微型、组件、集中式、组串式并网逆变器种类及优缺点分析
集中式逆变器和组串式逆变器
集中式逆变器和组串式逆变器集中式逆变器与组串式逆变器：哪个更适合你？哎呀，听说你最近在研究太阳能发电系统的事儿？这可是个大好事儿，毕竟绿色能源有利于咱们的地球嘛。
今天咱们就聊聊两种常见的逆变器类型：集中式逆变器和组串式逆变器，看看它们分别有什么特点，哪个更适合你。
1. 集中式逆变器集中式逆变器，顾名思义，就是把所有太阳能板的电流“集中”到一个大逆变器里。
这个大逆变器就像一个老大哥，负责把从太阳能板上来的直流电转换成交流电，然后送到电网里。
这个老大哥的工作非常重要，毕竟它得保证电能转换得又快又好。
1.1 优点首先，集中式逆变器的处理能力特别强。
就像一个全能的工作狂，能处理很多很多的电力。
所以如果你家里太阳能板特别多，集中式逆变器能搞定一切，不需要担心电流过多的问题。
此外，集中式逆变器通常比较耐用，毕竟它不是一个个小玩意儿，而是一个大块头，能承受更多的挑战。
还有一个好处就是维护相对简单。
你只需要定期检查一个逆变器，不需要跑来跑去地检查多个小设备。
真是省心省力啊！而且，一旦集中式逆变器出了问题，虽然修起来可能有点麻烦，但毕竟只有一个大头需要维修，也比多个小头维修要方便一些。
1.2 缺点不过，集中式逆变器也有它的短板。
首先，如果逆变器坏了，那你的整个系统就得停摆。
就像大车开坏了，整车都不能跑了。
这对于依赖太阳能的家庭来说，可能会影响到电力供应。
此外，这种逆变器对太阳能板的布置要求比较高。
如果太阳能板的布置不够均匀，可能会影响发电效率。
2. 组串式逆变器组串式逆变器，这名字听起来是不是有点复杂？其实它的工作原理很简单。
它把太阳能板分成小组，每组的电流都通过一个小逆变器来处理。
这样就像把一大堆活分给几个小伙伴做，每个人负责自己的一部分。
2.1 优点组串式逆变器的最大好处就是灵活性强。
就像一群小伙伴合作，每个人都有自己的工作空间。
如果某一组的逆变器出了问题，其他组的发电不会受到影响。
这样，你的太阳能系统可以继续运转，即使某个小部分出现了小问题，也不会影响整体的电力供应。
集中式、组串和散式逆变器比较专题
集中式、组串式和集散式逆变器比较技术专题目前适用于大型光伏电站的逆变器主流产品包括集中式、组串式和集散式逆变器，各有利弊和优缺点。
为更好的为本项目选择合适的逆变器，做此逆变器比较专题报告。
集中式、组串式和集散式逆变器的主要优缺点、适应场合和比选结论详述如下：1集中式、组串式和集散式逆变器概述集中式逆变器：国内主流设备功率一般不超过630kW，功率器件采用大电流IGBT，系统拓扑结构采用DC-AC一级电力电子器件变换全桥逆变，工频隔离变压器的方式，防护等级一般不低于IP20。
体积较大，室内立式安装。
系统方案为采用直流汇流箱进行一级汇流，采用集中式逆变器(带MPPT跟踪功能)进行二级汇流及逆变，最后输入升压箱变。
组串式逆变器：功率一般不大于60kW，功率开关管采用小电流的MOSFET，拓扑结构采用DC-DC-BOOST升压和DC-AC全桥逆变两级电力电子器件变换，防护等级一般为IP65。
体积较小，可室外壁挂式安装。
系统方案为采用组串式逆变器(带多路MPPT跟踪功能)进行一级汇流及逆变，采用交流汇流箱进行二次汇流，最后输入升压箱变。
集散式逆变器：分布式多MPPT，独立跟踪，精度高，发电效率高；分布式DC/DC升压，直流传输电压800V左右、交流并网电压500V左右，传输损耗降低；传输及并网电压高、电流小，逆变器、电缆和箱变的投资都有所下降。
