戶用型光伏并網(wǎng)逆變器技術發(fā)展新特點

2012-08-16 15:27:06 太陽能發(fā)電網(wǎng)
摘要:本文系統(tǒng)地分析和介紹了戶用型光伏并網(wǎng)逆變器在技術發(fā)展上呈現(xiàn)出的新特點以及未來發(fā)展的方向,針對光伏逆變器企業(yè)如何應對技術挑戰(zhàn)和需求的更高要求提出了一些應對的策略和建議,最后簡要介紹了北京昆蘭新能源技術有限公司戶用型逆變器技術特點及產品情況。   光伏并網(wǎng)逆變器按照應用
采用傳統(tǒng)的二電平全橋,使用6個IGBT,如果改到三電平拓撲,則要在逆變部分增加到12個IGBT,增加器件意味著增加了整機的成本,但能夠提升的效率空間在個位數(shù)以下,這些性能的提高往往并不能被客戶所埋單,客戶更加青睞性價比綜合較優(yōu)的機器選擇,而不會單純的追求單機效率。

  事實上,要使太陽能逆變器的效率提高 1%非常困難,然而由于系統(tǒng)設計不當,而導致發(fā)電效果降低10%的情況,卻并不少見,有些甚至可能導致系統(tǒng)無法長期正常運行。從這個事實出發(fā),對逆變器設計提出了新的要求,即滿足更加靈活的系統(tǒng)配置。在單路MPPT追蹤的情況下,所有的PV組件串接起來,接入逆變器,如果組串中有PV組件失效情況發(fā)生,則該路的整體MPPT效率會受到影響,從而有可能使得系統(tǒng)的效率大大下降,無論逆變器有多高的轉換效率和追蹤效率,都無法發(fā)揮作用。為了減少這種失效帶來的系統(tǒng)效率降低的風險,戶用型小功率逆變器出現(xiàn)了多路獨立MPPT追蹤的技術趨勢,多路MPPT能夠減小單路MPPT失效帶來的損失,給系統(tǒng)的配置帶來了更大的靈活性。圖2為一種2路MPPT獨立追蹤的三相三電平并網(wǎng)逆變器電路拓撲圖

  

圖2 一種兩路獨立MPPT逆變拓撲電路

  由于采用了新型的拓撲設計,提供了多路的MPPT追蹤通道,單通道的效率依然可以做到很高,但同時給用戶提供了更加靈活的系統(tǒng)配置以及降低了潛在的系統(tǒng)效率損失的風險,毫無疑問多路MPPT追蹤是受用戶歡迎的一個新功能。

  l 多重通信解決方案,滿足靈活的監(jiān)控需求

  戶用型逆變器安裝,使用的場合較為復雜,可以適用于住宅,倉庫,公用建筑,辦公樓宇,車棚等環(huán)境,這也對逆變器的監(jiān)控提出了更加靈活多變的需求。以前的逆變器設計中,通信多采用有線,如基于RS485的通信接口,客戶免不了要在安裝時進行布線,同時客戶端監(jiān)控的手段多為基于PC機的應用軟件,可以實現(xiàn)一對多的監(jiān)控�,F(xiàn)在這一模式受到了很大的挑戰(zhàn),客戶不在滿足于有線的方式,而是更多的要求逆變器能夠提供無線的監(jiān)控方案,這一變化一方面要求逆變器本身能夠兼容無線通信協(xié)議和接口,另一方面能夠提供整體的監(jiān)控方案,特別是客戶端的無線監(jiān)控方案。對于逆變器的設計而言,突破了傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)通信接口和系統(tǒng)監(jiān)控方案設計的技術路線將對許多從傳統(tǒng)電力行業(yè)轉型過來的逆變器企業(yè)構成了挑戰(zhàn)。新型的通信和監(jiān)控方案更多的是基于IT通信領域的技術開發(fā),和傳統(tǒng)的電氣技術開發(fā)截然不同,并且這類產品和解決方案有一定的獨立性,可以單獨進行產品銷售。因此對于逆變器廠商完全可以同專門進行監(jiān)控產品開發(fā)的廠商合作,并提供整體解決方案給客戶,逆變器廠商只要開放其部分協(xié)議給監(jiān)控廠商,這種合作模式在目前的逆變器行業(yè)中是較為普遍的一種。

