由于光伏組件實際運行條件很難達到STC條件、PR值約80%等因素，光伏組件輸送到逆變器的功率很難達到標稱功率，如果光伏組件：逆變器=1：1時，逆變器約80%的時間都無法達到滿負荷運轉(zhuǎn)。

　　高容配比推行中遇到的問題

鑒于上述原因，從2014年開始，很多學者都開始提出光伏組件相對于逆變器超配，以提高逆變器、箱變等電氣設(shè)備的利用率。從理論上，這一方案是完全沒有問題的。然而在實際操作過程中，還是存在一定的難度。

諸如，光伏組33MW、逆變器30MW，備案的時候，是備案33MW還是30MW？各個投資集團對項目都有投資指標控制。在算投資指標的時候，是按33MW算，還是按30MW算？上報電網(wǎng)調(diào)度的時候，是按哪個功率報？甚至限電的時候，按哪個功率限？國土也頒布光伏電站的用地指標了，那按哪個指標給？…….

再加上各個省份、投資公司的管理不一樣，大家實施起來難度也不同。

兩個逆變器“輪值”的例子

那除了超配這一思路，我們是否還有其他方案提高逆變器的利用率？也許，我們可以讓逆變器“輪值”！什么叫輪值，先說兩個例子。

例子1：“偉肯”逆變器

記得2015年9月份的時候，一個叫“偉肯（Vacon）”的逆變器廠家，向我介紹了他們的逆變器。那位技術(shù)總工說的其他內(nèi)容我都忘記了，但有一點給我留下了深刻的印象，那就是：他們的逆變器是輪流工作的！

大概意思如下：

以偉肯500kW逆變器為例，他們內(nèi)部有4個工作模塊。當輸送給逆變器的功率低于125kW時，一個模塊工作；在125kW~250kW時，兩個模塊工作；在250kW~375kW時，三個模塊工作；375kW以上時，四個模塊都進入工作狀態(tài)。同時，內(nèi)部有一個自動的任務(wù)分配控制系統(tǒng)，使這4個模塊在1個月的工作時間大致相同。

這種方案的優(yōu)點是：

1）提高工作壽命。由于各個模塊輪換工作，平均每個模塊的工作時間短了，那使用時間自然就長了。

2）提高工作效率。下圖是一個500kW逆變器的轉(zhuǎn)換效率曲線。

導(dǎo)讀：由于光伏組件實際運行條件很難達到STC條件、PR值約80%等因素，光伏組件輸送到逆變器的功率很難達到標稱功率，逆變器約80%的時間都無法達到滿負荷運轉(zhuǎn)。鑒于上述原因，很多學者都開始提出光伏組件相對于逆變器超配，從理論上，這一方案是完全沒有問題的。然而在實際應(yīng)用還是存在一定的難度。

從上圖可以看出，輸入功率低于10%（50kW）時，逆變器是沒有啟動的；一直到約18%（90kW）時，逆變器才能達到一個較高的轉(zhuǎn)化效率。達到40%（200kW）的時候，轉(zhuǎn)換效率最高。

如果把逆變器變成4個模塊，輸入功率約15kW的時候就可以啟動，25kW的時候，就可以達到較高的轉(zhuǎn)換效率；50kW的時候，就可以達到最高的轉(zhuǎn)化效率。

3）減少檢修損失。4個模塊中，如果有一個模塊出現(xiàn)故障，那就可以對這一模塊進行檢修，其他3個模塊正常工作，只是工作時間會增加一些。即使有效率損失，最大的時候也不多四分之一。因此，大大降低了檢修時的功率損失。

