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          光伏逆變器配套情況及2015年展望

          發布時間:2015-05-19 來源:中國自動化網 類型:行業資訊 人瀏覽
          關鍵字:

          逆變器 并網 光伏

          導  讀:

          2014年光伏并網逆變器競爭“慘烈”,價格持續走低,受賬期和價格影響,一批企業逐漸退出市場,預計到2015年,價格戰將繼續,更多公司會退出,最后可能只有10家左右公司能堅持到最后。

          2、電抗器降價:線材由銅改為鋁,鐵芯由進品的硅鋼片改為國產硅鋼片,由取向的硅鋼片改為無取向硅鋼片,電抗器的成本約下降60%,造成的后果是電抗器損耗增大,銅的電阻比鋁少,但鋁可以通過增加面積來減少電阻,因此線損增加不大。取向硅鋼具有強烈的方向性;在易磁化的軋制方向上具有優越的高磁導率與低損耗特性。因此采用無取向的硅鋼片后,會導致電抗器鐵損增大。

           

          3、結構件降低:大部分廠家都推出了結構緊湊型的逆變器,500KW逆變器,2012年前寬度一般在2.8米,到2013年寬度一般在2米,2014年后新推出的一般在1.5米左右,體積變小,對逆變器廠家的結構設計人員技術要求是一個挑戰,要綜合考慮安裝,維護和散熱的問題。逆變器集成直流配電柜,可以節省直流配電柜的結構件,配電柜到逆變器之間的電纜。

           

          取消直流疊層母排,大部分廠家采用兩個銅排中間夾一層絕緣片,這樣逆變器的性能會降低,原因有2個:母排的雜散電感會越來越大,系統的EMC干擾也越來越高,IGBT會經常受到損傷;母排的局部放電會越來越大,母排和絕緣片之間沒有粘結在一起,肯定會存在氣隙,而且氣隙會越來越大,最后造成絕緣性降低。

           

          采用低端的機械壓合的散熱器,從散熱技術上來看,采用機械壓合工藝的散熱器,基板和鰭片之間連接面積小,所以熱阻大,而且隨著時間的推移,基板和鰭片連接部位會發生形變,熱阻會越來越大,而采用銅焊接工藝的散熱器,由于銅的散熱效果比鋁好,所以基板和鰭片之間的熱阻就非常少,接近本體,壽命也可達20年之久。

           

          4、節省一些非重要器件:如去掉直流和交流濾波器,絕緣阻抗檢測儀;減少直流母線電容的數量;直流和交流開關由斷路器改為負荷開關加熔斷器;電流傳感器、防雷器、風機、熔斷器等器件由進口高端品牌改為優秀國產品牌。

           

          5、大量采用國產器件:斷路器國外高端品牌有ABB,施耐德,西門子,國外中端品牌有LS,國內這幾年也出現了很多流斷路器,如諾雅克,北京人民,上海良信,新馳電氣,奔一電氣,常熟開關,這些開關廠看到了商機,也推出了光伏逆變器,匯流箱專用的斷路器,目前逐漸替代了國外高端品牌。但國產器件產品性能到底怎么樣,還得靠時間去檢驗。

           

          6、逆變器輸出電壓等級由270V提高315V,交流輸出最大電流由1176A降到1008A,電流的減少可以使逆變器電抗器變小,接觸器,IGBT,斷路器也可以選擇小一型號的產品,有利于降低成本,同時整機效率也會提高。不利之處是MPPT電壓范圍縮小,在某些地區會影響系統發電量。

           

          可以看到,這幾年國內逆變器在降成本方案上還是下了很多功夫,還得益于元器件廠家價格降下來,以及國產品牌的崛起。不過國內逆變器廠家對新技術和新器件的應用還是太少,日本的TMEIC就已以推出以碳化硅為功率器件的逆變器,并且開始大批量應用,碳化硅內阻很少,可以把效率做很高,開關頻率可以達到10K,也可以節省LC濾波器和母線電容。

           

          2015年展望與發展

          光伏逆變器使用環境和UPS,變頻器不一樣,光伏組件的壽命是25年,所以要求逆變器的壽命也要到25年,但目前由于價格戰,逆變器已經慢慢遠離機車牽引變流器方向,筆者認為這個是不正常的。隨著國內越來越多有志之士加入光伏行業,以及國內對行業質量的控制力度,光伏電站的補貼將不會向不合格的電站發放。逆變器行業經過一輪低價洗禮,將會回到正常的軌道,產品的穩定性,整體發電量是首要考慮的因素,招標時不再是價格最低者中標。

           

          光伏逆變器高度依賴于電力電子和微電子技術的發展,特別是半導體開關器件,以及微處理器。

           

          可以看到,逆變器的微處理器是向著速度更高,功能更強的方向發展,每一代產品更新時間約為5-6年,逆變器使用時間約為8-10年,從芯片上市到逆變器大規模采用的時間約為2-3年,芯片的生產批量生產時間約為10-15年,對于集中式逆變器而言,更換主芯片,就意味著要更換控制板,對于組串式逆變器,更換主芯片,就意味著要更換整機。

           

          提高系統電壓,在相同的功率情況下,電流將會減少,因此國內有些廠家在研發直流1500V的逆變器,這個技術在機車行內已經成熟,對逆變器來說沒有很大的難度,關鍵是組件,直流電纜和接頭等器件相應的技術要跟上來,1500V的直流輸入,組件的最高工作電壓就可以串聯到1200V,可以由40塊組件串聯,和現在的20-24塊組件串聯相比,可以大幅減少直流電纜的數量,還可以提高系統的效率。但凡事有利必有弊,電壓上去了,對組件的一致性要求更高的,因為串聯電路的電流是由電路最小的一塊組件決定的。對系統的安全性能也要求更高了,直流電和交流電不同,沒有過零點,一旦出現漏電,將會造成大的事故。所以在國外發達地區如美國和日本,光伏系統是600V為主。

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