集散式逆变器应用及设计方案探讨

集散式光伏逆变系统为何可提高3%的发电量
方案简介
 集散式光伏逆变系统是集中逆变、分散式跟踪的并网方案，其在传统的光
伏汇流箱内部增加DC/DC升压变换硬件单元和MPPT控制软件单元，实现
了每2~4串PV组件对应1路MPPT的分散跟踪功能，大大降低了组件参数
不一致、局部阴影、仰角差异等导致的效率损失。

同时改进的光伏汇流箱(光
伏控制器)输出电压升高到820V后，至逆变室集中逆变，且逆变器的交流输
出电压升高到520V，从而减小交直流线缆传输损耗和逆变器的自身发热损耗。

如下图：
 禾望集散式逆变器——1MW系统示意图
 效率提升分析
 集散式方案的直流侧远距离传输电压由传统的450V~700V波动电压(18串PV对应电压低，22串对应电压高;夏天电压低，冬天电压高)提高到稳定的820V，逆变器的交流输出电压，由传统的270V/315V提高到520V，因此在
同等运行条件下，集散式方案对应的损耗比集中式的大幅下降。

详细计算如下：
 1) 直流侧传输损耗对比，以平均距离50m计算，假定传统方案的直流侧工作电压600Vdc，集散式方案820Vdc，两组的损耗差为：
 2) 交流侧传输损耗对比，以平均距离15m计算，假定假定传统方案的交流侧工作电压315Vac，集散式方案520Vac，两组的损耗差为：。

集中式、组串式和集散式逆变器比较技术专题目前适用于大型光伏电站的逆变器主流产品包括集中式、组串式和集散式逆变器，各有利弊和优缺点。

为更好的为本项目选择合适的逆变器，做此逆变器比较专题报告。

集中式、组串式和集散式逆变器的主要优缺点、适应场合和比选结论详述如下：1集中式、组串式和集散式逆变器概述集中式逆变器：国内主流设备功率一般不超过630kW，功率器件采用大电流IGBT，系统拓扑结构采用DC-AC一级电力电子器件变换全桥逆变，工频隔离变压器的方式，防护等级一般不低于IP20。

体积较大，室内立式安装。

系统方案为采用直流汇流箱进行一级汇流，采用集中式逆变器(带MPPT跟踪功能)进行二级汇流及逆变，最后输入升压箱变。

组串式逆变器：功率一般不大于60kW，功率开关管采用小电流的MOSFET，拓扑结构采用DC-DC-BOOST升压和DC-AC全桥逆变两级电力电子器件变换，防护等级一般为IP65。

体积较小，可室外壁挂式安装。

系统方案为采用组串式逆变器(带多路MPPT跟踪功能)进行一级汇流及逆变，采用交流汇流箱进行二次汇流，最后输入升压箱变。

集散式逆变器：分布式多MPPT，独立跟踪，精度高，发电效率高；分布式DC/DC升压，直流传输电压800V左右、交流并网电压500V左右，传输损耗降低；传输及并网电压高、电流小，逆变器、电缆和箱变的投资都有所下降。

系统方案为采用直流汇流箱进行一级汇流(直流汇流箱带多路MPPT跟踪功能)，再采用大容量逆变器(不带MPPT跟踪功能)进行二级汇流及逆变，最后输入升压箱变。

光伏场区使用主要器件对比：集中式逆变方案：光伏组件，直流电缆，直流汇流箱，直流电缆，直流配电柜，直流电缆，集中式逆变器，交流电缆，双分裂箱变。

组串式逆变方案：光伏组件，直流电缆，组串式逆变器，交流电缆，交流汇流箱，交流电缆，双绕组箱变。

集散式逆变方案：光伏组件，直流电缆，智能型带MPPT直流汇流箱，直流电缆，直流配电柜，直流电缆，集散式逆变器，交流电缆，双绕组箱变。

TECHNOLOGY AND INFORMATION10 科学与信息化2023年11月上集中式光伏电站逆变器选型问题探讨邵博文华能宁夏能源有限公司 宁夏 银川 750000摘 要 它集中式光伏电站是由多种电气设备进行构成的，而且构成相对较为复杂，而逆变器的形式则能够影响到发电效能。

