放置逆变器/箱变2MW解决方案直流侧线缆分析以方阵放置逆变器/箱变为例，直流侧线缆（汇流箱至逆

19、变器）长度增加9.3%汇流箱1纵向长度 横向长度 总长度64.3173.75138.06253.8173.75127.56343.3173.75117.06432.8173.75106.56522.3173.7596.06汇流箱12345678910111213纵向长度64.3153.8143.3132.8122.3111.811.3111.8122.3132.8143.3153.8164.31横向长度73.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.7573.75总长度138.06127.56117.06106.5696.06

20、85.5675.0685.5696.06106.56117.06127.56138.06汇流箱14151617181920212223242526纵向长度64.3153.8143.3132.8122.3111.811.3111.8122.3132.8143.3153.8164.31横向长度93.9793.9793.9793.9793.9793.9793.9793.9793.9793.9793.9793.9793.97总长度158.28147.78137.28126.78116.28105.7895.28105.78116.28126.78137.28147.78158.28611.8173.7

21、585.5671.3173.7575.06811.8173.7585.56922.3173.7596.061032.8173.75106.561143.3173.75117.062个1MW单元，方阵边沿放置逆变器/箱变， 直流线缆总长度：5667.12m1253.8173.75127.561364.3173.75138.0621个2MW单元，方阵放置逆变器/箱变，直流线缆总长度：6192.84m2MW解决方案系统效率分析系统发电量提高2.804%100MW电站25年增加收益10409.85万元按照西北地区年平均日照时间1650小时按照0.9元/kWh电价计算发电量变化2.79% - 0.143

22、% + 0.157% = 2.804%100000（kW）1650（小时）25（年）0.9（元/kWh）0.02804=104098500元更高发电量2MW解决方案系统成本分析系统成本降低1.59%-2.31%100MW电站可节省初始投资成本1280-1840万逆变器集成直流配电柜，100MW电站可节省250-400万2MW单元1台2MW双机房仅需一台标准10尺柜，100MW电站可节省150-200万变压器，相比2台1MW双变压器，100MW电站节省500-700万更低系统成本直流侧线缆成本增加9.3%，100MW电站增加40-60万逆变器集成通讯管理功能，100MW电站可节省200-300万

23、逆变器和箱变地基减少50%，100MW电站可节省220-300万安装费用节省50%，节省占地面积1000平米，后期运营大为简单发电量和系统成本比较持续的提高光伏电站发电量，降低系统初始投资和运维成本，促进光伏行业健康稳定发展2MW机房，方阵边沿放置逆变2.459%9129.04万元1.46%-2.13%（1170-1700万）器/箱变解决方案（2台1MW逆变器注：发电量提高按照典型1MW集中式逆变器解决方案为基准计算上网电价按照0.9元/kWh为基准计算，系统初始投资成本比例降低按照8元/瓦为基准计算2MW机房，方阵放置逆变2.804%10409.85万1.59%-2.31%（1280-1840万）器/箱变解决方案（2台1MW逆变器解决方案发电量提高100MW电站25年收益增加系统初始投资成本降低1MW三电平模块化并联型逆变器解决2.79%10357.875万元0.8%-1.25%（650-1000万）方案（1台1MW逆变器）光伏电站无线系统足不出户即可实现多区域多电站集中管理山20MW光伏电站分布式电站智能系统解决方案充分满足电站多样化需求智能云计