系统方案为采用直流汇流箱进行一级汇流(直流汇流箱带多路MPPT跟踪功能)，再采用大容量逆变器(不带MPPT跟踪功能)进行二级汇流及逆变，最后输入升压箱变。
光伏场区使用主要器件对比：集中式逆变方案：光伏组件，直流电缆，直流汇流箱，直流电缆，直流配电柜，直流电缆，集中式逆变器，交流电缆，双分裂箱变。
组串式逆变方案：光伏组件，直流电缆，组串式逆变器，交流电缆，交流汇流箱，交流电缆，双绕组箱变。
集散式逆变方案：光伏组件，直流电缆，智能型带MPPT直流汇流箱，直流电缆，直流配电柜，直流电缆，集散式逆变器，交流电缆，双绕组箱变。
集中式逆变器和组串式逆变器之比较
集中式逆变器和组串式逆变器之比较——深圳恒通源1、逆变器方案对比（1）集中式逆变器：设备功率在50KW到630KW之间，功率器件采用大电流IGBT，系统拓扑结构采用DC-AC一级电力电子器件变换全桥逆变，工频隔离变压器的方式，防护等级一般为IP20。
体积较大，室内立式安装。
（2）组串式逆变器：功率小于30KW，功率开关管采用小电流的MOSFET，拓扑结构采用DC-DC-BOOST升压和DC-AC全桥逆变两级电力电子器件变换，防护等级一般为IP65。
体积较小，可室外臂挂式安装。
2、系统主要器件对比（1）集中式逆变器：光伏组件，直流电缆，汇流箱，直流电缆，直流汇流配电，直流电缆，逆变器，隔离变压器，交流配电，电网。
（2）组串式逆变器：组件，直流电缆，逆变器，交流配电，电网。
3、主要优缺点和适应场合（1）集中式逆变器一般用于日照均匀的大型厂房，荒漠电站，地面电站等大型发电系统中，系统总功率大，一般是兆瓦级以上。
主要优势有：●逆变器数量少，便于管理；●逆变器元器件数量少，可靠性高；●谐波含量少，直流分量少电能质量高；●逆变器集成度高，功率密度大，成本低；●逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高；●有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。
主要缺点有：●直流汇流箱故障率较高，影响整个系统。
●集中式逆变器MPPT电压范围窄，一般为450-820V，组件配置不灵活。
在阴雨天，雾气多的部区，发电时间短。
●逆变器机房安装部署困难、需要专用的机房和设备。
●逆变器自身耗电以及机房通风散热耗电，系统维护相对复杂。
●集中式并网逆变系统中，组件方阵经过两次汇流到达逆变器，逆变器最大功率跟踪功能（MPPT）不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，当有一块组件发生故障或者被阴影遮挡，会影响整个系统的发电效率。
●集中式并网逆变系统中无冗余能力，如有发生故障停机，整个系统将停止发电。
（2）组串式逆变器适用于中小型屋顶光伏发电系统，小型地面电站。
组串式VS集中式：光伏逆变器究竟选谁
2014年慕尼黑Inter Solar论坛上，资深光伏从业人士Manfred Bachler（曾是全球最大EPC厂商Phoenix Solar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。
1.2、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。
逆变器的分类资料
5.3 屋顶电站——推荐组串型，也可选用集中型方案
屋顶电站的设计相对较为复杂，受屋顶大小、布局、材质承重、以及阴影遮挡等影响，需 要通过组件铺设和逆变器选型规划来实现收益最大化。