基于此，本文通过采取文献资料法以及案例分析来分析集中式光伏电站逆变器选型问题，以达到充分发挥发电效能的目的。

通过解决集中式光伏电站逆变器选型问题，能够充分满足高效发电，提升转化效率，使得千瓦造价变得更低，有助于推动我国集中式光伏电站的发展。

关键词 集中式光伏电站；逆变器；选型问题引言自工业革命以来，化石能源的开发在一定程度上推动了人类进步，而这时也产生了资源匮乏以及环境污染等方面问题。

所以推动能源转型是实现人类可持续发展的重要道路。

当前，我国风电以及光伏发电不断发展，成本也明显降低，其中开发以及建设质量也有了明显提升，而这就为我国建设清洁、低碳的能源体系发挥出了十分重要的作用。

国家相关补贴扶持政策的推出，使得我国的光伏产业得到了快速发展，在光伏设计当中逆变器在技术难度和价格等方面占据较大的比重，因此逆变器的选型显得十分重要。

1 集中式光伏电站逆变器的优势第一，具有较强的电网适应性。

通常来说，集中式光伏电站可以接受执行调度机构所发送的有功功率的控制指令等，从而保证光伏电站的功率根据有关机构的要求实施运行。

与此同时，逆变器需要按照调度指令在范围内实施无功功率补偿。

再就是低/零电压穿越，主要应用于电网发生故障时，这时逆变器可以快速进行检测，并进入到低/零电压穿越模式中。

同时在电网发生故障时，需要确保电流控制器等均能够进行工作，所以就要确保逆变器输出合适的功率。

第二，可靠性比较高。

逆变器是光伏电站的重要组成，其是否具有可靠性则在一定程度上决定着电站是否可以稳定运行。

一般来说，逆变器可靠性会涉及多个方面，比如从技术方面来说，则会受到器件选型以及检测保护等的影响。

集中式、组合式、集散式逆变器的异同点- 集中式逆变器是一种逆变器系统，它使用一个中央逆变器来处理多个太阳能电池组的电能。

该系统通常用于大型太阳能电站。

集中式逆变器可以通过收集和连接多个太阳能电池组的电能来显著提高能源转换效率。

集中式逆变器是一种逆变器系统，它使用一个中央逆变器来处理多个太阳能电池组的电能。

该系统通常用于大型太阳能电站。

集中式逆变器可以通过收集和连接多个太阳能电池组的电能来显著提高能源转换效率。

- 组合式逆变器是将多个独立运行的逆变器组合在一起的系统。

每个逆变器负责转换一个或多个太阳能电池板的电能。

组合式逆变器通常用于中等规模的太阳能系统，如住宅和商业建筑。

组合式逆变器是将多个独立运行的逆变器组合在一起的系统。

每个逆变器负责转换一个或多个太阳能电池板的电能。

组合式逆变器通常用于中等规模的太阳能系统，如住宅和商业建筑。

- 集散式逆变器是一种将太阳能电池板和逆变器分别安装在不同的位置的系统。

太阳能电池板将电能输送到中央逆变器，然后将其转换为交流电。

这种配置通常用于太阳能电站或大型商业建筑，因为它可以降低能源传输损失。

集散式逆变器是一种将太阳能电池板和逆变器分别安装在不同的位置的系统。

太阳能电池板将电能输送到中央逆变器，然后将其转换为交流电。

这种配置通常用于太阳能电站或大型商业建筑，因为它可以降低能源传输损失。

这些逆变器系统之间存在以下异同点：1. 系统结构不同：集中式逆变器将多个太阳能电池组连接到一个中央逆变器上，而组合式逆变器将多个独立运行的逆变器组合在一起。

集散式逆变器在太阳能电池板和逆变器之间采用分离的配置。

系统结构不同：集中式逆变器将多个太阳能电池组连接到一个中央逆变器上，而组合式逆变器将多个独立运行的逆变器组合在一起。

集散式逆变器在太阳能电池板和逆变器之间采用分离的配置。

2. 适用规模不同：集中式逆变器主要用于大型太阳能电站，而组合式逆变器适用于中等规模的太阳能系统，如住宅和商业建筑。

深圳市禾望电气股份有限公司（股票代码：603063）专注于新能源和电气传动产品的研发、生产、销售和服务，主要产品包括风力发电产品、光伏发电产品、电气传动产品等，拥有完整的大功率电力电子装置及监控系统的自主开发及研发实力与测试平台。

