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光伏逆變器競爭激烈，百花齊放，百家爭鳴，各個廠家都在費盡心機，讓自己的產(chǎn)品與眾不同，有的廠家以控制成本為主，價格上做到極低，有的廠家以控制功率密度為主，把尺寸做到極小，有的廠家著重提升效率，有的廠家喜歡新型器件，有的廠家追求自然冷卻，把無風(fēng)扇進(jìn)行到底。
光伏逆變器涉及電力電子，智能控制，機械結(jié)構(gòu)，電能質(zhì)量等多個學(xué)科，是一個系統(tǒng)工程，逆變器的體積、重量、效率、噪聲、電壓范圍、溫度等每一個參數(shù)指標(biāo)都很重要，如果單純片面去追求某一兩個技術(shù)指標(biāo)的完美，會犧牲逆變器的其它性能，造成綜合性能變差。
中庸思想貫穿中華五千年的文明史，其核心就是凡事不可太過，日中則移，月滿則虧，器滿則傾，水滿則溢，物極必反。中庸之道不是說不追求完美，而是在均衡的基礎(chǔ)上再追求完美，電子技術(shù)發(fā)展是日新月異，新技術(shù)成為市場上銷售的新亮點，但并不是所有的新技術(shù)都完美無缺的，并不是所有的老技術(shù)都是過時的，新技術(shù)與舊技術(shù)也沒有絕對的界限。以適度超前為原則，均衡發(fā)展為目標(biāo)，從實際出發(fā)，采取新老技術(shù)相結(jié)合的方式，從用戶的角度出發(fā)，在生命周期內(nèi)實現(xiàn)收益最大化，才是逆變器設(shè)計選型中庸之道。
50/60kW功率等級的逆變器，是國內(nèi)大型屋頂，山丘，地面等光伏電站用得最多的逆變器，國內(nèi)各個廠家設(shè)計的側(cè)重點不一樣，路線風(fēng)格也是多種多樣。
1、散熱方案與體積重量的選取：
組串式逆變器散熱方式主要有強制風(fēng)冷和自然冷卻兩種，通過組串式逆變器散熱能力對比實驗發(fā)現(xiàn)，50kW功率等級的組串式逆變器，強制風(fēng)冷的散熱效果要優(yōu)于自然冷卻散熱方式，逆變器內(nèi)部電容、IGBT等關(guān)鍵部件溫升降低了20℃左右，可確保逆變器長壽命高效工作，而采用自然冷卻方式的逆變器溫升高，元器件壽命降低。同時通過對光伏電站現(xiàn)場運行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，采用自然冷卻方式的組串式逆變器由于散熱效果差，高溫環(huán)境下出現(xiàn)降額運行，導(dǎo)致電站發(fā)電量損失，影響了投資方的收益。強制風(fēng)冷也有采用高速風(fēng)扇和中速風(fēng)扇兩種，采用高速風(fēng)扇可以減少散熱器的體積和重量，但會增加噪聲，風(fēng)扇壽命也比較短，采用中等調(diào)速風(fēng)扇，散熱器稍微大一些，但是在低功率時，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，在中功率時風(fēng)扇低速運行，實際是逆變器滿功率運行時間不是很多，因此風(fēng)扇的壽命可以很長。
國內(nèi)逆變器廠家有以下方案：
A、大面積自然散熱，采用分立器件，把熱源分散，散熱器體積很大、很重，比較典型是深圳茂碩的ST60KTL，面積為800*845mm，重量為70kg。這種方案的壞處是成本高，安裝和維護(hù)不方便，如果是安裝在屋頂，這么大體積和重量，搬運是一件很困難的事。
B、自然散熱，為了縮小體積，采用了降額設(shè)計，比較典型是華為的SUN2000-50KTL，面積為930*550mm，實際最大輸出功率為46KW，環(huán)境溫度為50度以上時逆變器就開始降低輸出功率，這種方案的壞處是組件配板少，在夏天中午發(fā)電高峰期間，逆變器安裝在室外，環(huán)境溫度很容易超過50度，降額輸出會造成發(fā)電量的損失，嚴(yán)重影響客戶的收益。
C、強制高速風(fēng)冷，為了把體積做到最小，減輕重量，采用超高速風(fēng)扇，比較典型是陽光電源SG50KTL，這個機型面積為700*510mm，重量為39kg，為同功率段全世界尺寸最少，最輕的逆變器，為了達(dá)到這個尺寸和重量，也采用了業(yè)界最高速的散熱風(fēng)扇，這個型號06038RE額定轉(zhuǎn)速是11000轉(zhuǎn)每分鐘，聲音是58dB，高速風(fēng)扇可以有效減少散熱器的尺寸，但同時也會帶來其它問題，首先是聲音特別大，特別尖銳，再次就是壽命短，對外宣稱是環(huán)境溫度45度壽命8萬小時，實際上廠家給的規(guī)格書上標(biāo)稱是25度8萬小時，按照溫度每升高10度壽命減半計算，實際壽命約2小時，只能用6年左右；為了減少電流，把輸出電壓提高到540Vac，但用的器件還是常規(guī)的480V，器件長時間處于高壓狀態(tài)，容易損壞。
