導(dǎo)讀：20世紀(jì)末歐美開始啟動光伏產(chǎn)業(yè)，起初主要專注集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和集中式光伏逆變器，大約20年前由國外傳入國內(nèi)，構(gòu)成國內(nèi)集中式逆變器三巨頭:合肥工大光伏所、中科院電工所、及黃埔軍校－－－咱們可敬可愛的艾默生。

1、風(fēng)流總被風(fēng)吹雨打去

20世紀(jì)末歐美開始啟動光伏產(chǎn)業(yè)，起初主要專注集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和集中式光伏逆變器，大約20年前由國外傳入國內(nèi)，構(gòu)成國內(nèi)集中式逆變器三巨頭，如圖1所示：合肥工大光伏所、中科院電工所、及黃埔軍校－－－咱們可敬可愛的艾默生。

套用流行的武功流派，合肥工大光伏所就象華山派的乾坤大挪移，作為國內(nèi)高校第一所光伏發(fā)電研究機(jī)構(gòu)，一直緊密跟蹤國外集中式光伏逆變器的最新發(fā)展趨勢，誕生出國內(nèi)光伏逆變器的上市龍頭企業(yè)陽光電源，還有南京冠亞、安徽頤和；中科院電工所則神似姑蘇慕容氏，按道理名門世家、貴為帝胄，應(yīng)該早就練就降龍十八掌，但多年來主要研究輕功，產(chǎn)生了科諾、能高等企業(yè)；而艾默生光伏好比全真教的天罡北斗陣，積極貢獻(xiàn)外企長期的技術(shù)積累、產(chǎn)品優(yōu)勢及大團(tuán)隊運(yùn)作方式，敞開胸懷向各大門徒開放本門的武功秘籍，孵化出眾多電力電子專業(yè)公司，如匯川、禾望、盛弘等。

　　圖1國內(nèi)集中式逆變器企業(yè)歷史溯源

站在巨人肩膀上摘蘋果更容易，所以誕生出很多新生力量，如華為技術(shù)、上能電氣、特變西科、茂碩電氣等。更多的傳統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)型做起了組串式逆變器，甚至有的做了EPC或者干脆退出光伏行業(yè)。風(fēng)流總被風(fēng)吹雨打去，一代新人換舊人，不勝唏噓。無論怎樣，這些企業(yè)都在光伏逆變器歷史上留下了痕跡，讓咱們記住這些企業(yè)吧，如圖2所示。

　　圖2全球主要集中式逆變器企業(yè)

2、集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

大型荒漠地面太陽能光伏電站一般采用集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，如圖3所示，主要由太陽能光伏電池組件、直流匯流箱、交直流配電柜、光伏逆變器、及升壓變壓器組成，從而構(gòu)成1MW光伏發(fā)電系統(tǒng)，可以方便實現(xiàn)10kV／35kV中壓并網(wǎng)。集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中除了交直流功率流外，還有監(jiān)控系統(tǒng)組成的信號流。

　　圖3集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

多個光伏組件串聯(lián)構(gòu)成光伏組串，再由多個光伏組串并聯(lián)構(gòu)成光伏陣列，從而得到較高的直流電壓與直流功率，多個光伏陣列進(jìn)入直流匯流箱進(jìn)行匯流，再由多個直流匯流箱進(jìn)入直流配電柜，一般兩臺直流配電柜共用一臺集中式逆變器，同時兩臺集中式逆變器共用一個升壓變壓器后實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，如圖4所示。集中式是第一代光伏發(fā)電架構(gòu)，一般只具有單路MPPT，從而MW系統(tǒng)就有兩路MPPT。

　　圖4集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電示意圖

3、那些年屹立江湖的集中式逆變器

集中式逆變器出現(xiàn)江湖已接近20年，最近10年來各種技術(shù)方案風(fēng)起云涌、各派高手紛紛出場，有主打交直流配電高度集成的、有猛攻更小體積提高功率密度的、也有想破腦殼如何做到防水防塵同時改進(jìn)散熱性能的。但是萬變不離其宗，后浪們不能忘記了如下集中式逆變器的開創(chuàng)者或中堅力量。

