業(yè)界技術(shù)發(fā)展趨勢——逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢

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業(yè)界技術(shù)開展趨勢——逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開展趨勢Simon.H1光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開展趨勢在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器作為光伏陣列與電網(wǎng)的接口設(shè)備，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定著整個系統(tǒng)的效率和本錢，是影響系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素．由于光伏并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)拓?fù)浞N類眾多、性能特點各異，其原理分析和性能比擬，對于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的合理選擇、提高系統(tǒng)效率和降低生產(chǎn)本錢有著極其重要的意義．1.1五種常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型目前，市場上常見的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)按照頻率及有無變壓器分，可簡單分為以下五種類型：（1）直接逆變型優(yōu)點：沒有工頻變壓器，重量輕，效率高〔>97%〕，結(jié)構(gòu)簡單，本錢低。缺點：交、直流之間無電氣隔離，太陽能電池板兩極有電網(wǎng)電壓，對人體平安不利；MPPT直流輸入電壓，即太陽能電池板輸出電壓要大于350V，提高了系統(tǒng)的絕緣要求，容易出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。（2）工頻隔離型

1優(yōu)點：工頻變壓器隔離，平安性能良好；結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，抗沖擊性能好；直流側(cè)MPPT輸入電壓一般在200V~800V。缺點：系統(tǒng)效率低，笨重。（1）高頻隔離型優(yōu)點：高頻電氣隔離，重量輕，效率在93%左右。缺點：由于高頻隔離環(huán)節(jié)〔DC-AC-DC〕功率等級較小，此結(jié)構(gòu)適合于5kW以下機(jī)型；EMC設(shè)計難度高；系統(tǒng)抗沖擊性差。（2）高頻升壓不隔離型優(yōu)點：效率高，重量輕，太陽能電池直流輸入范圍寬〔150V~500V〕。缺點：無電氣隔離，太陽能電池板兩極有電網(wǎng)電壓，對人體平安不利；EMC設(shè)計難度高。

2（1）多MPPT單逆變型優(yōu)點：效率高，重量輕，太陽能電池直流輸入范圍寬〔150V~500V〕；多路MPPT輸入，適用于更多場合。缺點：無電氣隔離，太陽能電池板兩極有電網(wǎng)電壓，對人體平安不利；EMC設(shè)計難度高。1.2逆變器廠家采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)序號廠家拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)產(chǎn)品效率MPPT電網(wǎng)投放市場1陽光電源高頻升壓不隔離型SG1K5TL、SG2K5TL95%/94.5%1單相歐洲、亞洲、澳大利亞市場SG3KTL、SG4KTL、SG5KTL97.3%/96.5%1單相歐洲、澳大利亞市場SG10KTL、SG12KTL、SG15KTL、SG20KTL98%/97.3%2三相歐洲市場SG3KTLU、SG4KTLU、SG5KTLU96.8%1單相北美市場工頻隔離型SG3K94%/93%1單相歐洲、亞洲市場SG5K、SG6K94.5%/93.8%1單相SG10K394.5%/93.5%1三相SG3KU、SG6KU93%~93.8%2單相北美市場SG50KU、SG50KC96.2%1三相北美市場2江蘇艾索高頻升壓不隔離型EversolTL1500AS、TL2000AS、TL2500AS、97.6%/96.7%1單相歐洲、澳大利亞市場

3TL3200、TL4000、TL4600EversolTL540097.6%/96.7%2單相歐洲、澳大利亞市場EversolTLC10K、TLC12K、TLC15K、TLC17K98%/97.5%2三相歐洲市場高頻隔離型EversolHF1500、HF200096%/95.5%1單相澳大利亞市場3SMA高頻升壓不隔離型SUNNYBOY1600TL、2100TL96.0%/95.2%1單相歐洲、澳大利亞市場SUNNYBOY3000TL、4000TL、5000TL97.0%/96.5%1、2單相歐洲、亞洲、澳大利亞市場SunnyBoy8000TL-US、9000TL-US、10000TL-US98.3%/98%1單/兩相北美市場SUNNYMINICENTRAL6000TL、7000TL、8000TL98%/97.7%1單相歐洲、澳大利亞市場SUNNYMINICENTRAL9000TL、10000TL、11000TL、97.7%/97.2%1單相歐洲、亞洲市場SUNNYTRIPOWER8000TL、10000TL、12000TL、15000TL、17000TL98.2%/97.8%2三相歐洲、澳大利亞市場工頻隔離型SunnyBoy1200、1700、2500、300092.1%~95%/90%~93.6%1單相歐洲、亞洲、澳大利亞市場SunnyBoy3300、380095.6%/94.7%1單相歐洲市場SunnyMiniCentral4600A、5000A、6000A96.1%/95.3%1單相歐洲、澳大利亞市場SunnyMiniCentral7000HV96.2%/95.5%1單相歐洲、澳大利亞市場SunnyBoy700-US93.6%/91.5%1單/兩相北美市場SunnyBoy3000-US、3800-US、4000-US96.8%/96%1單/兩相SunnyBoy5000-US、6000-US、7000-US、8000-US97.1%/95.5%1單/兩相高頻隔離型SunnyBoy2000HF-US、2500HF-US、3000HF-US97.1%/96.5%1單/兩相SunnyBoy2000HF、2500HF、3000HF96.3%/95%1單相歐洲、澳大利亞市場4Powerone高頻升壓不隔離型PVI-2000-OUTD95.5%/94.5%1單相歐洲、澳大利亞市場PVI-3.0-OUTD、PVI-3.6-OUTD；PVI-4.2-OUTD、96.8%/96%、96.4%/96%、97%/96/4%2單相歐洲、澳大利亞、北美市場

