逆变器的技术创新 让光伏电站更具发展前景

曾几何时，光伏发电因为光照强度和温度的变化，逆变器输出功率波动大，对电网产生冲击，而被称为垃圾电而受到限制。随着技术的进步，光伏逆变器完善了多种保护功能，增加了低（零）电压穿越，SVG无功补偿，防PID，逆变器储能等功能，不仅光伏电站自身越来越安全，而且还可以解决电网中一些故障，如在电网出现短时间剧烈振荡时，支撑电网一段时间，电网功率因素低时，还可以发出无功，提高功率因素，加入储能电池后，可以在波谷时吸收电能，波峰时释放电能，起到削峰填谷的作用；通过向组件输入反向直流电，或者负极接地，还可以延缓组件的PID，提高组件的寿命。

1、光伏电站更具安全性

光伏发电系统包括组件，支架，汇流箱，配电柜，逆变器，电缆等配件，其中智能逆变器有大脑CPU，具备主动检测和预防功能，当电网发生故障或者组件发生故障，逆变器通过电流传感器和电压采样，大脑CPU作出判断，指示执行机构接触器或者断路器断开，以保护人身，电网，设备的安全。逆变器集成了漏电流保护、直流分量保护、绝缘阻抗检测保护、防雷保护等多项功能。

逆变器里面的交流接触器，直流断路器，交流断路器安装地方不同，功能也不一样，交流接触器承担常规性的开机关机动作。直流断路器主要作用是断开组件和逆变器之间的连接，当组件或直流电缆发生短路、接地；逆变器母线电容，IGBT发生短路，必须要断开直流开关。

从安全的角度出发，集中式逆变器输入直流开关和交流开关均采用塑壳断路器，断路器有自动过流和短路保护功能，在逆变器出现短路故障时，能及时把太阳能电池正负极分开，切断电网和逆变器的联系。

采用合适的熔断器。电气火灾的特点是燃烧速度非常快，一瞬间就会把一个系统的设备损坏,电气万一发生了火灾，首先要想办法迅速切断火灾范围内的电源回路。熔断器俗称保险丝，在电路发生短路时，能迅速切断电路，避免更大的损失，因此在电力行业应用十分广泛。

Growatt组串式逆变器内置高精度RCD（残余电流检测）保护模块，在人不慎触碰PV+，漏电流超过限值时把PID抑制模块切断，以保障人身安全。

2、低（零）电压穿越功能

公共电网连接到千万家，一旦某个网点发电短路事故，保护装置会立刻切断负载，但在这个极短的时间内，电网电压会拉低，这时如果网内的光伏电站也停机，电网雪上加霜，恢复时间更长。光伏逆变器的低（零）电压穿越功能，就是当电网发生故障出现短时间电压低时，逆变器在规定的时间内不脱网，并向电网注入无功，帮助电网恢复电压。

3、光伏逆变器SVG无功补偿

SVG是一种静止型动态无功补偿装置。通过调节电压的幅值和相位，或者控制交流侧电流，迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的，保障电力系统稳定、高效、优质地运行。光伏电站需要多大的SVG？国标要求一般光伏电站配置的无功容量为电站容量的25%，再加上5%的浮动，就是20%-30%。

光伏电站配置无功补偿装置，既提高了造价，也造成运行中的很大损耗。逆变器也具备发无功的能力，古瑞瓦特逆变器在满载运行时可以实现正负0.9的无功，在夜间，甚至可以输出100%的无功，充分发掘并网光伏逆变器的调节潜力，既使系统性能指标符合国家标准要求，在一些情况下还能为电网提供无功辅助服务，提高供电质量，实现多方共赢。

4、逆变器的反PID技术

光伏电站现场测试发现，在建成1至2年后出现部分组件功率大幅下降的现象，有些组件功率衰减竟高达50%以上。组件衰减诱因很多，如光致衰减、老化衰减、隐裂、电池片破裂等，其中重要原因之一是组件PID效应。

为了抑制PID效应，组件厂家从材料、结构等方面做了大量的工作并取得了一定的进展；如可采用抗PID材料、防PID电池和封装技术等。实践中， PID问题的防治更多的是从逆变器端进行。从逆变器角度可采用以下三种方案：