公司通过技术和服务上的创新，不断为客户创造价值，现已成为国内新能源领域最具竞争力的电气企业之一。

在光伏并网发电领域，禾望电气提供具有竞争力的整体解决方案，包括组串式中小功率光伏发电系统和集中/集散式大功率光伏发电系统。

在集中式方案中，包括1100V系统用的500kW、630kW、800kW并网逆变器和1500V系统用的1250kW、1562.5kW、2500kW和3125kW并网逆变器，以及箱变一体机式的一体化解决方案组合产品。

在集散式方案中，包括1100V系统用的1000kW和1250kW并网逆变器，同时提供1MW、1.25MW、2MW、2.5MW、4MW 和5MW的逆变箱房式、箱变一体机式的一体化解决方案组合产品。

在组串式方案中，包括户用5kW～8kW单相机型，商用8kW～33kW小功率、36kW～50kW中功率和60kW～125kW大功率以及DC1500V 225kW大功率机型。

同时提供对应的WiFi模块/GPRS无线模块/4G无线模块、智能数据采集器产品和防逆流解决方案，满足系统的远程监控和运维管理需求。

在工商业储能领域，禾望电气提供60kW～120kW户外储能一体机装置（可选配100kWh/200kWh的电池），满足工厂限电模式下的削峰填谷及离网应用。

集中式光伏并网逆变器（1500V）集中式光伏并网逆变器（1100V）集散式逆变系统（1100V）集散式光伏并网逆变器集散式汇流箱集散式系统在平地光伏电站的应用——2.5MW 35kV/10kV集成逆变升压一体化电站智能数据采集器兆瓦级光伏并网逆变房集散式光储充共直流母线解决方案应用案例0408101214161820212223质量管理体系环境管理体系职业健康安全管理体系CNAS认可实验室资质国家级高新技术企业国家科学技术进步奖总部 · 深圳6大研发制造基地：深圳、苏州、东莞、盐城、西安、河源30个服务基地：布局全球市场，为更多客户提供全面服务① 4000m以上应用请联系禾望电气② 整机尺寸不包括螺钉、门锁等零部件的突出部位型号HPHV1250-550HPHV1250-630HPHV1562.5-550HPHV1562.5-600HPHV1562.5-630直流侧参数MPPT电压范围800V～1450V最大直流电压1500V标配可接入支路数6路（接24路汇流箱）/ 9路（接16路汇流箱）7路（接24路汇流箱）/ 11路（接16路汇流箱）最大支路电流400A交流侧参数额定输出功率1250kW 1562.5kW 最大输出功率1375kW1718.7kW 1719kW 1718.7kW 额定输出电流1312A 1146A 1640A 1504A 1432A 最大输出电流1443A 1261A 1804A 1654A 1575A 额定电网电压550V 630V 550V 600V 630V 允许电压范围440V～632V504V～724V440V～632V 480V～690V504V～724V额定电网频率50Hz / 60Hz允许频率范围±3Hz电流总谐波分量（THD）＜3%（额定功率）直流电流分量＜0.5%（额定输出电流）功率因数0.8（感性）～0.8（容性）系统参数最大效率99.00%99.02%99.11%99.00%99.01%中国效率98.47%98.50%98.47%98.50%待机自耗电＜100W 冷却方式强制风冷防护等级IP20工作环境温度－40℃～＋55℃（超过40℃降容使用）存储环境温度－40℃～＋70℃允许海拔高度 ①≤5000m（4000m以上降额使用）允许相对湿度0%～95%，无凝露低压穿越满足零电压穿越通讯接口RS485，Ethernet 机械参数整机尺寸（宽*高*深）②1600*2150*800mm重量≤1300kg≤1400kg① 4000m以上应用请联系禾望电气② 