光伏并網(wǎng)逆變器，從2009年開始，技術(shù)發(fā)展日新月異：首先，效率越來越高，最高效率從96%到99%以上;其次，價(jià)格越來越低，組串式逆變器從單瓦2元下降到2角，這其中的一個(gè)原因是逆變器功率越來越大，逆變器的成本將越來越低。

　　2013年前，20kW的組串式逆變器已是大功率，2014年開始出現(xiàn)28kW，2015年達(dá)到40kW，以后每年以10kW的速度遞增，2017年開始進(jìn)入1500V系統(tǒng)，逆變器也突破100kW，到2019年，更是突破200kW，組串式逆變器最大輸出功率到達(dá)225kW。光伏行業(yè)的人或許在想，組串式逆變器的功率會(huì)不會(huì)這樣一直越做越大，有沒有一個(gè)極限?

　　光伏發(fā)電行業(yè)每一次成功的變革，都有一個(gè)清晰的主線邏輯，那就是成本下降效率提升，帶動(dòng)發(fā)電度電成本快速下降。從系統(tǒng)上考慮，逆變器單機(jī)功率越大，交流電纜和配電柜的成本就越低，所以逆變器的單機(jī)功率有上升的需求，但是逆變器的功率還是受到內(nèi)因和外因的限制，內(nèi)因是功率器件能否支持，逆變器的散熱等技術(shù)問題能否解決，外因是逆變器單機(jī)功率越大，組件的分布范圍就越大，直流電纜的距離越遠(yuǎn)，線損越大，所以單臺(tái)逆變器覆蓋的組件范圍應(yīng)該有限制，逆變器的單機(jī)最大功率也取決于單塊組件的功率。組串式逆變器最大功率受到功率器件，線路布置，組件功率的限制。

　　1、功率器件的限制

　　功率器件是逆變器最核心的器件，工作時(shí)都在高電流電壓狀態(tài)下，容易失效。30kW以下的逆變器，一般都是用分立器件(單管)來設(shè)計(jì)，隨著逆變器功率的增大，而功率器件受到散熱的限制，電流不會(huì)一直增加下去，是有限的。因此大功率逆變器采用多個(gè)器件并聯(lián)，以增加電流，采用多電平技術(shù)，降低單個(gè)器件的電壓，減少損耗，這樣可以讓逆變器的功率增大，但同時(shí)也帶來一個(gè)問題，那就是功率器件增多，加大了管理難度，所以大功率逆變器一般采用集成多個(gè)分立器件的功率模塊來設(shè)計(jì)。

　　目前主流的組串式逆變器大都采用TNPC、NPC、ANPC 3種典型的三電平中點(diǎn)鉗位拓?fù)?。各有其特點(diǎn)，NPC經(jīng)典穩(wěn)定，TNPC 實(shí)現(xiàn)低開關(guān)損耗，而 ANPC 則具備低寄生電感的優(yōu)勢。1500V的功率模塊，普通采用含1200V和950V IGBT芯片。針對 DC-DC 升壓模塊，1個(gè)MPPT 通道可支持最大約 25A 光伏組串輸入(2 個(gè)組串并聯(lián))，各模塊都有不同的 MPPT 數(shù)、IGBT 額定電流、SiC 二極管額定值，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用所需的 MPPT 數(shù)和每路 MPPT 的功率選用適當(dāng)?shù)哪K和模塊數(shù)。

　　按照目前的軟件控制和工藝設(shè)計(jì)水平，前級的升壓可以做到同時(shí)控制5個(gè)升壓模塊，這樣最多可以有15路MPPT，光伏最多有30個(gè)組串輸入。大型電站一般使用72片以上的大組件，1100V系統(tǒng)每路接18塊，最多可以接入540塊組件，如果是60片的小組件，1500V系統(tǒng)每路接28塊，最多可以接入840塊組件。

　　2、組串?dāng)?shù)量的限制

　　從操作可行性上講，一臺(tái)逆變器可以接很多組件。但是實(shí)際應(yīng)用，要考慮光伏電纜的長度、直流電纜的損耗。目前光伏直流電纜標(biāo)配是線徑為4mm的光伏電纜，在環(huán)境溫度40度時(shí)，內(nèi)阻約為5歐姆/千米。光伏直流損耗一般要求小于2%，包括光伏連接器的損耗和電纜的損耗，在1100V系統(tǒng)中，如果組串電壓是680V，要求直流電壓損耗不超過13.5V，1500V系統(tǒng);如果組串電壓1080V，要求直流電壓損耗不超過21.6V，如組串最大電流為9A，1100V系統(tǒng)直流內(nèi)阻要求不超過1.5歐姆，1500V系統(tǒng)直流內(nèi)阻要求不超過2.4歐姆。

　　光伏連接器選擇和壓接很重要，目前質(zhì)量可靠，壓接工藝很好的一對接頭，初始內(nèi)阻約為0.005-0.01歐姆，運(yùn)行時(shí)間越久，內(nèi)阻越大，大部分接頭會(huì)穩(wěn)定在0.012歐姆左右，1100V系統(tǒng)如果接18塊組件，有20對光伏連接器，60個(gè)接觸點(diǎn)，總內(nèi)阻約0.7歐，1000V系統(tǒng)如果接28塊組件，有32對光伏接頭，96個(gè)接觸點(diǎn)總內(nèi)阻約1.1歐姆。計(jì)算后，1100V系統(tǒng)電纜最大壓降約為0.8歐姆，直流電纜的長度不能超過160米，算上正負(fù)兩極，最遠(yuǎn)端的組件離逆變器的距離不超過80米，如果組件陣列組成一個(gè)正方形，逆變器放在正中間，組件數(shù)量最多可以達(dá)600塊;1500V系統(tǒng)電纜最大壓降約為1.3歐姆，直流電纜的長度不能超過300米，算上正負(fù)兩極，最遠(yuǎn)端的組件離逆變器的距離不超過150米，如果組件陣列組成一個(gè)正方形，逆變器放在正中間，組件數(shù)量最多可以達(dá)1000塊。

　　總結(jié)

　　綜上所述， 1100V系統(tǒng)，最多可接入540塊組件，如果接入主流400W組件，則光伏逆變器最大功率可以達(dá)到216kW;如果以后主流組件達(dá)到500W，則逆變器最大功率可以達(dá)到270kW。1500V系統(tǒng)，最多可接入的是840塊組件，如果接入主流400W組件，則逆變器最大功率可以達(dá)到336kW，如果以后主流組件達(dá)到500W，則逆變器最大功率可以達(dá)到420kW。