3．1 少林派－－－SMA SC500TL

少林寺有天下第一的內(nèi)功——易筋經(jīng)和外功——少林七十二絕技，少林寺在鼎盛時有僧眾上千人，可以說是人多勢眾，何況少林寺自古就被稱為中原武林的領(lǐng)袖，而且寺內(nèi)人才輩出，像金庸武俠中正式出場的第一高手——《天龍八部》中的無名掃地老僧就出在少林寺，因此把少林寺排名第一無可厚非。而在集中式逆變器行業(yè)，來自光伏發(fā)源地德國的SMA是當(dāng)之無愧的開山鼻組少林派。曾記得當(dāng)年在我廠孜孜不倦攻讀的情形，那些激情燃燒的歲月深入研習(xí)SMA的各種文章，甚至連每年新出的產(chǎn)品手冊也不放過，從而懂得了為什么軟件控制不好時MPPT的爬山法反而不如恒定電壓法、散熱方案的改進(jìn)與優(yōu)化大有講究、怎樣實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的無功補(bǔ)償?shù)取Ｔ浀枚嗌賯€日夜與兄弟們研究SMA的CP系列集中式逆變器如何做到IP65等級，布局、配電方面借鑒學(xué)習(xí)的地方實在太多，如圖5所示。SMA是逆變器人當(dāng)之無愧的啟蒙老師，尤其是中國的工程師，謝謝您老師！但是老師多年來太過追求小富即安，除了H5以外拓?fù)鋭?chuàng)新較少了。

　　圖5 SMA 500kW集中式逆變器

3．2 武當(dāng)派－－－Power－One（ABB）AURORA500

武當(dāng)和少林齊名，和少林并稱武林中的泰山北斗，因此武當(dāng)派的排名肯定靠前。也許有人會問：“既然武當(dāng)和少林齊名，和少林并稱武林中的泰山北斗，那為什么不把武當(dāng)排名第一呢？”這是因為逍遙派，丐幫和大理段氏這三大門派實在太強(qiáng)，確實在武當(dāng)之上，而且武當(dāng)派在出場時，大理段氏都已經(jīng)不復(fù)存在，丐幫也已經(jīng)衰退，因此才讓武當(dāng)派搶了名頭。還記得2011年在我廠研發(fā)集中式逆變器那段歲月，當(dāng)時我們系統(tǒng)與設(shè)計團(tuán)隊沒有看上太過傳統(tǒng)的兩電平拓?fù)浼夹g(shù)，某天看到Power－One的AURORA時眼前不由一亮，這個就是我們想學(xué)習(xí)的對象啊，見圖6所示。這款500kW集中式逆變器在業(yè)界第一個使用I型三電平技術(shù)方案，當(dāng)時還沒有600A的I3 IGBT功率模塊，可是天才的Power－One研發(fā)團(tuán)隊竟然采用了傳統(tǒng)650V的IGBT功率模塊自行搭建構(gòu)成了三電平方案，當(dāng)時我們做了詳細(xì)的白盒測試，由于精細(xì)的環(huán)路布局，IGBT模塊的電壓尖峰并不高。除此之外，AURORA500還有另一個創(chuàng)新，就是使用兩個250kW大模塊并聯(lián)，后來我廠部分借鑒了這種前沿技術(shù)的架構(gòu)方案。在這里向Power－One的意大利初始研發(fā)團(tuán)隊致敬！可惜后來Power－One命運(yùn)多舛，賣給了美國投資公司、現(xiàn)在又在芬蘭重新繼續(xù)研發(fā)。技術(shù)與產(chǎn)品其實是有靈魂的，相信Power－One在ABB這棵大樹下會繼續(xù)雄起！