整机尺寸不包括螺钉、门锁等零部件的突出部位型号HPHV2500-550HPHV2500-630HPHV3125-550HPHV3125-600 HPHV3125-630直流侧参数MPPT电压范围800V～1450V最大直流电压1500V标配可接入支路数12路（接24路汇流箱）/ 18路（接16路汇流箱）14路（接24路汇流箱）/ 22路（接16路汇流箱）最大支路电流400A交流侧参数额定输出功率2500kW 3125kW 最大输出功率2750kW3438kW 额定输出电流2624A 2292A 3280A 3008A 2864A 最大输出电流2886A 2522A 3608A 3309A 3150A 额定电网电压550V 630V 550V 600V 630V 允许电压范围440V～632V504V～724V440V～632V 480V～690V504V～724V额定电网频率50Hz / 60Hz允许频率范围±3Hz电流总谐波分量（THD）＜3%（额定功率）直流电流分量＜0.5%（额定输出电流）功率因数0.8（感性）～0.8（容性）系统参数最大效率99.02%99.04%99.06%99.11%中国效率98.49%98.62%待机自耗电＜100W 冷却方式强制风冷防护等级IP55工作环境温度－40℃～＋55℃（超过40℃降容使用）存储环境温度－40℃～＋70℃允许海拔高度 ①≤5000m（4000m以上降额使用）允许相对湿度0%～95%，无凝露低压穿越满足零电压穿越通讯接口RS485，Ethernet 机械参数整机尺寸（宽*高*深）②1710*2505*1700mm重量≤2700kg交流软启和交直流双电源冗余，无需外配UPS或者辅电就可以完成低压穿越性能特点① 根据客户需求，逆变器交流输出电压可定制② 4000m以上应用请联系禾望电气③ 整机尺寸不包括螺钉、门锁等零部件的突出部位型号HPSP0500HPSP0630HPSP0800-CC直流侧参数MPPT电压范围500V～900V520V～900V500V～900V最大直流电压1100V标配可接入支路数8路12路最大支路电流160A 交流侧参数额定输出功率500kW 630kW 800kW 最大输出功率550kW 693kW840kW 额定输出电流902A 1137A 1010A 1320A 最大输出电流993A 1250A 1111A 1386A 额定电网电压 ①320V 320V 360V 350V 允许电压范围256V～368V256V～368V288V～414V315V～385V额定电网频率50Hz / 60Hz允许频率范围±3Hz电流总谐波分量（THD）＜3%（额定功率）直流电流分量＜0.5%（额定输出电流）功率因数0.9（感性）～0.9（容性）0.95（感性）～0.95（容性）系统参数最大效率99.02%99.01%99.03%99.01%欧洲效率98.3%98.3%98.4%98.5%待机自耗电＜50W 冷却方式强制风冷防护等级IP20（户内型） / IP55（户外型）工作环境温度－40℃～＋55℃（超过40℃降容使用）存储环境温度－40℃～＋70℃允许海拔高度 ②≤5000m（4000m以上降额使用）允许相对湿度5%～95%，无凝露低压穿越满足零电压穿越通讯接口RS485，Ethernet机械参数整机尺寸（宽*高*深）③1000*2150*800mm / 1220*2300*870mm重量≤1000kg户外型户内型心数据交互。

三大类型光伏逆变器的优缺点介绍逆变器作为光伏发电的重要组成部分，主要的作用是将光伏组件发出的直流电转变成沟通电。

目前，市面上常见的逆变器主要分为集中式逆变器与组串式逆变器，还有新潮的集散式逆变器。

今日，我就针对三种逆变器来谈一谈各自的特点。

一、集中式逆变器集中式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电汇总转变为沟通电后进行升压、并网。