D、智能風(fēng)冷，采用中速的散熱調(diào)速風(fēng)扇，低功率時自然散熱，高功率時強制風(fēng)冷，這個方案兼顧自然散熱聲音小和強制風(fēng)冷體積少的優(yōu)點，又克服了自然散熱體積大重量重和強制風(fēng)冷噪聲大的缺點，是目前最合適的方案。
2、MPPT路數(shù)與發(fā)電量及效率
如果組件不一致、組件安裝角度，或者朝向不一樣，從解決失配的問題角度來說，MPPT數(shù)量越多越有利，因為如果其中一路MPPT的組件出了問題，不會影響其它路的組件，是不是MPPT路數(shù)越多，實際發(fā)電量就越高，這就不一定了，需要從實際情況出來辯證的看待；從穩(wěn)定性和效率上來說，MPPT的數(shù)量越少越好，因為MPPT數(shù)量越多，系統(tǒng)成本越高，每一路電流越小穩(wěn)定性越差，損耗越多。
1）功能損耗：MPPT算法很多，有干擾觀察法、增量電導(dǎo)法、電導(dǎo)增量法等等，不管是哪一種算法，都是通過持續(xù)不斷改變直流電壓，去判斷陽光的強度變化，因此都會存在誤差，比如說當(dāng)電壓實際正處于最佳工作點時，逆變器還是會嘗試改變電壓，來判斷是不是最佳工作點，多一路MPPT，就會多一路損耗。
2）測量損耗：MPPT工作時，逆變器需要測量電流和電壓。一般來說，電流越大，抗干擾能力就越大，誤差就越少，2路MPPT比4路MPPT電流大1倍，誤差就少一倍。如某公司50KW的逆變器，使用開環(huán)直流電流傳感器HLSR20-P，電流為20A，誤差為1%，當(dāng)輸入電流小于0.5A時，誤差就經(jīng)常發(fā)生，當(dāng)輸入電流小于0.2A時，就基本上不能工作了。
3）電路損耗：MPPT主電路有一個電感和一個開關(guān)管，在運行時也會產(chǎn)生損耗。一般來說，電流越大，電感量可以做得更小，損耗就越少。
下圖是在兩個不同的地方，選擇不同MPPT逆變器實際發(fā)電量的示意圖文并茂，由圖可以看出，在平地?zé)o遮擋光照好的地區(qū)，兩種逆變器發(fā)電量相差不多，在山地或者屋頂有遮擋光照條件一般的地區(qū)，雙級多路MPPT的逆變器發(fā)電量高。
逆變器MPPT技術(shù)的多樣性，給電站設(shè)計帶來了極大的便利。結(jié)合實際，科學(xué)設(shè)計，不同的地形，光照條件，選擇不同的逆變器，降低電站成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。復(fù)雜山丘電站和多面屋頂電站，存在朝向不一致和局部遮擋的現(xiàn)象，且不同的山丘遮擋特性不一樣，帶來組件失配問題，建議選擇2路以上MPPT逆變器，可以增加早晚發(fā)電時間。比較平的山丘電站和中大型屋頂電站，建議選擇2路MPPT逆變器，可以兼顧系統(tǒng)穩(wěn)定性和發(fā)電量；平地?zé)o遮擋，光照條件好的地區(qū)，建議選擇單路MPPT，單級結(jié)構(gòu)的逆變器，可以提高系統(tǒng)可靠性，降低系統(tǒng)成本。
3、監(jiān)控還是自己家的好
光伏電站監(jiān)控現(xiàn)在有兩種形式，一是第三方監(jiān)控平臺，如淘科，英臻，二是逆變器廠家開發(fā)的監(jiān)控平臺。這兩種各有好處，采用第三方監(jiān)控平臺，可以監(jiān)控多家公司的逆變器，適應(yīng)于有多個廠家的安裝公司；逆變器廠家開發(fā)的監(jiān)控平臺只能監(jiān)控自己公司的逆變器，有局限性，但好處也明顯，界面更有針對性，故障處理更快，遠(yuǎn)程升級更方便。
古瑞瓦特自主開發(fā)的監(jiān)控設(shè)備和云平臺，操作簡單方便，界面友好，即便沒有經(jīng)驗的人，5分鐘內(nèi)也可以注冊成功，通過監(jiān)控系統(tǒng)可以查看每一臺逆變器的運行情況，界面友好，更重要的十分方便，客戶最關(guān)心的逆變器工作狀態(tài)、實時功率、每天發(fā)電量，就放在每一臺逆變器下面，如果哪一臺機有問題一目了然，在線客戶系統(tǒng)還可以提供主動服務(wù)，發(fā)現(xiàn)問題、故障預(yù)警、問題遠(yuǎn)程診斷和處理功能。
光伏系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，先查看出故障逆變器的報警信息，再根據(jù)信息找到相應(yīng)的故障處理方法，大部分問題都可以當(dāng)場解決。如果還解決不了，可以選擇向客服提問，服務(wù)器端在線客服會耐心解答，如果是系統(tǒng)軟件問題，可以遠(yuǎn)程在線升級，如果是逆變器硬件問題，在線客服會第一時間轉(zhuǎn)到客服中心，相關(guān)的技術(shù)工程師診斷后，會決定采用維修或者換機最快解決方案。
