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    光伏電站方案對比分析

        1、方案介紹

        兆瓦級箱式逆變站解決方案:1MW單元采用一臺兆瓦級箱式逆變站,內部集成2臺500kW并網逆變器(集成直流配電柜)、交流配電箱等設備,該箱式逆變站箱體防護等級可達IP54,可直接室外安裝,無需建造逆變器室土建房。
    (兆瓦級箱式逆變站解決方案)
        集中式解決方案:1MW單元需建設逆變器室,內置2臺500kW并網逆變器(集成直流配電柜)、1臺通訊柜等設備,F場需要建造逆變器土建房。 
        組串式解決方案:1MW單元采用40臺28kW組串式并網逆變器,組串式逆變器防護等級IP65,可安裝在組件支架背后。
    (組串式解決方案)
        2、方案對比
        A、投資成本對比
    (組串式解決方案成本)
    (集中式解決方案)
         B、可靠性對比
       (1)元器件對比
       集中式解決方案:1MW配置2臺集中式并網逆變器,單臺設備采用單級拓撲設計,共用功率模塊6個,2臺并網逆變器共12個。單兆瓦配置設備少、總器件數少,發電單元更加可靠。另外,集中式逆變器采用金屬薄膜電容,MTBF超過10萬小時,保證25年無需
       組串式解決方案:1MW配置40臺組串式并網逆變器,單臺設備采用雙級拓撲設計,共用功率模塊12個,40臺并網逆變器共480個。功率器件電氣間隙小,不適合高海拔地區。組串式逆變器采用戶外安裝,風吹日曬很容易導致外殼和散熱片老化;且單兆瓦配置設備數量多、總器件數多,可靠性低;采用鋁電解電容,MTBF僅為數千個小時,且故障后無法現場更換。
       (2)應用業績對比
       集中式解決方案:集中式并網逆變器在大型地面電站中應用廣泛,國內目前99%的光伏電站均采用該類型并網逆變器,市場占有率高,認可度高。
       組串式解決方案:組串式并網逆變器在大型地面電站中的應用極少,國內目前只在青海格爾木有4MW的運行業績,市場占有率低,認可度低。
       根據全球最權威的光伏逆變器行業研究機構IHS截至2013年12月的統計,容量在5MW以上的光伏電站中,全球約2%的電站采用了組串式方案接入。各代表區域市場里面,比例最高的德國市場,采用組串式方案的比例為12%;近年市場容量排名第一第二的中國和美國市場,采用組串式方案很低,比例不到1%。
       (3)諧波及環流問題
       集中式解決方案:1MW電站僅需2臺并網逆變器,接入雙分裂變壓器,交流側無需匯流設備,完全不用考慮環流問題和諧波疊加問題,更加可靠。
       組串式解決方案:1MW多達40臺組串式并網逆變器,單臺設備在額定功率下的諧波含量遠高于集中式逆變器,且40臺逆變器并聯后,會在并網點造成諧波疊加問題,而且較難抑制。另外,因交流輸出側采用雙繞組變壓器,多臺設備間的環流問題嚴重。
    (單臺設備額定功率下的諧波電流對比(數據來源于CQC檢測報告))
        (4)MPPT跟蹤技術
        集中式解決方案:集中式并網逆變器采用單路MPPT跟蹤技術,單級拓撲,無BOOST電路,完全適用于大型地面電站無遮擋的環境中,可靠性更高。
        組串式解決方案:組串式并網逆變器采用多路MPPT跟蹤技術,雙級拓撲,配備BOOST升壓電路,主要針對分布式及小型電站設計,而大型地面電站因其組件種類單一、朝向角度一致、無局部遮擋,無需配置多路MPPT逆變器。
        (5)故障設備數量
        假設組串式逆變器故障率為1%,集中式故障率2%,電站容量按照100MW計算。
        集中式解決方案:100MW共需200臺集中式并網逆變器,按照故障率2%計算,故障設備為4臺,按照每臺更換一半元器件的極端情況考慮,共需要花費<30萬。
        組串式解決方案:100MW共需4000臺組串式并網逆變器,按照故障率1%計算,故障數量為40臺,按照組串式整機更換的維護理念,共需人工更換逆變器40次,共需花費61.6萬元。
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