　　圖6 Power－One 500kW集中式逆變器

3．3 丐幫－－－Satcon PVS－500

丐幫在鼎盛時有數(shù)十萬幫眾，乃是江湖上人數(shù)最多的門派，而且丐幫有兩大武功絕技——降龍十八掌和打狗棒法。稱Satcon PVS－500為丐幫流派主要基于這款產(chǎn)品實在是真才實料，內(nèi)功修煉得爐火純青，反正當(dāng)時空地多也不在乎占地面積大，如圖7所示。印象很深的是3年前參觀江蘇鹽城大豐電站，全部一色使用PVS－500，運(yùn)行超過8年雖說外觀有點(diǎn)銹跡，但還是老當(dāng)益壯發(fā)光發(fā)熱，據(jù)現(xiàn)場運(yùn)維人員講很少發(fā)生故障。打開機(jī)柜看過所有配電器件都出自名門，不象國內(nèi)產(chǎn)品大部分使用棒子的。Satcon早已不在江湖，可江湖卻流傳著哥的傳說！向Satcon的Solstice系列致敬，當(dāng)年他們在全球第一個提出了集散式逆變器的創(chuàng)新方案，當(dāng)時由于價格太高從而實際推廣難度巨大，可惜他們沒看到在中國大型電站市場集散式逆變器嶄露頭角的這一天，惜哉！

　　圖7 Satcon 500kW集中式逆變器

3．4 全真教－－－艾默生SSL500

全真教出了王重陽和周伯通這兩位絕世高手，而且全真教還曾先后教過郭靖和楊過兩位大俠武功，全真教的“天罡北斗陣”威力巨大，就連東邪西毒這樣的一流高手都對其忌憚三分，可見全真教的武功非凡。把艾默生SSL500比作全真教是因為內(nèi)在含義相似，業(yè)界第一個50kW逆變模塊架構(gòu)如同當(dāng)年全真七子獨(dú)步江湖，并且王重陽和周伯通帶出的全真七子個個獲得真?zhèn)?、都能開山立派，象極了如今國內(nèi)逆變器企業(yè)同宗同源、而又能百花齊放。SSL500的構(gòu)思精巧，10個50kW逆變模塊組成500kW集中式逆變器，如圖8所示，實現(xiàn)較高效率的同時，通過智能休眠提高弱光發(fā)電量。只是這個技術(shù)來自于艾默生模塊式UPS架構(gòu)，應(yīng)用于光伏發(fā)電時有些技術(shù)細(xì)節(jié)還需要進(jìn)一步提高，后續(xù)艾默生推出的CT系列同樣一脈相承，只是逆變模塊的功率更大、橫插變?yōu)榱素Q插。

　　圖8艾默生500kW集中式逆變器

3．5 華山派－－－xx電源500kW逆變器

華山派出了風(fēng)清揚(yáng)和令狐沖兩位絕世高手，風(fēng)清揚(yáng)和令狐沖的絕技都是獨(dú)孤九劍，華山派擁有兩個絕世神功：獨(dú)孤九劍和乾坤大挪移，雖然獨(dú)孤九劍的創(chuàng)始人并不屬于華山派，不過獨(dú)孤九劍卻也只有在風(fēng)清揚(yáng)和令狐沖手上才得以流傳，倒也勉強(qiáng)算是華山派的武功。如同xx電源的500kW集中式逆變器雖然源自SMA，但出貨量反而超越開山鼻祖如今已經(jīng)占據(jù)到全球第一。xx電源作為國內(nèi)光伏逆變器的第一家上市公司，技術(shù)積累與研發(fā)力量雄厚，這款產(chǎn)品一直也是業(yè)界的標(biāo)桿，也是當(dāng)年學(xué)習(xí)的對象，如圖9所示。一直追求更高的功率密度及更好的集裝箱散熱性能，同時不斷改進(jìn)水面光伏等特殊場合的適應(yīng)性，并且產(chǎn)品每年持續(xù)迭代優(yōu)化，越來越適用于國內(nèi)大型光伏電站。