因此，逆变器的功率都相对较大。

光伏电站中一般采纳500kW以上的集中式逆变器。

(一)集中式逆变器的优点如下：1.功率大，数量少，便于管理;元器件少，稳定性好，便于维护;2.谐波含量少，电能质量高;爱护功能齐全，平安性高;3.有功率因素调整功能和低电压穿越功能，电网调整性好。

(二)集中式逆变器存在如下问题：1.集中式逆变器MPPT电压范围较窄，不能监控到每一路组件的运行状况，因此不行能使每一路组件都处于最佳工作点，组件配置不敏捷;2.集中式逆变器占地面积大，需要专用的机房，安装不敏捷;3.自身耗电以及机房通风散热耗电量大。

二、组串式逆变器组串式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电直接转变为沟通电汇总后升压、并网。

因此，逆变器的功率都相对较小。

光伏电站中一般采纳50kW以下的组串式逆变器。

(一)组串式逆变器优点：1.不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时削减光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的状况，最大程度增加了发电量;2.MPPT电压范围宽，组件配置更加敏捷;在阴雨天，雾气多的部区，发电时间长;3.体积较小，占地面积小，无需专用机房，安装敏捷;4.自耗电低、故障影响小。

(二)组串式逆变器存在问题：1.功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区;元器件较多，集成在一起，稳定性稍差;2.户外型安装，风吹日晒很简单导致外壳和散热片老化;3.逆变器数量多，总故障率会上升，系统监控难度大;4.不带隔离变压器设计，电气平安性稍差，不适合薄膜组件负极接地系统。

三、集散式逆变器集散式逆变器是近两年来新提出的一种逆变器形式，其主要特点是"集中逆变'和"分散MPPT跟踪'。

集散式逆变器的使用场景集散式逆变器（Microinverter）是一种逆变器技术，用于将直流（DC）电能转换为交流（AC）电能。

与传统的集中式逆变器相比，集散式逆变器具有多个优势，因此在某些特定的使用场景下更加适用。

集散式逆变器可以提高太阳能发电系统的整体效率。

在传统的集中式逆变器中，多个太阳能电池板（也称为光伏组件）通过串联方式连接到一个逆变器上。

这种串联方式会导致组件间的电流和电压差异，从而限制了整个系统的发电效率。

而集散式逆变器采用一对一的方式，即每个太阳能电池板都连接一个独立的逆变器，因此可以最大程度地减小组件间的电流和电压差异，提高发电效率。

集散式逆变器可以提高太阳能发电系统的可靠性。

在传统的集中式逆变器中，如果一个逆变器出现故障，整个系统的发电效果会受到影响。

而集散式逆变器的每个逆变器都是独立工作的，一个逆变器的故障不会影响其他逆变器的正常运行，从而提高了系统的可靠性和稳定性。

集散式逆变器还具有灵活性和可扩展性。

由于每个逆变器都是独立工作的，因此可以根据实际需求进行系统的设计和扩展。

无论是安装新的太阳能电池板还是更换旧的太阳能电池板，都可以方便地进行操作，而不需要对整个系统进行大规模的改动。

集散式逆变器还可以提高系统的安全性。

传统的集中式逆变器通常会将高压直流电转换为低压交流电，这样会增加系统的安全隐患。

而集散式逆变器将直流电转换为交流电的过程分散在多个逆变器中，减小了单个逆变器的功率和电压，从而降低了系统的安全风险。

在实际应用中，集散式逆变器适用于各种规模的太阳能发电系统。

对于小规模的家庭太阳能发电系统，集散式逆变器可以灵活地安装在每个太阳能电池板附近，减少线路损耗，提高系统的发电效率。

对于大规模的商业太阳能发电系统，集散式逆变器可以实现模块化设计和运维，方便系统的管理和维护。

集散式逆变器还适用于复杂环境下的太阳能发电系统。

例如，当太阳能电池板面积不均匀、朝向不同或存在阴影遮挡时，集散式逆变器可以针对每个太阳能电池板进行优化电流和电压输出，提高整个系统的发电效率。

集中式、组串式、集散式逆变器的区别
1.集散式逆变器的设计和制造难度较大，成本相对较高；
2.逆变器数量较多，系统监控难度大；
3.由于分散MPPT跟踪，逆变器需要更多的通讯和控制线路，增加了系统的复杂度；
4.逆变器的维护和故障排查需要更专业的技术人员。

