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【消息】海外大功率光伏逆变器企业及其技术浅析

发布时间:2020-11-17 02:44:48 来源:东乐机械网

目前全球光伏逆变器市场主要集中在欧洲和美国,光伏逆变器厂家也主要来自这两个地区。欧洲光伏逆变器厂家主导了整个市场,市场份额排名前十的厂商有八家来自欧洲,其中前五位全部来自欧洲,SMA占了全球市场份额的44%,Kaco约占10%,Fronius是9%,Ingeteam是7%,Siemens为6%,美国只有Power-One和Phoenixtec进入前十排行榜。加拿大大功率光伏逆变器比较著名的厂商有Xantrex。大功率光伏逆变器通常是指输出功率在100kW以上的逆变器,应用在并网电站。大功率光伏逆变器由于开发成本和技术门槛较高,也基本被这些公司垄断。SMA无论从技术、市场和即成标准看,都是这个领域的领导者。

大功率光伏逆变器根据隔离方式分为:带隔离变压器和不带隔离变压器;根据逆变器结构也可分为:单机大功率逆变器和模块化并联逆变器。下面着重从这两个方面分析其技术特点和优缺点。

大功率光伏隔离变压器通常是工频变压器。带工频变压器的主要好处是:一方面光伏逆变器借助升降压功能,其适应性会强,不同等级的电网、不同的太阳能电池板都能适用于同一光伏逆变器,只要改变变压器变比即可;另一方面是安全性,考虑到安全规范,到目前为止美国市场的光伏逆变器被强制要求带隔离变压器。但是加入工频变压器后,整个逆变器设备体积和重量都会增加,随之而来的就是成本的急剧增加。另外工频变压器根据不同材质,效率在98%~99%之间,因此也会引起效率的降低,延长客户回收成本的时间和预期效益。基于这些原因,国外大功率光伏逆变器从两方面解决带隔离变压器产生的问题:一是优化整个系统架构,二是提高变压器的效率。对光伏电站普遍的架构,以电池电压300V-600VDC为输入的逆变器为例,通过低压变压器接400VAC电网,然后再通过变压器接中压10kV电网。整个系统通过两级变压器并入中压电网,系统的成本增加,同时效率也会降低1%~2%。

目前国外光伏电站的一种趋势是用一种并网的方式。由于省掉中间的低压变压器,直接用低压转中压的变压器,系统成本降低,同时系统效率也会提高。低压转中压变压器通常外置,且由系统厂商或电力公司配置,因此非隔离型大功率光伏逆变器的应用越来越广。另一方面,为了提高变压器的效率,借助采用新磁性材料来提升性能。例如用非晶做磁芯的大功率变压器,满载效率可以在99%以上。SMA推出的大功率SC100/200/250/300系列隔离型逆变器,借助高性能的变压器,最高效率为97.6%,欧洲效率为97%;SMA的SC100HE/250HE/400HE/500HE/630HE系列非隔离型大功率逆变器,最高效率都在98.2%以上。在大功率逆变器效率指标方面,SMA遥遥领先于其他厂商。以加拿大XantrexGT100E100kW为例,最高效率为96.6%,这一效率水平也是目前大功率逆变器效率的平均水平。

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