4、電站安全大于大天
在光伏系統(tǒng)運行過程中，由于組件的質(zhì)量，外部環(huán)境影響或者安裝施工操作不當(dāng)，會造成組件損傷，電路故障等問題，光伏電站一般安裝在荒郊野外，或者屋頂，自然環(huán)境惡劣，不可避免會遇到天災(zāi)人禍，臺風(fēng)，雪災(zāi)，沙塵等自然災(zāi)害會損壞設(shè)備，老鼠等小動物咬壞設(shè)備，電纜也有可難被小偷剪斷。電站的安全性非常重要。
組串監(jiān)控，監(jiān)控光伏輸入每一個組件的電壓和電流，在光伏系統(tǒng)運行過程中，由于組件的質(zhì)量，外部環(huán)境影響或者安裝施工操作不當(dāng)，會造成組件損傷，電路故障等問題。如果沒有組串監(jiān)測功能，有些小問題前期檢測不到，最后造成大問題；有些問題需要專門人員去現(xiàn)場排查，時間長，發(fā)電量損失大。
PID效應(yīng)（Potential Induced Degradation）全稱為電勢誘導(dǎo)衰減，PID直接危害就是大量電荷聚集在電池片表面，造成電池片表面鈍化，使得組件功率衰減，發(fā)電量減少，太陽能發(fā)電站的電站收益降低。通過在逆變器中集成PID防護(hù)模塊，可以有效的避免組件發(fā)生PID現(xiàn)象，減少電站發(fā)電量損失。同時，PID模塊具有修復(fù)功能，可以對已發(fā)生PID問題的組件進(jìn)行修復(fù)，使組件各項指標(biāo)參數(shù)恢復(fù)正常。
直流電弧檢測，火災(zāi)是光伏電站經(jīng)濟(jì)效益損失最大的事故，如果是安裝在廠房或者民居屋頂上，還很容易危及人身安全。光伏電站一旦發(fā)生火災(zāi)，不能直接用水來滅火，首先要以最快的速度切斷電源，光伏電站中的火災(zāi)事故因素很多，直流拉弧是主要的原因。古瑞瓦特公司推出一種電路保護(hù)裝置AFCI，其主要作用是防止故障電弧引起火災(zāi)。它有檢測并區(qū)別逆變器在啟停或開關(guān)時產(chǎn)生的正常電弧和故障電弧的能力，發(fā)現(xiàn)故障電弧后及時切斷電路。
直流熔絲不可或缺，由于器件選型不當(dāng)、安裝方式不對，或者熔絲質(zhì)量問題，在一段時間內(nèi)，光伏電站直流側(cè)熔絲故障事故頻發(fā)，給客戶造成一定的損失，其實這些問題并不是熔絲本身有問題，現(xiàn)在已有解決方案，有的逆變器生產(chǎn)廠家就因此取消了直流端熔絲保護(hù)，改為采取每路MPPT中只有兩路組串并聯(lián)，和使用防反二極管作為過電流保護(hù)。
熔斷器作為一種過電流保護(hù)器件，在系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時，能以最快速度切斷故障回路，避免更大的損失，光伏電站一般安裝在荒郊野外，或者屋頂，自然環(huán)境惡劣，不可避免會遇到臺風(fēng)，雪災(zāi)，沙塵等自然災(zāi)害，老鼠等小動物咬壞電纜造成絕緣破損，接頭松動等天災(zāi)人禍。直流熔絲在光伏系統(tǒng)中不可或缺，完全取消直流熔絲保護(hù)，是一種不負(fù)責(zé)的做法。
逆變器系統(tǒng)由多路MPPT輸入回路組成，每路MPPT接兩路組串，各光伏組串通過Boost升壓電路后并聯(lián)在一起，前級Boost升壓電路一般都并聯(lián)旁路元件，目的是當(dāng)電壓升高到一定值后將Boost升壓電路旁路，提高系統(tǒng)的效率，這時候就相當(dāng)于只有一路MPPT，前級所有的回路都連到一起，如此時某一路發(fā)生短路，電壓會下降，其它組串的電流就會流到這一路，造成短路的回路電流擴(kuò)大幾倍，如果沒有熔斷器保護(hù)，就會引起火災(zāi)。
逆變器的熔絲設(shè)計選型和安裝要注意以下幾點，可以有效減少熔絲無故障熔斷帶來的影響。
（1）熔斷器要選擇正規(guī)生產(chǎn)廠家的合格產(chǎn)品，合適的額定電流，電流過小容易誤判，電流過大起不到保護(hù)作用。
（2）熔斷器安裝地點選用進(jìn)風(fēng)口，溫度低的地方，
（3）熔斷器不裸露，外部有防電弧罩，以防止熔斷器產(chǎn)生電弧起火
5、適度超前設(shè)計
功率開關(guān)器件是逆變器最核心的器件之一，逆變器先進(jìn)性的體現(xiàn)。光伏逆變器中的功率開關(guān)器件主要是指功率場效應(yīng)管，即功率MOSFET和絕緣柵雙極型晶體管IGBT。相對于MOSFET，IGBT飽和壓降低，容易實現(xiàn)高壓、大電流化，在中大功率逆變器占主導(dǎo)地位。而IGBT模塊比分立的IGBT單管具有更高的可靠性和安全工作區(qū)。還有一種IPM的智能功率模塊，將IGBT和驅(qū)動、保護(hù)技術(shù)集成為一體，具有優(yōu)異的可靠性，但功率較少，一般用于家用電器上。
