海外光伏逆变器选型研究

海外光伏逆变器选型研究

隋国蜀史朝晖

山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013

摘要：本文针对海外光伏电站项目逆变器选型进行研究，通过比较不同类型逆变器的特性及投资收益，提出了海外光伏逆变器选型依据。

关键词：海外光伏；逆变器选型；投资收益。

引言

逆变器选型不仅会直接影响光伏电站的初始投资和发电量，而且也相当程度决定了后期电站的运维费用。因此必须因地制宜，科学地统筹规划系统方案，既充分考虑经济合理性，又要考虑到技术先进性，实现资源的最优化配置。

一、逆变器特性

本文仅介绍目前技术成熟、应用普遍的两种逆变器——组串式和集中式。

1.组串式逆变器

组串式逆变器基于模块化的概念，直流侧具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，将光伏组串发出的直流电逆变为交流电。多路MPPT的设计，失配组串仅会影响并入同一路MPPT的组串，从而有效避免阴影遮挡的影响，最大程度增加发电量。

组串式逆变器体积小、重量轻，搬运和安装十分方便，可直接固定在支架上，有效简化施工、减少占地。适应于坡度大，组件朝向具有一定差异，布局相对零散，子区域容量差异较大的山地、屋顶光伏、小型地面电站等。

2.集中式逆变器

集中式逆变器是将很多光伏组串汇流后连接到逆变器直流输入端，采用一路MPPT输入，集中寻优，完成将直流电转换为交流电的设备，是当前大型光伏电站普遍采用的电能变换装置。

集中式逆变器投资成本低，谐波含量少，可与升压变压器集成化设计，进一步提升转换效率。一般用于日照均匀、坡度平缓、组件朝向基本一致，且方阵布局相对集中的大型厂房、荒漠电站、地面电站等大型发电系统中。

二、海外项目考虑因素

海外光伏项目在逆变器方案选取时，除了考虑项目所在地的地形地貌、交通运输等自然条件外，尚应考虑当地人力资源成本、设备材料供应能力及成本，并进行经济技术比较。

目前国内光伏电站逆变器的选型，受地形及施工条件的影响已经越来越不明显。而海外不少国家为解决当地就业问题，会规定国外公司雇佣当地员工的比例。因而对于海外光伏项目，选型时，应考虑当地与国内的人力成本差异。另外，国外工人的技术水平和工作效率也会对逆变器选型造成一定的影响。

因而，选型时须对当地人力资源情况、工资标准、风土人情等进行调研，通过详细的经济技术比较，确定逆变器型式。

三、工程实例应用分析

本文以澳大利亚某300MW大型地面光伏为例进行分析。取1MW容量进行方案比选，设备材料价格如下：

组串式方案：

备注：以上价格仅供参考。

通过比较可以看出，组串式方案比集中式方案设备成本高约13.9万元/MW左右，本项目300MWp，成本约高4170万元人民币。

另外，建设期安装、接线成本方面，考虑澳洲人工成本，持有电工证的工人工资报价约为4700元/人天。采用组串式逆变系统时，将比集中式逆变系统多出组串式逆变器的安装接线，但是比集中式逆变系统少了部分汇流箱的安装接线。按组串式逆变器与汇流箱为相同的安装人工成本，则组串式方案约多出了300×(20+5-12-2)=3300台逆变器的安装接线成本。考虑到当地工作时间、工作效率，按照4台/人天考虑，则需要825人天的成本。预计组串式逆变器方案，仅在安装接线人工费方面，将比集中式逆变器方案高出约825*4700=388万元。

在投资收益对比方面，转换效率取值上的较小差异将直接影响选型方案。本项目为大型地面光伏，组串式逆变器在效率转换方面优势不大，取0.1%的效率差时，在不考虑其余因素影响的情况下，当按25年年平均利用小时数1600h，澳洲光伏电价按649元/MWh考虑时，收益将高出300×0.1%×25×1600×649=778.8万元。

可以看出，本工程组串式比集中式在初期投入方面，将高出4170+388=4558万元的成本，而收益将高出778.8万元，发电利润将降低3779.2万元。

本工程要使组串式逆变器方案的收益弥补投资上的差额，则需要

300××25×1600×0.0649=4558；得=0.59%。

当组串式逆变器的综合效率比集中式逆变器的综合效率高出0.59%时，两者在投资收益（即发电利润）方面是相平的。这一数值跟生产期、年利用小时数、当地电价等有直接关系。

根据当前组串式逆变器和集中式逆变器的技术成熟状况，结合本工程的具体情况，从投资收益方面考虑，本工程宜选用集中式逆变器。

四、结论

本文以具体工程为例，论证了海外光伏项目逆变器选型的主要依据，提供了投资收益方面的算法算例，因地制宜地选择逆变器型式，提高发电效率，降低工程造价，从而增加投资收益。

参考文献

[1]《光伏发电站设计规范》（GB50797-2012）.

[2]《电力建设工程装置性材料预算价格》（中国电力企业联合会-2013）.