太陽(yáng)能光伏工程用無(wú)干式變壓器逆變器結構

太陽(yáng)能光伏工程用無(wú)干式變壓器逆變器結構(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復雜度。對于較常見(jiàn)的兩個(gè)大型光伏安裝項目，——建筑逆變器直連項目和并網(wǎng)發(fā)電輸電公共安裝項目，該技術(shù)較大化了其輸電能力。

雖然太陽(yáng)能光伏電源的價(jià)格越來(lái)越有競爭力，但整個(gè)行業(yè)繼續提高性能、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。在大型光伏系統的設計中，電力集成商和公用事業(yè)公司正在摒棄傳統的逆變設備，選擇較先進(jìn)的無(wú)干式變壓器逆變技術(shù)，以降低系統的復雜性，較大限度地提高功率傳輸。確實(shí)有必要仔細看看干式無(wú)變壓器逆變器技術(shù)如何通過(guò)影響系統設計、效率和系統平衡(BoS)成本來(lái)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(wú)干式變壓器逆變器的構造。它分析了電力集成商和公用事業(yè)公司如何通過(guò)將多個(gè)逆變器直接集成到電網(wǎng)中或僅提供一個(gè)中壓干式變壓器來(lái)發(fā)揮他們的新能力。較后，本文還詳細列舉了降低系統復雜性和較大化發(fā)電效率帶來(lái)的好處。

直接轉換的新技術(shù)是通過(guò)使用可分離的兩極600和-600伏直流電池組實(shí)現的，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，而且不需要傳統上需要的逆變器干式變壓器，降低了相關(guān)系統平衡(BoS)成本，避免了單極配置相關(guān)的不必要的線(xiàn)路衰減。這項技術(shù)也為電力集成商和公用事業(yè)的大型商業(yè)或公共安裝項目帶來(lái)了更多的好處。例如，在一個(gè)規模為1至2兆瓦的商業(yè)項目中，在建筑物入口處的干式變壓器的低壓側需要1至8個(gè)逆變器，即使干式變壓器已經(jīng)與逆變器集成，每個(gè)逆變器也應該配備一個(gè)單先的定制隔離干式變壓器——。真正的沒(méi)有干式變壓器設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備和定制修改，不會(huì )產(chǎn)生系統平衡成本。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目，可以將多個(gè)不帶干式變壓器的逆變器集成為一個(gè)適當尺寸的標準中壓干式變壓器。干式變壓器可以放置在電場(chǎng)中的任何位置，較適合靠近逆變器。

無(wú)干式變壓器和兩極陣列配置的逆變器技術(shù)

采用無(wú)干式變壓器逆變技術(shù)的太陽(yáng)能光伏系統發(fā)電時(shí)，光伏組件與負載之間不需要任何干式變壓器——，通常是高壓交流(HVAC)設備和商用熒光照明。雖然有些廠(chǎng)商聲稱(chēng)沒(méi)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載之間配備一個(gè)隔離的干式變壓器。他們只是將逆變器集成到一個(gè)逆變器盒中，或者單先出售。一個(gè)真正的干式無(wú)變壓器逆變器可以直接轉換來(lái)自逆變器的功率，并將其傳輸到所附的負載。這是因為雙極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性能和降低系統平衡成本的好處： #p#分頁(yè)標題#e#

效率更高

減少設備和電線(xiàn)的規模和數量

降低材料和安裝成本

為了說(shuō)明這些優(yōu)勢，讓我們來(lái)看看兩個(gè)較常見(jiàn)的大型光伏安裝項目的框架，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，其連接點(diǎn)位于設施入口的低壓端，需要1至4個(gè)并網(wǎng)光伏逆變器。使用傳統逆變器時(shí)，無(wú)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，因為隔離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。

傳統逆變器由于體積大、重量重，會(huì )限制光伏逆變器系統的設計。兩個(gè)500千瓦逆變器的系統設計需要在地面安裝逆變器，因為這種逆變器/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(huì )導致昂貴的導線(xiàn)成本，而較低的輸出電壓和每個(gè)逆變器所需的多個(gè)繞組會(huì )限制分離距離。

集成逆變器的穩定性也需要注意。傳統的逆變器設計通常采用無(wú)阻尼大三角濾波器，當許多器件并聯(lián)或逆變器設置在長(cháng)輸線(xiàn)上時(shí)，可能導致系統運行不穩定。而且如果逆變器并聯(lián)放置在同一個(gè)盒子里，每個(gè)逆變器是500 kW。

逆變器由四個(gè)較小的125千瓦機組驅動(dòng)，因此該系統容易受到電氣干擾，并將給整個(gè)光伏系統帶來(lái)多個(gè)故障點(diǎn)。

太陽(yáng)能光伏工程中的無(wú)干式變壓器逆變器結構

相比之下，真正的干式無(wú)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。因為沒(méi)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)入負載。當功率為500 kW時(shí)，這意味著(zhù)較小自由附加輸出為5 kW。另外，直接轉換成可用電壓，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線(xiàn)成本。

如果沒(méi)有一個(gè)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設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(gè)傳統的逆變器從成本上來(lái)說(shuō)可能會(huì )讓人望而卻步，但是設計人員卻可以讓無(wú)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。這樣的設計不僅可以免除昂貴的高達五層樓的直流電布線(xiàn)，而且還能縮短交流電電線(xiàn)的長(cháng)度并降低相關(guān)成本。