光伏逆變器前級采用雙BOOST升壓的IGBT功率模塊，后級采用三電平IGBT功率模塊，是目前中功率光伏逆變器最佳的方案。
IGBT失效模式是過壓，過溫，過流。
（1）減少功率器件的個數(shù)，50KW逆變器，采用功率器件來設(shè)計只要5個，而采用分立器件來設(shè)計，前級升壓需要16個，后級三電平逆變需要48個。每一個功率器件都是一個故障點，功率器件的可靠性決定了逆變器整體的可靠性。
（2）單個功率模塊的安裝面積比分立元器件散熱面積大，在安裝上也有很多優(yōu)勢，雙端緊固，一體化專用夾具，比較分立器件單端固定，接觸面積更大，應(yīng)力更小，可靠性更好。整體面積縮小30%以上，可以提高整機功率密度。
（3）IGBT和母線電容連接導(dǎo)線會產(chǎn)生雜散電感，在IGBT關(guān)斷的過程中，由于電流快速變化，在IGBT上產(chǎn)生電壓尖峰，會造成嚴(yán)重的電磁干擾，增大器件電壓應(yīng)力。寄生電感會隨著電流的增加、連接導(dǎo)線尺寸增大、距離增長而增大。功率模塊結(jié)構(gòu)緊湊，各功率開關(guān)器件之間連接線很短，可以減少電路中的雜散電感，提高逆變器的可靠性。
（4）1200V 的IGBT和1200V的SIC二極管相結(jié)合，開關(guān)頻率更高，可以提高效率，減少電感的容量。
逆變器作為電子產(chǎn)品，電容是最基本的元器件，直流母線支撐電容主要作用是儲能和濾波，要承受很高的脈沖電流和脈沖電壓，是逆變器壽命最短的器件之一，直流母線電容現(xiàn)在有鋁電解電容和薄膜電容兩種，各有優(yōu)勢，電解電容的主要優(yōu)勢是單體容量大，價格低，薄膜電容優(yōu)勢是單體電壓高，還有以下優(yōu)勢：
電解電容的壽命一般是2000~3000小時，長壽命的有5000~6000小時，并且容易發(fā)生漏液；薄膜電容壽命一般是100000小時以上。而且薄膜電容還具有自愈效應(yīng)，電容內(nèi)部微小部分產(chǎn)生短路時，短路產(chǎn)生的能量會融熔和蒸發(fā)損壞的電極，從而使該短路點再次處于絕緣狀態(tài)。
電解電容耐壓值一般為500-550V，薄膜電容耐壓值一般為1000-1300V，薄膜電容能承受2倍于額定電壓的浪涌電壓的沖擊，能長期承受反向脈沖電壓。
采用功率模塊和母線薄膜電容的組串式逆變器，兼具了集中式逆變器功率器件數(shù)量少，薄膜電容壽命長，整體可靠性高的優(yōu)點，和組串式逆變器MPPT電壓范圍寬路數(shù)多、逆變器體積小重量輕搬運安裝方便等優(yōu)點。
業(yè)主日記1
據(jù)業(yè)主反饋，采用無外置風(fēng)扇自然冷散熱的組串式逆變器，內(nèi)外部溫升最大超過30度，設(shè)備在夏天高溫環(huán)境下滿載運行時經(jīng)常出現(xiàn)降額甚至過溫關(guān)機的現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)電量出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p失。特別是領(lǐng)跑者項目組件的功率一般都選擇在280Wp以上，單臺組串式逆變器接入組件容量一般可以達(dá)到額定容量，在光照較好的情況下，中午出現(xiàn)滿載運行的概率很大，因溫升太高出現(xiàn)降額比較普遍，上表中7月26日--7月31日的發(fā)電量數(shù)據(jù)即能說明這一點。
為驗證業(yè)主的說法，筆者也在多個現(xiàn)場了解組串式逆變器的夏季過溫降額情況，以下為某個現(xiàn)場采集的采用無風(fēng)扇自然冷散熱的組串式逆變器內(nèi)部溫升及降額情況：
選取環(huán)境溫度為30℃的某個晴天的中午，無云層遮擋。組串式逆變器在中午運行時，內(nèi)部腔體環(huán)境溫度竟然達(dá)到近60℃，出現(xiàn)降容運行。如下圖，在12點整逆變器溫度為58.2℃，運行電流為41A， 6分鐘后，逆變器溫度為59.4℃，運行電流降額到20A，輸出功率大幅下降。
12點截圖
12點06分截圖
國內(nèi)逆變器對比
安全保護(hù)：A熔絲，B組串檢測，C 防PID，D 直流電弧檢測，E交直流防雷，
光伏逆變器涉及電力電子，智能控制，機械結(jié)構(gòu)，電能質(zhì)量等多個學(xué)科，是一個系統(tǒng)工程，逆變器的體積、重量、效率、噪聲、電壓范圍、溫度等每一個參數(shù)指標(biāo)都很重要，如果單純片面去追求某一兩個技術(shù)指標(biāo)的完美，會犧牲逆變器的其它性能，造成綜合性能變差。
