本文簡(jiǎn)述了傳統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器缺點(diǎn)及無(wú)變壓器光伏逆變器的優(yōu)點(diǎn)，探討了在選擇并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)無(wú)變壓器逆變器時(shí)應(yīng)該考慮的無(wú)變壓器光伏逆變器在正常運(yùn)行狀態(tài)下的漏電電流、太陽(yáng)能電池組件中的故障電流、進(jìn)入交流電網(wǎng)的直流分量等要素。

光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器

傳統(tǒng)光伏逆變器的每一個(gè)都必須與一個(gè)單獨(dú)的或定制的隔離變壓器相匹配，不論變壓器與逆變器是否集成，情況都是如此。因?yàn)楦綦x變壓器的效率通常只有98%～99%，它們最多可以讓效能下降2%。

由于體積龐大而且沉重，傳統(tǒng)逆變器會(huì)限制光伏逆變器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。采用2個(gè)500kW逆變器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要在地面上安裝逆變器，因?yàn)檫@種逆變器的尺寸和重量較大。即使隔離變壓器可以與逆變器相互分離，由于較低的電壓與較高的電流這種安裝所導(dǎo)致昂貴的導(dǎo)線成本，每一個(gè)逆變器所需要較低的輸出電壓和多繞組也會(huì)限制相互分離的距離。

整合逆變器時(shí)的穩(wěn)定性問題也是需要關(guān)注的，傳統(tǒng)逆變器設(shè)計(jì)通常采用無(wú)阻尼大三角形濾波器，當(dāng)很多設(shè)備并行放置或逆變器需要長(zhǎng)傳輸線時(shí)，濾波器可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定。而且，如果逆變器被并行放置在同一個(gè)柜子里，每一個(gè)500kW逆變器由4個(gè)較小的125kW單元驅(qū)動(dòng)，那么這種系統(tǒng)就容易受到電氣干擾，而且會(huì)為整個(gè)光伏系統(tǒng)帶來(lái)多個(gè)故障點(diǎn)。

相比之下，真正的無(wú)變壓器逆變器直接固定在建筑物的入口處，甚至是固定在一個(gè)尺寸足夠大的配電安裝板上。由于沒有隔離變壓器，從光伏模塊電源獲得的額外的1%～2%能源效率直接進(jìn)入負(fù)載，在功率為500kW的時(shí)，這意味著多提供了5kW的輸出。此外，直接轉(zhuǎn)變成可用的電壓，而不是較低的單極逆變器交流電壓，而交流電電流降低一半以上，從而降低了交流電一端的電線成本。

如果沒有一個(gè)變壓器，逆變器的尺寸更小，重量更輕，為電力集成商在安裝和整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面提供了更大的自由度。由于重量的限制和必須的加固措施，若在五層樓的建筑物屋頂安裝一個(gè)傳統(tǒng)的逆變器的成本會(huì)很高，但若采用無(wú)變壓器逆變器安裝在商業(yè)建筑的屋頂上(而不是安裝在地下室)，使其直接與五樓的安裝板連接。這樣的設(shè)計(jì)不僅可以簡(jiǎn)化直流電布線，而且還能縮短交流電電線的長(zhǎng)度并降低相關(guān)成本。

多個(gè)逆變器可以在不用變壓器的情況下并聯(lián)，而電源則可以直接使用，以便實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的表現(xiàn)。無(wú)變壓器逆變器技術(shù)采用電源優(yōu)化器(LineReactor)和較小的三角形濾波電容。這些較小的三角形濾波電容器也通過(guò)一種串聯(lián)電阻器進(jìn)行緩沖，從而提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且減少并聯(lián)逆變器之間的相互作用。帶有一種單一引擎設(shè)計(jì)的500kW逆變器也能減少零部件數(shù)量，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

無(wú)變壓器光伏逆變器優(yōu)點(diǎn)

先進(jìn)的無(wú)變壓器光伏逆變器技術(shù)，以便降低系統(tǒng)的復(fù)雜性并最大限度地提高電力傳輸。確實(shí)有必要仔細(xì)看看無(wú)變壓器光伏逆變器技術(shù)是如何通過(guò)影響系統(tǒng)設(shè)計(jì)、效率和系統(tǒng)平衡(BoS)成本來(lái)幫助改變競(jìng)爭(zhēng)格局的。

采用可分離的兩極+600和-600VDC電池組數(shù)組實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)換這項(xiàng)新技術(shù)，無(wú)需在低壓三相電網(wǎng)上配備變壓器。這種配置不僅提高了發(fā)電效率，而且不需要傳統(tǒng)上所要求使用的逆變器變壓器，降低了相關(guān)的系統(tǒng)平衡(BoS)成本，還避免了與單極配置有關(guān)的不必要的線路衰減。

采用了無(wú)變壓器光伏逆變器技術(shù)的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)在發(fā)電時(shí)，光伏模塊和負(fù)載之間不需要任何變壓器?？蓪㈦娏哪孀兤髦苯愚D(zhuǎn)換并傳輸?shù)剿截?fù)載中。這要?dú)w功于采用雙極±600VDC數(shù)組配置。無(wú)變壓器光伏逆變器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)更高的效率，由于沒有隔離變壓器，從光伏模塊電源獲得的額外的1%到2%能源效率直接進(jìn)入負(fù)載，在功率為500千瓦的時(shí)候，這意味著最低免費(fèi)額外提供了5千瓦的輸出。

2)縮小設(shè)備和導(dǎo)線規(guī)模及數(shù)量，直接轉(zhuǎn)變成可用的電壓，而不是較低的單極逆變器交流電壓，而交流電電流降低一半以上，從而降低了交流電一端的電線成本。

3)降低材料和安裝施工成本，沒有一個(gè)變壓器，逆變器的尺寸更小，重量更輕。無(wú)變壓器光伏逆變器可安裝在商業(yè)建筑的屋頂上(而不是安裝在地下室)，使其直接與五樓的安裝板連接。這樣的設(shè)計(jì)不僅可以免除昂貴的高達(dá)五層樓的直流電布線，而且還能縮短交流電電線的長(zhǎng)度并降低相關(guān)成本。

4)無(wú)變壓器光伏逆變器技術(shù)采用大得多的電源優(yōu)化器(LineReactor)和較小的三角形濾波電容。這些較小的三角形濾波電容器也通過(guò)一種串聯(lián)電阻器進(jìn)行緩沖，從而提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且減少并聯(lián)逆變器之間的相互作用。帶有一種單一引擎設(shè)計(jì)的500千瓦逆變器也能減少零部件數(shù)量，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。