　　圖9 xx電源500kW集中式逆變器

3．6 日月神教－－－xx技術(shù)500kW逆變器

日月神教出了東方不敗和任我行兩位絕世高手，其葵花寶典神功和吸星大法更是厲害無比，雖然葵花寶典神功的創(chuàng)始人不屬于日月神教，但是這門神功卻只有在東方不敗手上發(fā)揚(yáng)光大，因此可以算是日月神教的武功。xx技術(shù)當(dāng)年組建光伏逆變器研發(fā)團(tuán)隊時，充分采用吸星大法而大量吸收了電力電子業(yè)內(nèi)技術(shù)精英。通過技術(shù)與產(chǎn)品的多輪架構(gòu)研討、軟硬件技術(shù)細(xì)節(jié)的閉關(guān)打怪、及各大專業(yè)團(tuán)隊的分工合作，再經(jīng)太上老君煉丹爐的千錘百煉，最終獲得了日月精華、練就了葵花寶典。比如第一款500kW集中式逆變器，一經(jīng)推出立即奪人眼球，如圖10所示，當(dāng)時引得業(yè)內(nèi)友商竟相現(xiàn)場拆機(jī)分析。這是業(yè)內(nèi)第一個三機(jī)柜大模塊式系統(tǒng)架構(gòu)，第一個大功率T型三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，第一個實現(xiàn)了直流風(fēng)扇無級調(diào)速，同時電控單板插拔式安裝維護(hù)，集成化配電單元等等，這些獨(dú)特亮點(diǎn)至今仍然是集中式逆變器企業(yè)的借鑒對象和學(xué)習(xí)楷模。我廠在通信行業(yè)堅持長期艱苦奮斗、一直擅長高舉高打，事實證明技術(shù)＋資本是致勝的王道。例如這個重金投向的逆變器業(yè)務(wù)，有了高層領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，重量級配備資源、資金和人員就不是問題，所以xx技術(shù)逆變器的成功不是偶然。

　　圖10 xx技術(shù)500kW集中式逆變器

3．7 逍遙派－－－茂碩電氣SC500KTL

逍遙派的神奇武功非常多，像北冥神功，天山六陽掌，小無相功等等絕世神功。而且除了武功之外，逍遙派對琴棋書畫，詩詞歌賦，醫(yī)藥毒藥，星相占卜，奇門遁甲等等也都十分在行。茂碩電氣自成立之初，就定下“科技創(chuàng)新能源”的發(fā)展方向，以產(chǎn)品差異化為市場賣點(diǎn)，短短兩年多時間就已完成全系列產(chǎn)品的量產(chǎn)，并已擁有20多項國內(nèi)外專利，從而把多種爛熟于心的武功秘籍成功應(yīng)用于多個系列光伏逆變器中。

比如這款大功率SC500KTL集成了直流配電柜功能，內(nèi)部采用了大功率單元架構(gòu)，同時做到了更小的體積，實現(xiàn)了靠墻安裝、前維護(hù)，如圖11所示。這款逆變器采用了自主知識產(chǎn)權(quán)的耦合電感多電平技術(shù)，使用成熟可靠的IGBT模塊及自主設(shè)計的驅(qū)動電路。這種新型技術(shù)最大的特點(diǎn)是輸出濾波電感使用了耦合電感結(jié)構(gòu)，一方面降低了輸出電流諧波，另一方面減小了輸出濾波電感的體積與尺寸，從而提高了逆變器性能及降低了電感成本。

茂碩電氣作為一家專注新能源技術(shù)的國家高新技術(shù)企業(yè)，始終堅持以用戶為中心、以“不斷提升發(fā)電收益”為導(dǎo)向、以“更穩(wěn)定的逆變器”為根本、以“拓?fù)鋭?chuàng)新與智能控制”為兩個基本點(diǎn)、以成為光伏電控的“蘋果和特斯拉”為目標(biāo)，長期構(gòu)建光伏發(fā)電的“智能硬件”研發(fā)平臺及制造體系。茂碩電氣在成功推出面向光伏扶貧市場的SF3／5KTL金鉆系列、及面向中大型分布式光伏電站的SF50／60KTL金剛系列的基礎(chǔ)上，2017年將向分布式市場推出發(fā)電量更高、度電成本（LCOE）更低的差異化產(chǎn)品，如“發(fā)電神器”技術(shù)和“日光寶盒”產(chǎn)品，相信會再一次讓光伏用戶興奮得眼前一亮。