中庸思想貫穿中華五千年的文明史，其核心就是凡事不可太過，日中則移，月滿則虧，器滿則傾，水滿則溢，物極必反。中庸之道不是說不追求完美，而是在均衡的基礎(chǔ)上再追求完美，電子技術(shù)發(fā)展是日新月異，新技術(shù)成為市場上銷售的新亮點，但并不是所有的新技術(shù)都完美無缺的，并不是所有的老技術(shù)都是過時的，新技術(shù)與舊技術(shù)也沒有絕對的界限。以適度超前為原則，均衡發(fā)展為目標(biāo)，從實際出發(fā)，采取新老技術(shù)相結(jié)合的方式，從用戶的角度出發(fā)，在生命周期內(nèi)實現(xiàn)收益最大化，才是逆變器設(shè)計選型中庸之道。
50/60kW功率等級的逆變器，是國內(nèi)大型屋頂，山丘，地面等光伏電站用得最多的逆變器，國內(nèi)各個廠家設(shè)計的側(cè)重點不一樣，路線風(fēng)格也是多種多樣。
1、散熱方案與體積重量的選取：
組串式逆變器散熱方式主要有強制風(fēng)冷和自然冷卻兩種，通過組串式逆變器散熱能力對比實驗發(fā)現(xiàn)，50kW功率等級的組串式逆變器，強制風(fēng)冷的散熱效果要優(yōu)于自然冷卻散熱方式，逆變器內(nèi)部電容、IGBT等關(guān)鍵部件溫升降低了20℃左右，可確保逆變器長壽命高效工作，而采用自然冷卻方式的逆變器溫升高，元器件壽命降低。同時通過對光伏電站現(xiàn)場運行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，采用自然冷卻方式的組串式逆變器由于散熱效果差，高溫環(huán)境下出現(xiàn)降額運行，導(dǎo)致電站發(fā)電量損失，影響了投資方的收益。強制風(fēng)冷也有采用高速風(fēng)扇和中速風(fēng)扇兩種，采用高速風(fēng)扇可以減少散熱器的體積和重量，但會增加噪聲，風(fēng)扇壽命也比較短，采用中等調(diào)速風(fēng)扇，散熱器稍微大一些，但是在低功率時，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，在中功率時風(fēng)扇低速運行，實際是逆變器滿功率運行時間不是很多，因此風(fēng)扇的壽命可以很長。
國內(nèi)逆變器廠家有以下方案：
A、大面積自然散熱，采用分立器件，把熱源分散，散熱器體積很大、很重，比較典型是深圳茂碩的ST60KTL，面積為800*845mm，重量為70kg。這種方案的壞處是成本高，安裝和維護(hù)不方便，如果是安裝在屋頂，這么大體積和重量，搬運是一件很困難的事。
B、自然散熱，為了縮小體積，采用了降額設(shè)計，比較典型是華為的SUN2000-50KTL，面積為930*550mm，實際最大輸出功率為46KW，環(huán)境溫度為50度以上時逆變器就開始降低輸出功率，這種方案的壞處是組件配板少，在夏天中午發(fā)電高峰期間，逆變器安裝在室外，環(huán)境溫度很容易超過50度，降額輸出會造成發(fā)電量的損失，嚴(yán)重影響客戶的收益。
C、強制高速風(fēng)冷，為了把體積做到最小，減輕重量，采用超高速風(fēng)扇，比較典型是陽光電源SG50KTL，這個機型面積為700*510mm，重量為39kg，為同功率段全世界尺寸最少，最輕的逆變器，為了達(dá)到這個尺寸和重量，也采用了業(yè)界最高速的散熱風(fēng)扇，這個型號06038RE額定轉(zhuǎn)速是11000轉(zhuǎn)每分鐘，聲音是58dB，高速風(fēng)扇可以有效減少散熱器的尺寸，但同時也會帶來其它問題，首先是聲音特別大，特別尖銳，再次就是壽命短，對外宣稱是環(huán)境溫度45度壽命8萬小時，實際上廠家給的規(guī)格書上標(biāo)稱是25度8萬小時，按照溫度每升高10度壽命減半計算，實際壽命約2小時，只能用6年左右；為了減少電流，把輸出電壓提高到540Vac，但用的器件還是常規(guī)的480V，器件長時間處于高壓狀態(tài)，容易損壞。
D、智能風(fēng)冷，采用中速的散熱調(diào)速風(fēng)扇，低功率時自然散熱，高功率時強制風(fēng)冷，這個方案兼顧自然散熱聲音小和強制風(fēng)冷體積少的優(yōu)點，又克服了自然散熱體積大重量重和強制風(fēng)冷噪聲大的缺點，是目前最合適的方案。
2、MPPT路數(shù)與發(fā)電量及效率
如果組件不一致、組件安裝角度，或者朝向不一樣，從解決失配的問題角度來說，MPPT數(shù)量越多越有利，因為如果其中一路MPPT的組件出了問題，不會影響其它路的組件，是不是MPPT路數(shù)越多，實際發(fā)電量就越高，這就不一定了，需要從實際情況出來辯證的看待；從穩(wěn)定性和效率上來說，MPPT的數(shù)量越少越好，因為MPPT數(shù)量越多，系統(tǒng)成本越高，每一路電流越小穩(wěn)定性越差，損耗越多。
