淺析組串式和集中式逆變器安全可靠性
3、逆變器散熱原理差異
由于功率等級不同，組串式逆變器和集中式逆變器發(fā)熱程度也會有很大差異，逆變器散熱方式，決定著產(chǎn)品整機(jī)可靠性。
3.1熱產(chǎn)生機(jī)理差異
組串式逆變器單個(gè)功耗數(shù)百瓦，可以實(shí)現(xiàn)自然散熱設(shè)計(jì)，且可滿足60℃環(huán)境溫度下可靠運(yùn)行；集中式逆變器，尤其是10尺集裝箱方案，1MW的損耗高達(dá)30千瓦，相當(dāng)于有30個(gè)1千瓦的電爐絲在10尺集裝箱內(nèi)部烘烤，單靠幾個(gè)風(fēng)扇是很難實(shí)現(xiàn)可靠散熱的，極大地增加了燒機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。
3.2應(yīng)用環(huán)境對逆變器散熱影響
西部地面電站，組串式逆變器安裝在組件上，環(huán)境開曠、通風(fēng)好，逆變器散熱良好；集中式逆變器安裝在機(jī)房中，由于西北地區(qū)風(fēng)沙嚴(yán)重，集中式逆變器機(jī)房中積灰導(dǎo)致防塵網(wǎng)堵塞、整機(jī)散熱性能變差，大功耗器件溫度急劇上升，引起溫度告警，更嚴(yán)重會導(dǎo)致內(nèi)部IGBT器件損壞，設(shè)備不斷重啟，甚至燒壞。表3-1為西北地面電站逆變器溫度測試結(jié)果，從表格可知，由于集中式逆變器安裝于機(jī)房內(nèi)，溫升比組串式高，在炎熱夏天，機(jī)房內(nèi)溫度超過50度是經(jīng)常的事情，集中式逆變器柜體內(nèi)溫度更高更惡劣，而高溫帶來的是器件壽命降低、整機(jī)降額運(yùn)行，甚至炸機(jī)隱患。今年上半年以來，幾乎每個(gè)月都有因?yàn)樯釂栴}，集中式逆變器出現(xiàn)炸機(jī)等嚴(yán)重事故。
表3-1 西北地面電站逆變器溫度測試表格
4、逆變器可用度和可維護(hù)性
逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，期可用度和可維護(hù)性對光伏系統(tǒng)可靠性、發(fā)電量、發(fā)電收益產(chǎn)生決定性作用。以下從兩方面對比分析集中式逆變器和組串式逆變器對系統(tǒng)可靠性的影響。
4.1可用度
歐洲應(yīng)用的頂級組串式逆變器，其MTBF可以做到35萬小時(shí)，年失效率均在1%以下，部份廠家可以做到低于0.5%，而集中式常規(guī)的MTBF一般只能做到5萬到10萬小時(shí)。
4.2可維護(hù)性
故障發(fā)生時(shí)，集中式一般需要廠家的專業(yè)人員到場定位及維修，處理時(shí)間長，發(fā)電量損失大；而組串式逆變器，可直接由現(xiàn)場運(yùn)維人員進(jìn)行更換處理，簡單快捷，先保證發(fā)電，然后再對故障機(jī)器進(jìn)行分析、維修。表4-1說明了集中式逆變器和組串式逆變器故障維護(hù)差異及對系統(tǒng)的影響程度。
通常，由于受軟件和硬件匹配等影響，集中式逆變器必須使用原廠家的備件，一旦廠家倒閉，未來維護(hù)將會被迫中斷；而組串式逆變器 5年維保期內(nèi)，免費(fèi)替換，質(zhì)保期外的故障機(jī)器，可以借助現(xiàn)代物流平臺，返廠維修，僅需收取少量維修費(fèi)用；若某些組串式品牌若干年后倒閉或不存在了，也可以重新更換一臺其他品牌的組串式逆變器，更換成本較低，對系統(tǒng)整體發(fā)電量的影響甚微。因此組串式逆變器維護(hù)成本遠(yuǎn)低于集中式逆變器。圖4-1顯示了集中式逆變器和組串式逆變器故障修復(fù)時(shí)對發(fā)電量的影響。
表4-1 故障發(fā)生時(shí)，集中式和組串式逆變器影響對比
作者：李相華 來源：黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 責(zé)任編輯：wutongyufg
