作為一個(gè)朝氣蓬勃的年（cai）輕（niao）光伏電站系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)師,，你是否會(huì)遇到這些煩惱？
光伏逆變器的選擇要考慮哪些因素,？
怎樣的布局才能減少發(fā)電損失,？
哪里可以找到最新、最權(quán)威的方案參考,？
看似都是細(xì)節(jié),，但對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)舉足輕重。
如果自己一點(diǎn)點(diǎn)啃,，可能需要花個(gè)幾年時(shí)間累積經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),，運(yùn)氣好的話，大概能研究個(gè)半精通出來(lái),。
今天,，SMA 技術(shù)團(tuán)隊(duì)為您量身打造了一條快速通道——《光伏電站組串式逆變器集中化布局方案探討》，將行業(yè)專業(yè)知識(shí)和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)高度提煉,，為您一一呈現(xiàn),。眾所周知，不同類型光伏電站使用不同功率的光伏逆變器,，大型地面電站推薦使用集中式逆變器,，目前主流集中式逆變器單機(jī)功率已達(dá)到 3MW 以上；而小型地面電站及工商業(yè)屋頂電站推薦使用組串式逆變器,，50KW – 200KW 功率范圍內(nèi)的組串式逆變器都有較好的應(yīng)用,；而針對(duì)戶用型光伏電站，因其一般規(guī)模較小,，普遍采用 25KW 以下的組串式逆變器,。
其中，針對(duì)小型地面電站及工商業(yè)屋頂電站逆變器的布局,，相比于將組串式逆變器分散放置于靠近組件端的傳統(tǒng)分散式布局,，SMA 經(jīng)過(guò)大量的項(xiàng)目實(shí)踐后認(rèn)為，將組串式逆變器集中化架構(gòu)的布局模式具有可以減少發(fā)電損失,、通訊快速穩(wěn)定,、便于安裝施工以及后期運(yùn)維等優(yōu)勢(shì)：
減少發(fā)電損失
① 組串式逆變器傳統(tǒng)分散式架構(gòu)
?、?SMA 推薦的組串式逆變器集中化架構(gòu)
如上圖所示,，組串式逆變器如采用傳統(tǒng)的分散式架構(gòu)布局,，所用的直流線纜短，交流線纜長(zhǎng),；如采用集中化架構(gòu)布局,，則直流線纜長(zhǎng)，交流線纜短,。而直流線纜損耗相比交流線纜損耗要少,，采用集中化架構(gòu)布局逆變器，總的線纜傳輸損耗要少,。另一方面,，為了降低 LCOE（平準(zhǔn)化發(fā)電成本），直流側(cè)超配在如今的電站設(shè)計(jì)中運(yùn)用的越來(lái)越普遍,，從之前的超配 10％,，到超配 20％，有些地區(qū)甚至超配到 50％,。超配比例越高,，逆變器輸出削峰的時(shí)間則越多,，在部分光照強(qiáng)烈,，超配比例高的光伏電站中，一天中有 80％的光照時(shí)間逆變器都能夠滿功率輸出,。
▲ 高超配比例下光伏逆變器輸出功率削峰曲線（點(diǎn)擊圖片查看原圖）
而逆變器集中化架構(gòu)布局在超配削峰的環(huán)境下可以更好的補(bǔ)償發(fā)電量損失,。下面我們來(lái)對(duì)比看下集中化架構(gòu)布局和分散式架構(gòu)布局在超配下的發(fā)電量損失情況。如下圖所示,，左圖為分散式架構(gòu)的功率傳輸路徑,，右圖為集中化架構(gòu)的功率傳輸路徑。對(duì)于電站業(yè)主來(lái)說(shuō),，更重要的是電網(wǎng)連接點(diǎn) POC 處的發(fā)電量,，而不單純是逆變器輸出點(diǎn)的發(fā)電量。
▲ 逆變器分散式架構(gòu)和集中化架構(gòu)功率傳輸比對(duì)圖
讓我們假設(shè)在分散式和集中化這兩種架構(gòu)下直流線損都是 0．5％,，交流線損都是 1．5％（實(shí)際上分散式架構(gòu)總線損會(huì)比集中式架構(gòu)大）,。在削峰時(shí)逆變器端保持 100％功率輸出，如采用分散式架構(gòu),，最終在交流電網(wǎng)連接點(diǎn) POC 得到的功率為 98．5％,，如采用集中化架構(gòu)，經(jīng)過(guò)直流功率傳輸后逆變器才進(jìn)行削峰,，最終在電網(wǎng)連接點(diǎn) POC 得到的功率為 99．5％,。可見,，采用集中化架構(gòu)布局,，最終的上網(wǎng)電量會(huì)更高,。
更快的通訊
逆變器集中化架構(gòu)布局，逆變器之間的通訊線纜可以更短,，逆變器到數(shù)據(jù)采集器之間的通訊距離一般也可以做到在 20～30m 之內(nèi),。SMA SUNNY HIGHPOWER PEAK3 逆變器采用以太網(wǎng)通訊，以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)通訊網(wǎng)速最高可達(dá) 100Mbit／s,，足夠在 1S 內(nèi)實(shí)現(xiàn)所有電站控制,。
▲ 集中化架構(gòu)為電站更好的提供魯棒性控制
而對(duì)于采用 PLC 通訊的組串式逆變器，其節(jié)省的通訊線纜長(zhǎng)度不過(guò)數(shù)十米,，但是通常需要額外增加適配器,，并且 PLC 通訊速度最大為 115．2Kbit／s，這在日益復(fù)雜及高要求的電站級(jí)別控制上還是顯得有些緩慢,。
安裝施工及后期運(yùn)維更便利
組串式逆變器由于單機(jī)功率較小,，一個(gè)電站中往往有幾十甚至上百臺(tái)組串式逆變器。以一個(gè) 20MW 的中小型地面電站為例,，占地面積超過(guò) 300 畝,，如果采用分散式布局，上百臺(tái)組串式逆變器分散在各個(gè)角落,，不僅安裝調(diào)試耗時(shí)耗力,，后期日常巡檢維護(hù)或是逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，更是會(huì)出現(xiàn)滿山遍野尋找逆變器的尷尬場(chǎng)面,。
PEAK3 150kW 組串式逆變器
SUNNY HIGHPOWER PEAK3 作為 SMA 在小型地面電站及工商業(yè)領(lǐng)域推出的組串式逆變器,，秉承了 SMA 逆變器高功率密度集成的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，采用了最新的 SIC（碳化硅）技術(shù),，最大效率可達(dá) 99．1％,， 直流超配比例可達(dá) 150％ 。
針對(duì) PEAK3 逆變器的應(yīng)用,，SMA 在此推薦一個(gè)典型的設(shè)計(jì)示范,。
▲ PEAK3 典型方案設(shè)計(jì)圖
如設(shè)計(jì)圖所示，PEAK3 直流輸入最大電壓 1500V,，組件通過(guò)直流匯流箱接入 PEAK3 逆變器,，支持高達(dá) 150％超配，逆變器直流交流側(cè)可應(yīng)用銅芯或者鋁芯線纜,，逆變器交流側(cè)通過(guò)低壓面板后接入箱變,。
PEAK3 采用以太網(wǎng)通訊，通過(guò) SMA Data Manager M（可接入多達(dá) 50 臺(tái)逆變器）將數(shù)據(jù)上傳至 SMA Sunny Protal 云平臺(tái),， 實(shí)現(xiàn)免費(fèi)的數(shù)據(jù)監(jiān)控,。
▲ PEAK3 典型設(shè)計(jì)示范圖