1）功能損耗：MPPT算法很多，有干擾觀察法、增量電導(dǎo)法、電導(dǎo)增量法等等，不管是哪一種算法，都是通過持續(xù)不斷改變直流電壓，去判斷陽光的強度變化，因此都會存在誤差，比如說當(dāng)電壓實際正處于最佳工作點時，逆變器還是會嘗試改變電壓，來判斷是不是最佳工作點，多一路MPPT，就會多一路損耗。
2）測量損耗：MPPT工作時，逆變器需要測量電流和電壓。一般來說，電流越大，抗干擾能力就越大，誤差就越少，2路MPPT比4路MPPT電流大1倍，誤差就少一倍。如某公司50KW的逆變器，使用開環(huán)直流電流傳感器HLSR20-P，電流為20A，誤差為1%，當(dāng)輸入電流小于0.5A時，誤差就經(jīng)常發(fā)生，當(dāng)輸入電流小于0.2A時，就基本上不能工作了。
3）電路損耗：MPPT主電路有一個電感和一個開關(guān)管，在運行時也會產(chǎn)生損耗。一般來說，電流越大，電感量可以做得更小，損耗就越少。
下圖是在兩個不同的地方，選擇不同MPPT逆變器實際發(fā)電量的示意圖文并茂，由圖可以看出，在平地?zé)o遮擋光照好的地區(qū)，兩種逆變器發(fā)電量相差不多，在山地或者屋頂有遮擋光照條件一般的地區(qū)，雙級多路MPPT的逆變器發(fā)電量高。
逆變器MPPT技術(shù)的多樣性，給電站設(shè)計帶來了極大的便利。結(jié)合實際，科學(xué)設(shè)計，不同的地形，光照條件，選擇不同的逆變器，降低電站成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。復(fù)雜山丘電站和多面屋頂電站，存在朝向不一致和局部遮擋的現(xiàn)象，且不同的山丘遮擋特性不一樣，帶來組件失配問題，建議選擇2路以上MPPT逆變器，可以增加早晚發(fā)電時間。比較平的山丘電站和中大型屋頂電站，建議選擇2路MPPT逆變器，可以兼顧系統(tǒng)穩(wěn)定性和發(fā)電量；平地?zé)o遮擋，光照條件好的地區(qū)，建議選擇單路MPPT，單級結(jié)構(gòu)的逆變器，可以提高系統(tǒng)可靠性，降低系統(tǒng)成本。
3、監(jiān)控還是自己家的好
光伏電站監(jiān)控現(xiàn)在有兩種形式，一是第三方監(jiān)控平臺，如淘科，英臻，二是逆變器廠家開發(fā)的監(jiān)控平臺。這兩種各有好處，采用第三方監(jiān)控平臺，可以監(jiān)控多家公司的逆變器，適應(yīng)于有多個廠家的安裝公司；逆變器廠家開發(fā)的監(jiān)控平臺只能監(jiān)控自己公司的逆變器，有局限性，但好處也明顯，界面更有針對性，故障處理更快，遠(yuǎn)程升級更方便。
古瑞瓦特自主開發(fā)的監(jiān)控設(shè)備和云平臺，操作簡單方便，界面友好，即便沒有經(jīng)驗的人，5分鐘內(nèi)也可以注冊成功，通過監(jiān)控系統(tǒng)可以查看每一臺逆變器的運行情況，界面友好，更重要的十分方便，客戶最關(guān)心的逆變器工作狀態(tài)、實時功率、每天發(fā)電量，就放在每一臺逆變器下面，如果哪一臺機有問題一目了然，在線客戶系統(tǒng)還可以提供主動服務(wù)，發(fā)現(xiàn)問題、故障預(yù)警、問題遠(yuǎn)程診斷和處理功能。
光伏系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，先查看出故障逆變器的報警信息，再根據(jù)信息找到相應(yīng)的故障處理方法，大部分問題都可以當(dāng)場解決。如果還解決不了，可以選擇向客服提問，服務(wù)器端在線客服會耐心解答，如果是系統(tǒng)軟件問題，可以遠(yuǎn)程在線升級，如果是逆變器硬件問題，在線客服會第一時間轉(zhuǎn)到客服中心，相關(guān)的技術(shù)工程師診斷后，會決定采用維修或者換機最快解決方案。
4、電站安全大于大天
在光伏系統(tǒng)運行過程中，由于組件的質(zhì)量，外部環(huán)境影響或者安裝施工操作不當(dāng)，會造成組件損傷，電路故障等問題，光伏電站一般安裝在荒郊野外，或者屋頂，自然環(huán)境惡劣，不可避免會遇到天災(zāi)人禍，臺風(fēng)，雪災(zāi)，沙塵等自然災(zāi)害會損壞設(shè)備，老鼠等小動物咬壞設(shè)備，電纜也有可難被小偷剪斷。電站的安全性非常重要。
組串監(jiān)控，監(jiān)控光伏輸入每一個組件的電壓和電流，在光伏系統(tǒng)運行過程中，由于組件的質(zhì)量，外部環(huán)境影響或者安裝施工操作不當(dāng)，會造成組件損傷，電路故障等問題。如果沒有組串監(jiān)測功能，有些小問題前期檢測不到，最后造成大問題；有些問題需要專門人員去現(xiàn)場排查，時間長，發(fā)電量損失大。
