太陽能光伏工程用無干式變壓器逆變器結(jié)構(gòu)(1)作者姓名： 2010年12月21日12:01:17

渠道：關(guān)鍵詞：新一代干式變壓器技術(shù)降低了電力集成商和公用電力公司的系統(tǒng)復(fù)雜度。對于較常見的兩個大型光伏安裝項(xiàng)目，——建筑逆變器直連項(xiàng)目和并網(wǎng)發(fā)電輸電公共安裝項(xiàng)目，該技術(shù)較大化了其輸電能力。

雖然太陽能光伏電源的價格越來越有競爭力，但整個行業(yè)繼續(xù)提高性能、提高效率、降低成本是非常重要的。提高大型投資設(shè)備的質(zhì)量和性能是不斷增加收入的途徑。此外，逆變器的性能和效率與光伏模塊和陣列一樣重要。在大型光伏系統(tǒng)的設(shè)計中，電力集成商和公用事業(yè)公司正在摒棄傳統(tǒng)的逆變設(shè)備，選擇較先進(jìn)的無干式變壓器逆變技術(shù)，以降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，較大限度地提高功率傳輸。確實(shí)有必要仔細(xì)看看干式無變壓器逆變器技術(shù)如何通過影響系統(tǒng)設(shè)計、效率和系統(tǒng)平衡(BoS)成本來幫助改變競爭格局。

介紹了商用和公共光伏安裝工程中使用的無干式變壓器逆變器的構(gòu)造。它分析了電力集成商和公用事業(yè)公司如何通過將多個逆變器直接集成到電網(wǎng)中或僅提供一個中壓干式變壓器來發(fā)揮他們的新能力。較后，本文還詳細(xì)列舉了降低系統(tǒng)復(fù)雜性和較大化發(fā)電效率帶來的好處。

直接轉(zhuǎn)換的新技術(shù)是通過使用可分離的兩極600和-600伏直流電池組實(shí)現(xiàn)的，因此不需要在低壓三相電網(wǎng)上配備干式變壓器。這種配置不僅提高了發(fā)電效率，而且不需要傳統(tǒng)上需要的逆變器干式變壓器，降低了相關(guān)系統(tǒng)平衡(BoS)成本，避免了單極配置相關(guān)的不必要的線路衰減。這項(xiàng)技術(shù)也為電力集成商和公用事業(yè)的大型商業(yè)或公共安裝項(xiàng)目帶來了更多的好處。例如，在一個規(guī)模為1至2兆瓦的商業(yè)項(xiàng)目中，在建筑物入口處的干式變壓器的低壓側(cè)需要1至8個逆變器，即使干式變壓器已經(jīng)與逆變器集成，每個逆變器也應(yīng)該配備一個單先的定制隔離干式變壓器——。真正的沒有干式變壓器設(shè)計的逆變器可以支持直接連接，不需要任何其他干式變壓器設(shè)備和定制修改，不會產(chǎn)生系統(tǒng)平衡成本。對于中壓干式變壓器連接點(diǎn)在5千伏至12.7千伏之間的公共安裝項(xiàng)目，可以將多個不帶干式變壓器的逆變器集成為一個適當(dāng)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)中壓干式變壓器。干式變壓器可以放置在電場中的任何位置，較適合靠近逆變器。

無干式變壓器和兩極陣列配置的逆變器技術(shù)

采用無干式變壓器逆變技術(shù)的太陽能光伏系統(tǒng)發(fā)電時，光伏組件與負(fù)載之間不需要任何干式變壓器——，通常是高壓交流(HVAC)設(shè)備和商用熒光照明。雖然有些廠商聲稱沒有干式變壓器技術(shù)，但實(shí)際上他們的產(chǎn)品還是需要在逆變器和負(fù)載之間配備一個隔離的干式變壓器。他們只是將逆變器集成到一個逆變器盒中，或者單先出售。一個真正的干式無變壓器逆變器可以直接轉(zhuǎn)換來自逆變器的功率，并將其傳輸?shù)剿降呢?fù)載。這是因?yàn)殡p極600VDC陣列配置。電力集成商和公用事業(yè)公司可以獲得提高系統(tǒng)性能和降低系統(tǒng)平衡成本的好處： #p#分頁標(biāo)題#e#

效率更高

減少設(shè)備和電線的規(guī)模和數(shù)量

降低材料和安裝成本

為了說明這些優(yōu)勢，讓我們來看看兩個較常見的大型光伏安裝項(xiàng)目的框架，它們是

商用屋頂安裝工程中的直接并網(wǎng)光伏逆變器

1兆瓦商用屋頂系統(tǒng)，其連接點(diǎn)位于設(shè)施入口的低壓端，需要1至4個并網(wǎng)光伏逆變器。使用傳統(tǒng)逆變器時，無論干式變壓器是否與逆變器集成，每臺逆變器都必須配有單先或定制的隔離干式變壓器。因此，電源立即被削弱，因?yàn)楦綦x干式變壓器的效率通常只有98%到99%，較多可以降低2%的效率。

傳統(tǒng)逆變器由于體積大、重量重，會限制光伏逆變器系統(tǒng)的設(shè)計。兩個500千瓦逆變器的系統(tǒng)設(shè)計需要在地面安裝逆變器，因?yàn)檫@種逆變器/干式變壓器的尺寸和重量相對較大。即使隔離干式變壓器可以與逆變器分離，但安裝較低的電壓和較高的電流會導(dǎo)致昂貴的導(dǎo)線成本，而較低的輸出電壓和每個逆變器所需的多個繞組會限制分離距離。

集成逆變器的穩(wěn)定性也需要注意。傳統(tǒng)的逆變器設(shè)計通常采用無阻尼大三角濾波器，當(dāng)許多器件并聯(lián)或逆變器設(shè)置在長輸線上時，可能導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。而且如果逆變器并聯(lián)放置在同一個盒子里，每個逆變器是500 kW。

逆變器由四個較小的125千瓦機(jī)組驅(qū)動，因此該系統(tǒng)容易受到電氣干擾，并將給整個光伏系統(tǒng)帶來多個故障點(diǎn)。

太陽能光伏工程中的無干式變壓器逆變器結(jié)構(gòu)

相比之下，真正的干式無變壓器逆變器直接固定在建筑物的入口處，甚至固定在足夠大的配電安裝板上。因?yàn)闆]有隔離的干式變壓器，所以從光伏模塊電源獲得的額外的1%到2%的能效直接進(jìn)入負(fù)載。當(dāng)功率為500 kW時，這意味著較小自由附加輸出為5 kW。另外，直接轉(zhuǎn)換成可用電壓，而不是單極逆變器較低的交流電壓，交流電流減少一半以上，從而降低了交流一端的導(dǎo)線成本。

如果沒有一個干式變壓器，逆變器的尺寸更小，重量更輕，為電力集成商在安裝和整體系統(tǒng)設(shè)計方面提供了更大的自由。由于重量的限制和必須的加固措施，在五層樓的建筑物屋頂安裝一個傳統(tǒng)的逆變器從成本上來說可能會讓人望而卻步，但是設(shè)計人員卻可以讓無干式變壓器逆變器安裝在商業(yè)建筑的屋頂上（而不是安裝在地下室），使其直接與五樓的安裝板連接。這樣的設(shè)計不僅可以免除昂貴的高達(dá)五層樓的直流電布線，而且還能縮短交流電電線的長度并降低相關(guān)成本。