4PVI-3.8-I-OUTD、PVI-4.6-I-OUTD；PVI-5000-OUTD、PVI-6000-OUTDPVI-2000、PVI-360095.5%/94.4%、1、2單相歐洲、澳大利亞市場PVI-10.0-OUTD、PVI-12.5-OUTD；PVI-10.0-I-OUTD97.7%/97.2；96.5%/96%2三相歐洲、澳大利亞、北美市場高頻隔離型UNO-2.0-I、UNO-2.5-I96.3%/96%1單相歐洲、澳大利亞、北美市場從以上表格數(shù)據(jù)看，廠家為了提高效率和降低本錢都普遍采用高頻無隔離型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，市場需求兩比擬大；受少數(shù)國家地區(qū)政策限制，還有少量的工頻隔離型逆變器存在，市場需求量?。坏?，兼顧了提高效率、降低本錢和電氣隔離的，局部廠家采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，只是產(chǎn)品還不夠豐富，說明市場需求不大。工頻隔離型逆變器是傳統(tǒng)型逆變器，市場份額目前暫時大于高頻隔離型逆變器。從效率上下看：高頻無隔離型>高頻隔離型>工頻隔離型從平安角度看：工頻隔離型≈高頻隔離型>高頻無隔離型從市場需求看：高頻無隔離型>工頻隔離型>高頻隔離型經(jīng)以上分析，從市場需求和產(chǎn)品開展的角度看，高頻無隔離型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將是光伏并網(wǎng)逆變器的主流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)〔事實上已經(jīng)是主流了〕。為了克服高頻無隔離型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)逆變器可能出現(xiàn)漏電流現(xiàn)象等一些弱點，在傳統(tǒng)的無隔離型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)根底上又衍生出一些新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最具代表性的是專利權(quán)歸屬SMA的H5逆變橋技術(shù)。H5逆變橋技術(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡圖如下：如上圖所示的帶直流旁路的全橋拓?fù)渲?，S4、S2在電網(wǎng)電流的正負(fù)半周分別以開關(guān)頻率進(jìn)行調(diào)制。該拓?fù)涫怯傻聡鳶MA提出且已在中國申請了技術(shù)專利。SMA公司的SunnyMiniCentral系列并網(wǎng)逆變器采用該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其最高效率到達(dá)98.1%，歐洲效率到達(dá)97.7%。該拓?fù)渲?，S1、S3在電網(wǎng)電流的正負(fù)半周各自導(dǎo)通，S4、S5在電網(wǎng)正半周期以開關(guān)頻率調(diào)制，而S2、S5在電網(wǎng)負(fù)半周期以開關(guān)頻率調(diào)制。現(xiàn)以電網(wǎng)正半周期為例對其共模電壓進(jìn)行分析。H5拓?fù)湓陔娋W(wǎng)電流正半周期S1始終導(dǎo)通，當(dāng)正弦調(diào)制波大于三角載波時，S5、S4導(dǎo)通，共模電壓Vcm為：

5當(dāng)正弦調(diào)制波小于三角載波時S5、S4關(guān)斷，電流經(jīng)S3的反并聯(lián)二極管、S1續(xù)流負(fù)半周期的換流過程及共模電壓分析與正半周期類似?？梢娫陂_關(guān)過程中，假設(shè)Vpv保持不變那么共模電壓恒定，即能夠抑制共模電流。1.3總結(jié)能夠有效抑制共模電流，即減小漏電流的方法很多，且根本上都有很成熟的理論根底——對高頻無變壓器隔離的逆變器開展來說，這是很有利的方面。隨著市場化對逆變器的高效率、低本錢和更高的平安可靠性的要求日益強(qiáng)烈，市場對高頻無隔離型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)逆變器的需求也將日益壯大。故，利用具有最新技術(shù)的高頻無隔離型光伏并網(wǎng)逆變器構(gòu)建光伏并網(wǎng)系統(tǒng)將是的光伏領(lǐng)域的開展趨勢。需要解決的問題之一，是找到更易實現(xiàn)且不受專利限制，或者研發(fā)擁有自己專利的較少或消除漏電流的技術(shù)。注：此文的缺乏之處是沒有各個廠家針對各個市場的出貨量數(shù)據(jù)，只是分析網(wǎng)絡(luò)評論和相關(guān)論文得到的結(jié)果，假設(shè)是輔之于市場數(shù)據(jù)那么更具說服力。