PID效應(yīng)（Potential Induced Degradation）全稱為電勢誘導(dǎo)衰減，PID直接危害就是大量電荷聚集在電池片表面，造成電池片表面鈍化，使得組件功率衰減，發(fā)電量減少，太陽能發(fā)電站的電站收益降低。通過在逆變器中集成PID防護(hù)模塊，可以有效的避免組件發(fā)生PID現(xiàn)象，減少電站發(fā)電量損失。同時，PID模塊具有修復(fù)功能，可以對已發(fā)生PID問題的組件進(jìn)行修復(fù)，使組件各項指標(biāo)參數(shù)恢復(fù)正常。
直流電弧檢測，火災(zāi)是光伏電站經(jīng)濟(jì)效益損失最大的事故，如果是安裝在廠房或者民居屋頂上，還很容易危及人身安全。光伏電站一旦發(fā)生火災(zāi)，不能直接用水來滅火，首先要以最快的速度切斷電源，光伏電站中的火災(zāi)事故因素很多，直流拉弧是主要的原因。古瑞瓦特公司推出一種電路保護(hù)裝置AFCI，其主要作用是防止故障電弧引起火災(zāi)。它有檢測并區(qū)別逆變器在啟停或開關(guān)時產(chǎn)生的正常電弧和故障電弧的能力，發(fā)現(xiàn)故障電弧后及時切斷電路。
直流熔絲不可或缺，由于器件選型不當(dāng)、安裝方式不對，或者熔絲質(zhì)量問題，在一段時間內(nèi)，光伏電站直流側(cè)熔絲故障事故頻發(fā)，給客戶造成一定的損失，其實這些問題并不是熔絲本身有問題，現(xiàn)在已有解決方案，有的逆變器生產(chǎn)廠家就因此取消了直流端熔絲保護(hù)，改為采取每路MPPT中只有兩路組串并聯(lián)，和使用防反二極管作為過電流保護(hù)。
熔斷器作為一種過電流保護(hù)器件，在系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時，能以最快速度切斷故障回路，避免更大的損失，光伏電站一般安裝在荒郊野外，或者屋頂，自然環(huán)境惡劣，不可避免會遇到臺風(fēng)，雪災(zāi)，沙塵等自然災(zāi)害，老鼠等小動物咬壞電纜造成絕緣破損，接頭松動等天災(zāi)人禍。直流熔絲在光伏系統(tǒng)中不可或缺，完全取消直流熔絲保護(hù)，是一種不負(fù)責(zé)的做法。
逆變器系統(tǒng)由多路MPPT輸入回路組成，每路MPPT接兩路組串，各光伏組串通過Boost升壓電路后并聯(lián)在一起，前級Boost升壓電路一般都并聯(lián)旁路元件，目的是當(dāng)電壓升高到一定值后將Boost升壓電路旁路，提高系統(tǒng)的效率，這時候就相當(dāng)于只有一路MPPT，前級所有的回路都連到一起，如此時某一路發(fā)生短路，電壓會下降，其它組串的電流就會流到這一路，造成短路的回路電流擴(kuò)大幾倍，如果沒有熔斷器保護(hù)，就會引起火災(zāi)。
逆變器的熔絲設(shè)計選型和安裝要注意以下幾點，可以有效減少熔絲無故障熔斷帶來的影響。
（1）熔斷器要選擇正規(guī)生產(chǎn)廠家的合格產(chǎn)品，合適的額定電流，電流過小容易誤判，電流過大起不到保護(hù)作用。
（2）熔斷器安裝地點選用進(jìn)風(fēng)口，溫度低的地方，
（3）熔斷器不裸露，外部有防電弧罩，以防止熔斷器產(chǎn)生電弧起火
5、適度超前設(shè)計
功率開關(guān)器件是逆變器最核心的器件之一，逆變器先進(jìn)性的體現(xiàn)。光伏逆變器中的功率開關(guān)器件主要是指功率場效應(yīng)管，即功率MOSFET和絕緣柵雙極型晶體管IGBT。相對于MOSFET，IGBT飽和壓降低，容易實現(xiàn)高壓、大電流化，在中大功率逆變器占主導(dǎo)地位。而IGBT模塊比分立的IGBT單管具有更高的可靠性和安全工作區(qū)。還有一種IPM的智能功率模塊，將IGBT和驅(qū)動、保護(hù)技術(shù)集成為一體，具有優(yōu)異的可靠性，但功率較少，一般用于家用電器上。
光伏逆變器前級采用雙BOOST升壓的IGBT功率模塊，后級采用三電平IGBT功率模塊，是目前中功率光伏逆變器最佳的方案。
IGBT失效模式是過壓，過溫，過流。
（1）減少功率器件的個數(shù)，50KW逆變器，采用功率器件來設(shè)計只要5個，而采用分立器件來設(shè)計，前級升壓需要16個，后級三電平逆變需要48個。每一個功率器件都是一個故障點，功率器件的可靠性決定了逆變器整體的可靠性。
（2）單個功率模塊的安裝面積比分立元器件散熱面積大，在安裝上也有很多優(yōu)勢，雙端緊固，一體化專用夾具，比較分立器件單端固定，接觸面積更大，應(yīng)力更小，可靠性更好。整體面積縮小30%以上，可以提高整機功率密度。