例子2：德國的經(jīng)驗

這個例子，是我從“甘肅自然能源研究所”副所長李世民老師那里聽來的。他向我介紹：

在中國，某一光伏組串的出力，肯定要被接入一個特定的逆變器，除了這個逆變器，不可能進入其他的逆變器。

在德國，在一定規(guī)模內(nèi)的項目，所有的光伏組串都是并聯(lián)的，并用一條直流母線送入多臺逆變器。但具體進入哪一臺逆變器，則由控制系統(tǒng)控制。在功率較低時，只進入部分逆變器，其他的逆變器休息；只有在功率最大的那幾個小時，才會將所有的逆變器啟動。同樣，所有的逆變器都是輪流工作。這樣，逆變器也能“放個假”，以便提高逆變器的工作效率和壽命。

逆變器“輪值”的技術(shù)可行性

前文中的想法，在實際的設(shè)計中，是否具有技術(shù)可行性？

1）傳統(tǒng)設(shè)計方案

下圖所示為傳統(tǒng)光伏升壓系統(tǒng)的升壓系統(tǒng)接線示意圖。

常規(guī)光伏電站設(shè)計中：采用1MW作為1個發(fā)電單元，通過1臺升壓變壓器并網(wǎng)到高壓系統(tǒng)。其中，1MW光伏直流系統(tǒng)通過2臺獨立的500kW的逆變器采集光伏電能后將直流轉(zhuǎn)化成交流，2臺逆變器之間不存在任何的關(guān)聯(lián)，均為獨立運行。上圖中，2MW發(fā)電單元的光伏組串分別進入4臺逆變器，相互之間無關(guān)聯(lián)。

導(dǎo)讀：由于光伏組件實際運行條件很難達到STC條件、PR值約80%等因素，光伏組件輸送到逆變器的功率很難達到標稱功率，逆變器約80%的時間都無法達到滿負荷運轉(zhuǎn)。鑒于上述原因，很多學者都開始提出光伏組件相對于逆變器超配，從理論上，這一方案是完全沒有問題的。然而在實際應(yīng)用還是存在一定的難度。

2）改進后的設(shè)計方案

如果按照前文的思路，對直流系統(tǒng)和逆變器的連接方式進行改進后，其升壓系統(tǒng)接線圖如下圖所示：

上圖中，系統(tǒng)的交流側(cè)接線方式同與傳統(tǒng)接線方式相同；改進點主要在于：逆變器直流側(cè)增加了“直流匯流母線”、“控制開關(guān)”。

通過“直流匯流母線”，將2MW光伏組串所發(fā)的直流電統(tǒng)一匯集起來；通過“控制開關(guān)”，根據(jù)光伏組串的發(fā)電功率，采用集中、主從、分散、獨立等其中之一的控制策略。

通過上述措施，實現(xiàn)對逆變器及其對應(yīng)的箱變進行合理的“輪值”切換，以減少系統(tǒng)損耗，提高整個電氣設(shè)備的利用效率。

使用上述設(shè)計方案，需要在電氣一次系統(tǒng)中增加斷路器，二次控制系統(tǒng)整體升級，通過上所改造達到對能量的可測、可控的，最終實現(xiàn)上述的能量、設(shè)備的自由切換。

逆變器“輪值”方案的優(yōu)缺點簡述

目前，在國內(nèi)的光伏電站設(shè)計中，應(yīng)該尚無采用逆變器“輪值”的設(shè)計思路。對此方案的優(yōu)缺點簡單分析一下：

優(yōu)點：增加逆變器壽命、提高轉(zhuǎn)換效率；

缺點：需要增加直流母線、斷路器，升級二次系統(tǒng)，因此投資會增加；國內(nèi)尚缺乏此類經(jīng)驗，此技術(shù)在實際應(yīng)用中是否可靠，還待進一步論證。

逆變器一頭連著光伏組件，一頭連著電網(wǎng)，是光伏電站中最核心的設(shè)備。在國內(nèi)逆變器價格不斷擊穿底線的情況下，如何最大程度上延長逆變器的壽命，提高逆變器的轉(zhuǎn)化效率？讓逆變器“輪值”工作，也許是未來光伏設(shè)計中的一個很好的思路。