荒漠電站——集中型優(yōu)勢明顯
集中型逆變器有以下幾方面的優(yōu)勢,是荒漠電站的首選。
更低的初始投資。根據對比分析,集中型方案較組串型逆變器方案在初投上每兆瓦節(jié)省投資約26萬元。
發(fā)電量與組串型持平:荒漠電站中集中型和組串型發(fā)電量基本持平,綜合集中型在最高效率和過載能力等方面的優(yōu)勢,集中型發(fā)電量略高于組串型。少數(shù)電站出現(xiàn)的早晚前后排的遮擋,使用組串型無法克服,需要通過優(yōu)化組件布局進行規(guī)避。
運維更方便更經濟。通過對比集中型和組串型主流機型方案在100MW電站的運維數(shù)據,發(fā)電量損失二者相當;由于組串型設備是整機維護,而集中型設備是器件維護,設備維護成本上,集中型優(yōu)勢非常明顯。同時,在占地幾千畝的百MW級大規(guī)模電站中,對完全分散布置的組串逆變器進行更換,維護人員花在路途上的時間將遠高于進行設備更換的時間,這也是組串型的大型電站應用不利因素之一。
集中型方案更加符合電網接入要求。高壓輸電網對并網的光伏發(fā)電在調度響應、故障穿越、限發(fā)、超發(fā)、平滑、諧波限制、功率變化率、緊急啟停等方面都有嚴格要求。故障穿越是指電網出現(xiàn)短路、浪涌、缺相情況下,逆變器必須能夠在625毫秒到幾秒的時間內依然輸出一定容量的有功和無功功率,確保電力系統(tǒng)繼電保護能夠正常動作,由于集中型逆變器在電站中臺數(shù)少,單機功能強大,通訊控制簡單,故障期間能夠穿越故障的概率遠大于組串逆變器。
2013年6月中旬國網組織的實地低電壓穿越檢驗,多個型號集中逆變器也不同程度出現(xiàn)脫網情況,設想如果有上千臺小型逆變器在大型電站中運行,一旦電網出現(xiàn)故障,由于設備眾多控制復雜,電網耦合、諧振概率陡增,組串型逆變器必然會出現(xiàn)大量脫網、甚至設備自身損壞的情況,危及電網安全運行。另外由于逆變器數(shù)量太多,無法確保30ms內響應無功調度指令的電網要求。
山丘電站——多MPPT集中型方案為主,也可考慮組串型方案
山丘電站可以看做地勢并不平坦的荒漠電站,也是饋入輸電網為主,規(guī)模多為5MW以上。在山丘電站項目中,通常一個坐標系下規(guī)劃100多kW左右容量組件(如125kW的組件鋪設成同一朝向),達到發(fā)電量和投資維護成本的最優(yōu)比例。
針對此應用的多MPPT模組模式的集中型逆變器,每路MPPT跟蹤100多kW組件,將同一朝向組件的設計占地面積單位縮小到約1000平米,大大提升了施工便利性并有效解決朝向和遮擋問題,同時共交流母線輸出,具備集中型逆變器電網友好性特點,是山丘電站的首選方案。
如果所選的山丘電站地形非常復雜,實現(xiàn)100多kW組件同一朝向鋪設施工難度很大,可以考慮組串型逆變器作為補充。
屋頂電站——推薦組串型,也可選用集中型方案
屋頂電站的設計相對較為復雜,受屋頂大小、布局、材質承重、以及陰影遮擋等影響,需要通過組件鋪設和逆變器選型規(guī)劃來實現(xiàn)收益最大化。
同時組件安裝在屋頂,需要考慮火災防范等安全問題。接入配電網,直接靠近用戶負荷,需要考慮用戶用電安全性,電能質量符合要求,及與原有配電之間的繼電保護協(xié)調等。接入用戶配電網后,對用戶的功率因數(shù)影響十分明顯,逆變器除了輸出有功外,還需要快速的根據光伏系統(tǒng)實時發(fā)電情況、用戶實時負荷數(shù)據以及用戶配電房原有的SVC、SVG投入情況綜合計算以確定逆變器的實時無功輸出容量。
因此,屋頂光伏系統(tǒng)方案的選用需要在安全、電網友好、投資回報、維護等多個因素中尋求平衡點。
屋頂結構復雜,為了簡化設計,推薦使用組串型逆變器,并且根據實際屋頂和并網點的位置及并網點電壓等級,選擇逆變器。組串型逆變器需要具備拉弧監(jiān)測和關斷能力,以有效防止火災的發(fā)生,具備PID消除功能,具備高精度漏電流保護功能和孤島保護功能等。
大型廠房,考慮到屋頂承重和維護便利性,可選用集中型方案。工業(yè)廠房屋頂平坦、規(guī)模大、陰影遮擋少、朝向簡單、多為10kV中壓配電網并網??紤]到大多廠房為彩鋼屋頂,承重有限無法安裝組串型逆變器,以及日常維護便利、不影響正常生產運行等實際情況,可選用集中型逆變器。
原標題:不同電站的逆變器選型指南