组串式vs集中式：光伏逆变器究竟选谁

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1、太阳库专注为您建光伏电站http://www.solarstock.cn/　　2014年慕尼黑InterSolar论坛上，资深光伏从业人士ManfredBachler（曾是全球最大EPC厂商PhoenixSolar的首席技术官）提出了用组串式逆变器改造现存的集中式逆变器的方案，给出的结论是5～6年可收回改造成本，主要是因为集中式逆变器维护麻烦、可用性差，仅在可用度方面就比组串式逆变器差6%。　　近日，行业内对于组串式与集中式逆变器的故障率、可靠性众说纷纭。本文将从以下几个角度详细分析，抛砖引玉。　　1、系统可

2、靠性基本原理差异　　组串式方案组件和逆变器直接相连，逆变器输出通过升压变接入电网，输变电链路设备少，直流线缆短，输电主要以交流线缆为主；集中式方案主要设备有直流汇流箱、直流配电柜、逆变器及升压变，输变电链路设备多，输电线路直流线缆较多。本文将从以下几个方面分析系统方案可靠性原理差异。　　1.1、直流和交流线路对系统安全性能的影响　　直流电特点是易产生拉弧故障且不易熄灭，存在无法扑灭的风险，因为只要有光照，就会有电流产生，危害性大；交流电由于存在过零点，即使发生电弧故障，电弧也会在过零点处熄灭，危害性小。　　1

3、.2、系统故障响应时间　　交流侧出现短路故障时，由于能量来自于电网，能量足够大，电气保护设备可及时跳脱，切断短路路径，保护用电设备；直流侧短路太阳库专注为您建光伏电站http://www.solarstock.cn/时，由于故障电流小，且断路器常有降额设计，断路器不能快速保护切断短路路径，其间可能出现绝缘老化、软化，进而引发火灾。　　1.3、关键设备成熟度太阳库专注为您建光伏电站http://www.solarstock.cn/　　由于交流电技术已发展了100多年，发电技术稳定、成熟，应用范围广，与之相关的电

4、器件也已发展成熟。而光伏直流电保护技术积累少，有很多亟待解决的技术难题；且直流电压范围广，能量差异较大，相关应用器件发展还不成熟，如用于高压直流保护的器件，只有极少数厂家才能提供。　　1.4、系统关键器件选型　　当前，逆变器器件选型时，部分厂家为追求低成本，交流断路器用在集中式逆变器直流侧的现象非常普遍，这样会给系统带来极大的安全隐患。首先，由于交流电和直流电电压等级不同，交流断路器用于直流场景，工作电压超出器件额定电压，长期使用会造成断路器功能失效，安全隐患大；其次，由于直流电压等级高，工作电流大，断路器切

5、断过程易产生电弧，直流和交流特点不同，断路器灭弧装置设计也势必不同，当交流断路器应用在直流场景时，直流电弧不能有效熄灭，如果电弧持续太久（几十ms），则会产生爆炸事故。　　1.5、分析对比　　从以上系统角度分析可知，组串式逆变器比集中式逆变器可靠性更好，组串式方案比集中式方案更安全、更可靠。据统计，集中式逆变器几乎每月都有起火烧毁的重大事故；而组串式直流线缆很短，交流部分安全性经过100多年验证，全球范围至今10G以上组串式电站，还未听说发生过严重的起火事故。太阳库专注为您建光伏电站http://www.so

6、larstock.cn/　　2、逆变器失效率差异　　集中式和组串式逆变器由于功率等级不同，其结构特点、散热方式，以及防护等级等，都会有所不同，从而整机失效率也会存在差异。　　2.1、组串式逆变器失效率　　业界一些知名的组串式逆变器厂家按照25年系统可靠运行设计，采用自然散热方式，无外置风扇，实现内外部的环境隔离，防护等级达IP65，可使内部器件保持在无尘和稳定的环境中运行，大幅降低了温度、风沙、湿气、盐雾等外部环境对器件寿命的影响，可靠性大幅增强。同时系统无易损部件，无熔丝等需定期更换的器件，整机故障率小于1

7、%，实现了系统免维护。　　2.2、集中式逆变器失效率　　集中式逆变器方案一般采用常规的土建房或集装箱式机房，防护等级IP54，但因机房普遍采用直通风式散热方案，实际只能达到IP44或者更低，无法阻挡风沙、灰尘和腐蚀性气体进入逆变器。因此集中式逆变器内部电路器件容易暴露在恶劣的工作环境下，如灰尘在逆变器内电路板、端子排等的累积会造成爬电距离减小，最终造成放电、起火等安全风险。太阳库专注为您建光伏电站http://www.solarstock.cn/　　湿尘在PCB或元器件间易形成漏电效应和腐蚀效应，造成信号的异

8、常或高压拉弧打火，还有可能造成电网对PE的短路，引起逆变器异常关机或炸毁。同时逆变器风扇是易损件，平均使用寿命约为5年。北方很多电站是在戈壁滩上建设，实际上是典型的盐碱地，灰尘中含大量的盐离子成分。在昼夜间歇工作模式下，发生腐蚀和漏电的概率比常规的电气设备大很多；据统计，集中式逆变器失效率大于3%。太阳库专注为您建光伏电站http://www.solarstock.cn/　　2.3、分析对比　　通过