XXX是一家专业从事太阳能光伏逆变器研发、生产和销
售的企业。

太阳能光伏逆变器是将太阳能光伏组件产生的直流电转变为交流电的核心设备之一。

在光伏电站中，逆变器的选型和使用对于电站的发电效率和稳定性都有着至关重要的影响。

集中式逆变器的优点在于功率大、数量少、稳定性好、电能质量高、安全性高等方面。

然而，由于其MPPT电压范围
较窄、占地面积大、自身耗电量大等问题，使得组件配置不灵活，安装和维护成本较高。

组串式逆变器则具有体积小、占地面积小、自耗电低、故障影响小等优点。

但是，由于其功率器件电气间隙小、逆变器数量多等问题，使得其不适合高海拔地区，且总故障率会升高。

集散式逆变器是近几年新提出的一种逆变器形式，具有集中式逆变器的低成本和组串式逆变器的高发电量等优点。

但是，由于其设计和制造难度大、逆变器数量较多等问题，使得其成本相对较高，系统监控难度大，维护和故障排查需要更专业的技术人员。

1.相比于前两类，这种形式较新，因此在工程项目方面的
应用相对较少，缺乏工程经验；
2.需要经历工程项目的检验，以确保其安全性、稳定性和
高发电量等特性。

1.相对于前两类，这种形式比较新，因此在实际工程项目
中的应用还比较少，缺乏足够的工程经验。

2.为了确保其安全性、稳定性和高发电量等特性，需要经
过工程项目的检验和实践验证。

集散式控制系统（DCS）开发及应用方案一、实施背景随着工业4.0的到来，产业结构逐渐向智能化、自动化、信息化方向发展。

在此背景下，企业越发重视生产过程的优化与控制。

传统的手动控制和集中式控制系统已无法满足现代工业生产的需求，因此开发集散式控制系统（DCS）成为产业发展的必然趋势。

二、工作原理集散式控制系统（DCS）是一种分布式控制系统，它将控制功能分散到多个智能节点，实现多点控制。

每个智能节点都具备独立的处理能力，可以自主完成局部控制任务，同时又通过通信网络相互连接，实现信息共享和全局控制。

这种系统结构提高了控制效率，降低了控制风险，并可以根据实际生产需求进行灵活的配置和扩展。

三、实施计划步骤1.需求分析：明确控制对象和控制要求，分析现有设备和工艺流程，为系统设计提供依据。

2.系统设计：根据需求分析结果，设计系统的硬件架构、软件功能和网络拓扑结构。

3.硬件选型与配置：选择合适的处理器、传感器、执行器等硬件设备，并配置到相应的智能节点上。

4.软件开发：编写控制算法、数据处理和通信协议等软件程序，实现系统的各项功能。

5.系统集成与调试：将各个智能节点连接起来，进行系统集成和调试，确保系统的稳定性和可靠性。

6.用户培训与文档编写：对用户进行操作培训，编写用户手册和维修手册等文档资料。

7.项目验收与推广：完成项目验收，收集用户反馈，对系统进行持续优化和推广。

四、适用范围集散式控制系统（DCS）适用于各种工业生产领域，如石油化工、电力、制药、食品加工等。

它适用于大型生产线和复杂工艺流程的控制，同时也可以用于小型工厂和实验室的自动化控制。

五、创新要点1.分布式架构：采用分布式控制系统结构，将控制功能分散到多个智能节点上，提高了系统的可靠性和灵活性。

2.智能节点自治：每个智能节点具有独立的处理能力，可以自主完成局部控制任务，降低了对中心控制器的依赖。

3.信息共享与全局控制：通过通信网络实现信息共享和全局控制，提高了生产过程的协调性和一致性。