（3）IGBT和母線電容連接導(dǎo)線會產(chǎn)生雜散電感，在IGBT關(guān)斷的過程中，由于電流快速變化，在IGBT上產(chǎn)生電壓尖峰，會造成嚴(yán)重的電磁干擾，增大器件電壓應(yīng)力。寄生電感會隨著電流的增加、連接導(dǎo)線尺寸增大、距離增長而增大。功率模塊結(jié)構(gòu)緊湊，各功率開關(guān)器件之間連接線很短，可以減少電路中的雜散電感，提高逆變器的可靠性。
（4）1200V 的IGBT和1200V的SIC二極管相結(jié)合，開關(guān)頻率更高，可以提高效率，減少電感的容量。
逆變器作為電子產(chǎn)品，電容是最基本的元器件，直流母線支撐電容主要作用是儲能和濾波，要承受很高的脈沖電流和脈沖電壓，是逆變器壽命最短的器件之一，直流母線電容現(xiàn)在有鋁電解電容和薄膜電容兩種，各有優(yōu)勢，電解電容的主要優(yōu)勢是單體容量大，價格低，薄膜電容優(yōu)勢是單體電壓高，還有以下優(yōu)勢：
電解電容的壽命一般是2000~3000小時，長壽命的有5000~6000小時，并且容易發(fā)生漏液；薄膜電容壽命一般是100000小時以上。而且薄膜電容還具有自愈效應(yīng)，電容內(nèi)部微小部分產(chǎn)生短路時，短路產(chǎn)生的能量會融熔和蒸發(fā)損壞的電極，從而使該短路點再次處于絕緣狀態(tài)。
電解電容耐壓值一般為500-550V，薄膜電容耐壓值一般為1000-1300V，薄膜電容能承受2倍于額定電壓的浪涌電壓的沖擊，能長期承受反向脈沖電壓。
采用功率模塊和母線薄膜電容的組串式逆變器，兼具了集中式逆變器功率器件數(shù)量少，薄膜電容壽命長，整體可靠性高的優(yōu)點，和組串式逆變器MPPT電壓范圍寬路數(shù)多、逆變器體積小重量輕搬運安裝方便等優(yōu)點。
業(yè)主日記1
據(jù)業(yè)主反饋，采用無外置風(fēng)扇自然冷散熱的組串式逆變器，內(nèi)外部溫升最大超過30度，設(shè)備在夏天高溫環(huán)境下滿載運行時經(jīng)常出現(xiàn)降額甚至過溫關(guān)機的現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)電量出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p失。特別是領(lǐng)跑者項目組件的功率一般都選擇在280Wp以上，單臺組串式逆變器接入組件容量一般可以達(dá)到額定容量，在光照較好的情況下，中午出現(xiàn)滿載運行的概率很大，因溫升太高出現(xiàn)降額比較普遍，上表中7月26日--7月31日的發(fā)電量數(shù)據(jù)即能說明這一點。
為驗證業(yè)主的說法，筆者也在多個現(xiàn)場了解組串式逆變器的夏季過溫降額情況，以下為某個現(xiàn)場采集的采用無風(fēng)扇自然冷散熱的組串式逆變器內(nèi)部溫升及降額情況：
選取環(huán)境溫度為30℃的某個晴天的中午，無云層遮擋。組串式逆變器在中午運行時，內(nèi)部腔體環(huán)境溫度竟然達(dá)到近60℃，出現(xiàn)降容運行。如下圖，在12點整逆變器溫度為58.2℃，運行電流為41A， 6分鐘后，逆變器溫度為59.4℃，運行電流降額到20A，輸出功率大幅下降。
12點截圖
12點06分截圖
國內(nèi)逆變器對比
|
尺寸
|
重量
|
散熱
|
開關(guān)器件
|
安全保護(hù)
|
||
|
古瑞瓦特
|
470*754*270
|
48
|
中速風(fēng)冷
|
功率模塊
|
A/B/C/D/E
|
|
|
1
|
陽光
|
510*700*240
|
39
|
高速風(fēng)冷
|
分立+模塊
|
A/B/C/E
|
|
2
|
華為
|
930*550*260
|
55
|
自然對流
|
功率模塊
|
B/C/E
|
|
3
|
固德威
|
586*915*263
|
66
|
中速風(fēng)冷
|
分立器件
|
A/E
|
|
4
|
錦浪40K
|
530*700*356
|
58.2
|
自然對流
|
分立器件
|
A/E
|
|
5
|
科士達(dá)
|
636*958*260
|
68
|
中速風(fēng)冷
|
分立器件
|
A/E
|
|
6
|
茂碩
|
800*845*240
|
70
|
自然對流
|
分立器件
|
A/E
|
|
7
|
兆伏
|
510*780*260
|
65
|
中速風(fēng)冷
|
分立+模塊
|
A/B/C/E
|
|
8
|
||||||
|
9
|
安全保護(hù)：A熔絲，B組串檢測，C 防PID，D 直流電弧檢測，E交直流防雷，
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