　　圖11茂碩500kW集中式逆變器

4、廉頗老矣尚有余熱

伴隨著主流光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的興起和發(fā)展，集中式逆變器已誕生20年，技術(shù)成熟可靠、應(yīng)用案例較多，最大的優(yōu)點(diǎn)是初裝成本低。同時大部分EPC、設(shè)計院、施工企業(yè)都熟悉這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而供應(yīng)鏈、設(shè)計與施工成本較低。但是，集中式逆變器這個廉頗畢竟已日漸衰老，需要做進(jìn)一步的優(yōu)化改進(jìn)才能更好地發(fā)揮余熱。

就象xx電源提出的概念，要因地制宜選用逆變器。當(dāng)前國內(nèi)市場過度追求低初裝成本而不重視LCOE的情況下，在沒有坡度的平坦地面、或角度一致的大型廠房屋頂中仍然可以使用集中式逆變器，只是存在一定的發(fā)電量損失。而朝向不同的分布式屋頂或地勢起伏的山地電站中，由于逆變器的MPPT路數(shù)較少會極大降低發(fā)電量。更關(guān)鍵的是這種系統(tǒng)存在大量的組件串聯(lián)、組串并聯(lián)，不可避免存在“木桶效應(yīng)”，這個缺陷一方面造成光伏組件的熱斑問題，影響了系統(tǒng)長期工作的穩(wěn)定性和安全性；更為嚴(yán)重的是“木桶效應(yīng)”導(dǎo)致失配損耗，進(jìn)一步降低了光伏電站的長期發(fā)電收益。

近兩年1500Vdc系統(tǒng)儼然成了“新概念”，主流組件、逆變器企業(yè)號稱都有產(chǎn)品，但無他耳，無非進(jìn)一步增加了組件串聯(lián)數(shù)量，提高組串電壓以降低線損、有可能降低初裝成本而已。其實這種技術(shù)并沒有煉就葵花寶典，可別閉門狂練走火入魔也，要知道1500Vdc系統(tǒng)的“木桶效應(yīng)”比傳統(tǒng)集中式更加嚴(yán)重，比集中式還要集中式。

當(dāng)年Satcon首次提出的Solstice集散式逆變器技術(shù)部分改進(jìn)了“組串并聯(lián)”失配損耗，雖然當(dāng)前國內(nèi)有幾家企業(yè)已在跟進(jìn)這種方案，如x望、x車、上x、茂碩電氣等，但還是未能根本性消除組件串聯(lián)的“木桶效應(yīng)”。因此，集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)急需徹底解決“木桶效應(yīng)”的創(chuàng)新技術(shù)，以降低度電成本、持續(xù)提升光伏發(fā)電收益。

現(xiàn)在風(fēng)起云涌的光伏領(lǐng)跑者基地都是建在荒山荒坡荒地、或采煤沉陷區(qū)、及灘涂水面等，絕大部分采用了集中式技術(shù)方案，雖然初裝成本夠低，但是25年發(fā)電收益需要更多人為措施來保證，這些將不可避免增加后期運(yùn)維成本、降低發(fā)電收益。過去火力發(fā)電一般運(yùn)行5年就需要更換、淘汰過時的技術(shù)和發(fā)電機(jī)組，希望光伏領(lǐng)跑者項目不會重蹈覆轍、真正起到“領(lǐng)跑者”這個詞所對應(yīng)的技術(shù)和收益領(lǐng)先意義。

長江后浪推前浪，前浪拍在沙灘上，這是歷史規(guī)律。集中式最好還是逐漸歸隱江湖、退居幕后，畢竟立派已久功底還在、未來可廣收門徒，再由門徒來發(fā)展創(chuàng)新技術(shù)吧。