光伏并网微逆变器关键技术分析-东莞建顺电子有限公司-HYEC.PDF

东莞市建顺电子有限公司 TEL:86-769FAX:86-769 E-mail:sales2@ Web: 光伏并网微逆变器关键技术分析 中心议题： * 微逆变器区别于传统逆变器的特点 * 微逆变器的设计考虑因素 * 微逆变器的关键性技术 1 引言： 常见的光伏并网发电系统结构包括集中式、串式、多串式和交流模块式等几种方案。集中式、 串式和多串式系统中，都存在光伏组件的串联和并联，因此系统的最大功率点跟踪时针对整 个串并联光伏阵列，无法兼顾系统中每个光伏阵列，单个光伏阵列利用率低、系统抗局部阴 影能力差，且系统扩展灵活性不够。光伏并网微逆变器(简称微逆变器)与单个光伏组件相连， 可以将光伏组件输出的直流电直接变换成交流电并传输到电网，具有以下优点：(1)保证每 个组件均运行在最大功率点，具有很强的抗局部阴影能力；(2)将逆变器与光伏组件集成， 可以实现模块化设计、实现即插即用和热插拔，系统扩展简单方便；(3)并网逆变器基本不 独立占用安装空间，分布式安装便于配置，能够充分利用空间和适应不同安装方向和角度的 应用；(4)系统冗余度高、可靠性高，单个模块失效不会对整个系统造成影响。 微逆变器的概念由来已久，但最初并没有引起人们的注意，近年来随着太阳能发电技术的发 展以及技术的进步，使得微逆变器十分具有吸引力。美国加州 Petaluma 的Enphase从 2008 年开始微逆变器的商业化量产，并取得了不错的销售成绩，使得微逆变器获得了更广泛的认 可，吸引了众多公司纷纷加入到微逆变器的研发行列，德国艾斯玛太阳能技术股份公司 (SMASolarTechnology)2009 年通过技术收购荷兰 OKE-Services光伏系统电子开发商，进入 了微逆变器市场。国内众多的光伏并网逆变器生产厂商主要从事大功率集中并网逆变器产品 的开发，随着国内外微逆变器市场的日益火热，众多厂商也纷纷蠢蠢欲动，尝试开始微逆变 器产品的开发，英伟力(Involar)新能源科技公司是国内最早从事微逆变器研究的公司，公 司从 2008 年初开始微逆变器技术的开发，经过近两年的努力已完全自主掌握了微逆变器的 核心技术，并于 2010 年5 月份成功发布了其第一代产品 MAC250，目前该款微逆变器产品已 经推向市场。 微逆变器不同于传统大功率集中式逆变器，本文重点分析微逆变器的关键性技术。 2 微逆变器的特点及设计考虑因素 微逆变器区别于传统逆变器的特点： 1 东莞市建顺电子有限公司 TEL:86-769FAX:86-769 E-mail:sales2@ Web: （1）逆变器输入电压低、输出电压高 单块光伏组件的输出电压范围一般为 20~50V，而电网的电压峰值约为 311V(220VAC)或 156V(110VAC)，因此，微逆变器的输出峰值电压远高于输入电压，这要求微逆变器需要采用 具备升降压变换功能的逆变器拓扑；而集中式逆变器一般为降压型变换器，其通常采用桥式 拓扑结构，逆变器输出交流侧电压峰值低于输入直流侧电压； （2）功率小 单块光伏组件的功率一般在 100W~300W，微逆变器直接与单块光伏组件相匹配，其功率等级 即为 100W~300W，而传统集中式逆变器功率通过多个光伏组件串并联组合产生足够高的功 率，其功率等级一般在 1kW 以上。 3 微逆变器的设计考虑因素： （1）变换效率高 并网逆变器的变换效率直接影响整个发电系统的效率，为了保证整个系统较高的发电效率， 要求并网逆变器具有较高的变换效率。 （2）可靠性高 由于微逆变器直接与光伏组件集成，一般与光伏组件一起放于室外，其工作环境恶劣，要求 微逆变器具有较高的可靠性 （3）寿命长 光伏组件的寿命一般为二十年，微逆变器的使用寿命应该与光伏组件的寿命相当。 （4）体积小 微逆变器直接与光伏组件集成在一起，其体积越小越容易与光伏组件集成。 （5）成本低 低成本是产品发展的必然趋势，也是微逆变器市场化的需求。 4 微逆变器的关键性技术 （1）微逆变器拓扑 微逆变器的特殊应用需求决定了其不能采用传统的降压型逆变器拓扑结构，如全桥、半桥等 拓扑，而应该选择能够同时实现升降压变换功能的变换器拓扑