  監(jiān)控產品并不只限于對逆變器等光伏系統(tǒng)產品的監(jiān)控,前面分析提到,逆變器同樣要接收來自電網(wǎng)的指令并完成一些電氣的控制動作,也就是說監(jiān)控系統(tǒng)和逆變器的通信是雙向的,并且下行指令(監(jiān)控系統(tǒng)到逆變器)具有一定的實時性要求。因此監(jiān)控類產品逐漸的具有更強的專業(yè)性,提供此類產品的公司應當更加廣泛而深入的了解新的技術標準,更加緊密的和逆變器等下游產品合作,不斷完善產品和解決方案。圖3為KLNE提供的戶用系統(tǒng)監(jiān)控方案。

  

圖3 戶用系統(tǒng)監(jiān)控方案

  l 更加的注重外觀、結構的設計

  在最近的幾場光伏展會上,越來越少有全新的產品推出來,各逆變器廠商在產品功能,性能等關鍵因素上趨于相同,競爭的差異化不在于核心技術,而是轉向了產品外觀設計、顯示面板、機構設計等非核心技術的差異化。

  

圖4 新型戶用型逆變器外觀設計

  戶用型逆變器的終端用戶是個人,家庭,因此逆變器的外觀設計向著家用電器類的產品設計靠攏,美觀,體積小巧,安裝方便,整機重量輕巧,做工細膩,顯示面板圖形化,直觀。這些特征恰恰符合了人們對一個進入家庭的日用產品的需求,很多情況下,家用型逆變器是放置在室內使用的,因此產品本身應該滿足噪音低,美觀,體積小,顯示界面直觀,美觀,重量小的特點,對于逆變器廠商而言,應該充分的研究目標市場用戶對這類電氣產品在外觀,審美,安裝等方面的需求,滿足客戶的差異化需求,使得逆變器產品除了具備安全性,高效率等條件外,也能夠符合用戶對外觀,界面顯示,安裝等方面的需求,以更好的滿足客戶需求,促進市場發(fā)展和產品更新?lián)Q代。

  國內逆變器廠商在產品的性能方面已經(jīng)和國外的同行站到了同一起跑線上,但在產品的穩(wěn)定性,特別是產品的外觀設計方面還整體落后于國外產品,產品外觀設計缺乏創(chuàng)意,外觀較為古板,顯示面板簡單樸素,顏色材質也很單一,這樣在和國外同類產品在同一市場競爭缺乏優(yōu)勢。造成這一結果的原因是多方面,既有主觀的,也有客觀的原因,主觀的原因在于國內的逆變器產品是跟在國外逆變器產品后面發(fā)展起來的,開始是在產品的穩(wěn)定性,性能方面投入了大量的盡力和關注度,并沒有非常的重視非核心技術方面的產品特征,另一方面的客觀原因是產品設計并不是很了解國外客戶對產品外觀等方面的需求,同時也缺乏這方面的研發(fā)人才,這并不是逆變器產品的個例,實際上國內很多產品在外觀,客戶體驗方面都和國外產品有很大差距,因此這也是造成這一結果的一個原因。在當前戶用型變器產品在國際市場競爭日益激烈的情況下,特別是產品的功能,性能等方面趨同的情況下,國內逆變器產品應該更加的重視產品的外觀設計,培養(yǎng)和引進產品外觀,結構設計方面的專業(yè)人才,深入研究和了解國外用戶的需求,借鑒國外同行產品在這方面的經(jīng)驗,大力縮小這一差距。

  以上總結了戶用型逆變器出現(xiàn)的一些新的技術特點,毫無疑問,市場當前和未來不僅僅追求一個高效率的發(fā)電裝置,來自各方面的技術約束條件和需求使得這類逆變器要更要著重整機的外觀設計,體積重量將進一步減小,功率密度增大,具有高級顯示面板和圖形化的顯示界面,具備進行無線通信的接口,具有多路MPPT追蹤以及更寬的MPPT電壓范圍,能夠接受電網(wǎng)側的調節(jié)指令進行無功,有功功率等實時調節(jié),低電壓穿越的功能(德國BDEW技術標準要求)。國內的逆變器產品在國外銷售具有很


作者:韋安 來源:太陽能發(fā)電網(wǎng) 責任編輯:凌月

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