户用型光伏并网逆变器技术发展新特点
求的企业势必遭受到挫折和损失。另一方面德国出台新的标准从技术上而言是对分布式发电的一项约束和贡献的要求,约束体现在电网管理者会更具电网的承受能力,局部电网的稳定性考虑等原因要求分布式发电装置降低发电功率,动态的调整输出功率,贡献体现在逆变器除了输出有功功率外,也可以向电网输出无功功率,并且输出的额度,输出容型有功还是感性无功是可以调节的,该点要求完全是基于现代电力电子技术能够做到无功补偿这一事实而提出的,在较早的电力电子技术中,不可控和半可控器件以及落后的控制技术等方面制约了类似的要求被实现出来。国内的逆变器厂商也应该充分的认识到新标准要求后面的深刻技术背景,分布式发电要作为电网的一个补充,首先要做到安全,可靠,受控,清洁(电网的清洁指的是谐波含量尽可能小),因此接受来自电网的指令,完成相应的参数调整是完全必要而且是必须的,微电源的优势之一恰恰就在于双向可控。
●多路MPPT追踪,提高系统发电效率
在光伏逆变器的第一个技术竞争大潮中,追求单机转换效率,MPPT追踪效率成为了大家竞相比拼的技术点,拥有更高转换效率的逆变器无疑能够赢得在这类竞争。当前一方面组串型逆变器还在技术朝着提高单机整体效率,单路MPPT效率等方面发展,另一方面的事实也必须引起我们的关注,即在电力电子器件,新型成熟的拓扑结构在较长的时间内没有重大突破的现实下,提高效率的空间已经不大,国内的小功率逆变器厂商的产品和国外的主流逆变器厂商产品在效率参数上已经看齐,在某些机型上甚至超过了国外产品。但组串型,无变压器设计的逆变器的整机效率已经达到了98%以上,逆变器厂商开始了在“小数点”上的挣扎,单机效率的提升已经到了一个饱和线,进一步提升的空间已经不大,但带来的代价也许很大。举例而言,多电平技术能够提升一定的系统效率,但代价是单管使用量加大,三相三电平如果采用传统的二电平全桥,使用6个IGBT,如果改到三电平拓扑,则要在逆变部分增加到12个IGBT,增加器件意味着增加了整机的成本,但能够提升的效率空间在个位数以下,这些性能的提高往往并不能被客户所埋单,客户更加青睐性价比综合较优的机器选择,而不会单纯的追求单机效率。
事实上,要使太阳能逆变器的效率提高 1%非常困难,然而由于系统设计不当,而导致发电效果降低10%的情况,却并不少见,有些甚至可能导致系统无法长期正常运行。从这个事实出发,对逆变器设计提出了新的要求,即满足更加灵活的系统配置。在单路MPPT追踪的情况下,所有的PV组件串接起来,接入逆变器,如果组串中有PV组件失效情况发生,则该路的整体MPPT效率会受到影响,从而有可能使得系统的效率大大下降,无论逆变器有多高的转换效率和追踪效率,都无法发挥作用。为了减少这种失效带来的系统效率降低的风险,户用型小功率逆变器出现了多路独立MPPT追踪的技术趋势,多路MPPT能够减小单路MPPT失效带来的损失,给系统的配置带来了更大的灵活性。图2为一种2路MPPT独立追踪的三相三电平并网逆变器电路拓扑图
图2 一种两路独立MPPT逆变拓扑电路
由于采用了新型的拓扑设计,提供了多路的MPPT追踪通道,单通道的效率依然可做到很高,但同时给用户提供了更加灵活的系统配置以及降低了潜在的系统效率损失的风险,毫无疑问多路MPPT追踪是受用户欢迎的一个新功能。
●多重通信解决方案,满足灵活的监控需求
户用型逆变器安装,使用的场合较为复杂,可以适用于住宅,仓库,公用建筑,办公楼宇,车棚等环境,这也对逆变器的监控提出了更加灵活多变的需求。以前的逆变器设计中,通信多采用有线,如基于RS485的通信接口,客户免不了要在安装时进行布线,同时客户端监控的手段多为基于PC机的应用软件,可以实现一对多的监控。现在这一模式受到了很大的挑战,客户不在满足于有线的方式,而是更多的要求逆变器能够提供无线的监控方案,这一变化一方面要求逆变器本身能够兼容无线通信协议和接口,另一方面能够提供整体的监控方案,特别是客户端的无线监控方案。对于逆变器的设计而言,突破了传统工业系统通信接口和系统监控方案设计的技术路线将对许多从传统电力行业转型过来的逆变器企业构成了挑战。新型的通信和监控方案更多的是基于IT通信领域的技术开发,和传统的电气技术开发截然不同,并且这类产品和解决方案有一定的独立性,可以单独进行产品销售。因此对于逆变器厂商完全可以同专门进行监控产品开发的厂商合作,并提供整体解决方案给客户,逆变器厂商只要开放其部分协议给监控厂商,
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