探寻逆变器中的“蓝血贵族”

光伏电价及补贴下调政策已经执行，产业该如何应对？

“系统成本可降低大约0.15元/W，发电量可提升1.5%以上，电站全寿命周期运维成本低——集散式光伏发电解决方案。”

2014年，笔者第一次听说光伏逆变器领域出了一个技术名词叫做集散式。而后与一位在逆变器企业工作的朋友探讨此事，问及集散式技术优势的虚实，朋友说道：“综合收益高，成本控制的确实不错，大概是2011年传入中国的，现在上能电气对这项技术投入很大，你可以了解一下。”笔者随之查看了相关资料，那时的上能电气已经充分继承了世界500强企业的光伏逆变器技术平台，研发实力达到世界领先水平。

转而到了2015年，有关集散式、有关上能电气的消息越来越多。如8月21日，中国电力投资集团公司公布2015年度第四十四批集中招标（第一批逆变器设备）招标结果，上能中标720MW，其中集中式逆变器500MW，集散式逆变器220MW。在总量为2.66GW的招标项目中，上能中标份额位列第一。值得注意的是，此次招标中的集散式份额皆是由上能一家独揽。无独有偶，2015年，在备受业界瞩目的山西大同领跑者项目中，上能电气成功中标同煤集团、华电、京能、三峡、正泰等招标项目，其集散式逆变器产品在领跑者计划中所占份额排名第一……种种余例不胜枚举。

至此，笔者对于集散式的好奇心愈发浓重。她到底有着怎样的魅力和气息，如此深深吸引着广大业主？

“贵族血统”

2003年，光伏产业的技术手段与建设经验还相对匮乏，以组串式逆变系统为主的小型光伏电站率先“试水”，为早期的光伏电站建设积累了初步经验，随着产业的发展和技术进步，光伏电站不可逆转地向规模更大的方向迈进，此时大功率的集中式光伏逆变方案迎来了发展的春天。

太平洋的另一边，名为“集散式”的技术路线刚刚诞生不久。而后经历近十年的成长与完善，万里横渡，终在中国广袤的光伏土壤上落脚。在此之前，中国的组串式与集中式解决方案已历经长时间发展，中国光伏产业人士对于两者的创新前景与相关技术优势和缺陷已研究地十分透彻。集散式作为又一项由海外传入的新技术，其特性如何还未被多数人所知。但不久以后，中国各厂商很快发现了她独具特色的血统——是光伏电站逆变解决方案的集大成者，是组串式与集中式逆变器解决方案的融合与升华。像是红色血液的人类转变成蓝色血液的更高级者。凭借这样的特质，众多业主不禁为之注目。

但对于逆变器中的“蓝血贵族”，我们该从何理解？

就此，笔者向专业人士进行了深入了解，站在技术层面对集散式的“贵族血统”进行剖析——

以系统结构入手，集散式光伏逆变系统与传统的集中式光伏逆变系统非常相似，只是方阵前端的传统汇流箱变成了具备支路最大功率寻优功能的MPPT优化器单元。正因如此，集散式光伏逆变系统首先继承了集中式逆变系统的全部优点，再通过借鉴组串式光伏逆变系统，实现对每一光伏电池组件子方阵的分散寻优，进而解决了集中式方案电池板可能出现的MPPT“失配”损失的问题。

与此同时，集散式光伏逆变系统虽借鉴了组串式逆变系统，但她取得了另一层突破，即每一光伏电池组件子方阵通过MPPT优化单元进行变换处理，其输出为直流，并通过直流母线并联在一起，由一台集中式逆变器统一进行“直流－交流”转换后升压并入电网。由于这种方案采用了直流并联措施，因此克服了交流多机并联的技术难题。

这是集散式逆变器解决方案最为直观的不同。但她凭此就吸引住了上能以及诸多逆变器厂商吗？有关这个问题，还要从集散式的细节表现上进一步探寻。

别具一格的细节表现

业界对不同的逆变器解决方案其实早有研究，虽然集散式传入我国的时间较晚，但其相关资料都已经比较完备。针对集散式在真实情况下的细节表现，上能电气为笔者做出了详尽介绍——

以1MW集散式逆变器为例。

1MW集散式逆变器MPPT数量达到48或者96路，光伏组串并联数量因此而大大减少。在实际光伏发电系统中，由于灰尘遮挡、阴影遮挡、直流线损不一致、组件劣化、倾角差异等组件失配问题不可避免，每个组串的I-V曲线很难保持完全一致，而集散式发电解决方案可最大限度保持每个组串独立的MPPT寻优功能。

与此同时，1MW集散式逆变器的直流输入电压范围为720~850VDC，实际工作电压基本在750VDC左右，交流输出电压为480VAC。长距离的直流传输电压和交流传输电压大大提高，减少了传输线损。因为输出电压的提升，逆变器交换电流将大大减小，效率会同比上升。

另外，在集散式逆变系统下，逆变器直流输入工作电压范围将由450~850VDC宽范围变为750~850VDC窄范围，逆变器效率设计可以更优化。同时，升压变的低压侧电压将增高，升压变的低压侧绕组匝数及低压侧电流却会大大减少，变压器的损耗将因此下降。

上能电气告知笔者，从现场实际对比应用来看，于光照良好的西北区域，在电站设计合理，没有遮挡，组件一致性较好的情况下，集散式逆变器系统方案比集中式逆变器技术方案有1%~2%的发电量提升，比组串式逆变器方案有0.3%~0.5%的发电量提升。在多云天气较多的沿海和山地区域，如果电站设计不合理，存在局部遮挡，组件一致性不好的情况下，集散式逆变器系统方案有超过3%的发电量提升。而山地区域，由于地势原因，方阵布置面积大大增加，系统线损占总损耗的比重增加。集散式逆变器系统方案比组串式逆变器方案有超过0.5%的发电量提升，而系统成本可降低大约0.15元/W。

另根据光伏电站不同的建设地点，从逆变器角度出发，采用不同容配比的组件超配方案，对光伏电站LCOE（平均化度电成本）的影响还有所不同。

超配分为两部分，一是通过提高组件容量，补偿各种原因引起的损耗部分，使逆变器的实际输出最大功率达到逆变器的额定功率，此部分超配为补偿超配；二是进一步提高组件的容量，提高系统满载工作时间，而在中午光照较好时段存在一定时间段的限功率运行，但系统的LCOE达到最低值，此部分超配为主动超配。具体超配多少，需要根据不同电站实际情况进行专门的分析测算。

采用集散式逆变器方案和集中式逆变器方案更有利于组件超配的实现，因为单机功率等级越大，超配的配置方案种类越多。

潜在的上升空间

站在宏观层面来看，国家政策愈发倒逼光伏产业自主发展，补贴下降、上网电价下调，这种倒逼机制今后或将更加明显。而全球范围内的行业竞争也让国内光伏企业不得不面对如何降低度电成本的问题。相关人士表示，集散式解决方案在降本增收方面的优势将越发突显。也许，这也是集散式能够获得广大业主钟意的原因之一。

最后，据上能电气副总裁李建飞先生介绍，如今二代集散式逆变解决方案已提上研发日程。第二代集散式逆变器将在汇流箱方面做进一步提升，掌握核心技术后能够根据业主需求进行定制化生产。如在山地等地势不平的环境需要进行更精细的MPPT控制,在后端逆变器部分，未来除提升转换效率外，也会朝着越来越大的单体发展。集散式在多路MPPT方面有先天优势，解决光伏组件失配的问题,因此未来有望出现3～5MW级的单体集散式逆变器。

由此看来，集散式逆变器的时代已经到来。