（1）负极直接接地方案，将光伏组件或逆变器的负极通过电阻或保险丝直接接地，使电池板负极对大地的电压与接地金属边框保持在等电位，消除负偏压，该方案多用于集中式逆变器。

（2）负极虚拟接地方案，利用模拟中性点装置和电压调整装置，等效将UN抬升，使得U－大于0，消除负偏压，达到负极虚拟接地的目的。通过抬升N线对地电位达到使得PV-对地电位接近于零或为正值，达到PV-虚拟接地的目的，从而实现PID抑制功能。PID模块通过古瑞瓦特ShineWebBox采集逆变器数据自动调整输出电压，使所有电池板PV-对地电位为接近于零或为正值，达到抑制PID的功能。

（3）夜间反PID修复

利用组件PID的可逆性原理，在夜间逆变器停止工作时段内，利用单独的直流源对电池板施加反向电压，修复白天发生PID现象的电池板，且仅在逆变器不工作时，对电池板进行修复，属于事后治疗的被动方案。

实际电站运行数据显示，通过在逆变器中集成PID防护模块，可以有效的避免组件发生PID现象，减少电站发电量损失。同时，PID模块具有修复功能，可以对已发生PID问题的组件进行修复，使组件各项指标参数恢复正常。

深圳古瑞瓦特PID抑制模块采用第二种方案， 通过抬升N线对地电位达到使得PV-对地电位接近于零或为正值，达到PV-虚拟接地的目的，从而实现PID抑制功能。PID模块通过ShineWebBox采集逆变器数据自动调整输出电压，使所有电池板PV-对地电位为接近于零或为正值，达到抑制PID的功能。

5、光伏储能技术

光伏+储能的组合将成为解决弃光、平滑输出以及构建智慧微网系统的重要一环。过去的一年里，随着分布式光伏如火如荼的进行，储能产业也开始微风渐起。储能除了大家所熟知的存储能量、解决弃风弃光的问题，还可以用于电网的调峰调频、微电网以及户用系统。

根据用户的不同要求，古瑞瓦特设计了多款储能产品线：（1）SPF系列1-5K离网逆变控制一体机，该机型采用高频设计，重量轻，效率高，支持铅酸蓄电池和锂电池，支持多台并机方便扩容。（2）SP系列1-3K并网储能机，一个户用型并网电站，加入该系统后可以立即变身为光伏并网储能系统，还兼容任何品牌的逆变器。太阳能发电既可以提供给负载，即发即用，也可以存储，在设定的时间内放电，以提高系统自发自用比例，提高收益。当电网停电时，控制器还能继续工作，为蓄电池充电。（3）HPS系列中大功率离并网一体机，采用集中式逆变器的架构，稳定可靠，控制器和逆变器一体化方案，支持并网发电，没有电网时也可以离网应用；（4）PCS系列中大功率双向逆变器，可以和并网逆变器，油机组成微网系统，也可以用于电动汽车充电桩老化，蓄电池组检测和老化。

深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司成立于2010年5月，是一家专注于太阳能并网逆变器、离网逆变器、储能系统及其监控系统等新能源设备的研发、生产、销售和服务的国家高新技术企业。成立至今，古瑞瓦特已累计安装在欧、美、澳、亚、非、拉六大洲近80个国家及地区，是以高发电、高收益、高智能著称的全球领先分布式光伏逆变器供应商，其中在国内的光伏扶贫市场更是拥有最高的市场占有率。Growatt拥有1KW至1.26MW的全系列光伏并网逆变器、300VA-5KVA离网逆变器机型及3KW-100KW储能逆变器，配合智能监控系统，完全适用于家用屋顶、商业屋顶、地面电站及小型离网系统等光伏电站项目。在核心研发团队的不断创新下，Growatt光伏逆变器将变得更高效，更智能，更符合光伏电站建设的成本效益。Growatt还拥有完善的售后服务体系，先后成立了德国、澳洲、美国、香港、北京等分公司，致力于为全球客户提供最及时、最高效的售后质量服务保障。