同时组件安装在屋顶，需要考虑火灾防范等安全问题。接入配电网，直接靠近用户负荷， 需要考虑用户用电安全性，电能质量符合要求，及与原有配电之间的继电保护协调等。接入用 户配电网后，对用户的功率因数影响十分明显，逆变器除了输出有功外，还需要快速的根据光 伏系统实时发电情况、用户实时负荷数据以及用户配电房原有的SVC、SVG投入情况综合计算 以确定逆变器的实时无功输出容量。
集中型逆变器是目前大部分中大型光伏电站的首选，在全球5MW 以上的光伏电站中，其选用比例超过98%。
2、组串式逆变器
单机功率在3-90kW之间。主流机型单机功率30-50kW，单个 或多个MPPT，一般为6-15kW一路MPPT。该类逆变器每瓦成本 较高，主要应用于中小型电站。
3、微型逆变器
单机功率在1kW以下，单MPPT，应用中多为0.25-1kW一路 MPPT，其优点是可以对每块或几块电池板进行独立的MPPT控制， 但该类逆变器每瓦成本很高。目前在北美地区10kW以下的家庭光伏 电站中有较多应用。
4、几种逆变器的典型应用如图所示
如图所示，光伏组件通过串联形成组串，多个组串之间并联形成方阵，集中型将一个方阵的所有组串直流侧接 入1台或2台逆变器，MPPT数量相对较少；组串型将一路或几路组串接入到一台逆变器，一个方阵中有多路MPPT ，微型逆变器则对每块电池板进行MPPT跟踪。 当各组件由于阴影遮挡或朝向不一致时，则会出现串联和并联失配。组串型方案多路MPPT可以解决组串之间并联 失配问题，微型逆变器既可以解决组串之间的并联失配，也可以解决组件之间的串联失配。因此，从技术方面看 ，几种逆变器的本质区别在于对组件失配问题的处理。 以逆变器为核心的设计选型，需要在光伏系统生命周期内寻找总发电量和总成本的平衡点，还要考虑电网接入， 如故障穿越能力、电能质量、电网适应性等方面的要求。依据各种逆变器的特点，结合所应用的光伏电站实际情 况，从电网友好、高投资回报、方便建设维护等方面进行科学合理的选用。
集中式、组合式、分散式逆变器的比较
集中式、组合式、分散式逆变器的比较随着可再生能源的快速发展，逆变器成为太阳能发电系统中不可或缺的组成部分。
逆变器的设计和类型对系统的性能和效率有重要影响。
本文将比较集中式、组合式和分散式逆变器的特点和优劣。
集中式逆变器集中式逆变器是指将多个太阳能电池板串联连接后再连接到一个逆变器上。
主要特点包括：- 优点：- 高效性能：只有一个逆变器，能够集中处理大量太阳能电池板的输出。
- 简单维护：只需维护一个逆变器，降低维护成本。
- 安装灵活：可以通过电缆将太阳能电池板布置在较远的位置。
- 缺点：- 单点故障：若一个逆变器发生故障，整个系统都会受到影响。
- 基于串联设计：当某个太阳能电池板遮阻或故障时，所有太阳能电池板的输出都会受到影响。
组合式逆变器组合式逆变器结合了集中式逆变器和分散式逆变器的特点。
主要特点包括：- 优点：- 灵活性：将太阳能电池板组合连接成若干串联或并联的子系统，每个子系统都配备一个逆变器。
- 容错能力：若一个子系统或逆变器发生故障，其他子系统仍可继续运行。
- 缺点：- 较多部件：需要更多的逆变器和电缆，增加了系统的成本和复杂性。
分散式逆变器分散式逆变器是指每个太阳能电池板都有一个独立的逆变器。
主要特点包括：- 优点：- 高可靠性：每个太阳能电池板都有独立的逆变器，若一个逆变器发生故障，其他逆变器仍可继续运行。
- 模块化设计：易于维护和扩展，降低维护成本。
- 最大发电量：每个太阳能电池板都能实现最大功率点追踪，提高系统发电效率。
- 缺点：- 安装复杂：需要安装和管理多个逆变器，增加了安装工作量和成本。
根据系统的需求和特点，选择适合的逆变器类型是关键。
集中式逆变器适合规模较大且系统结构简单的场景，而组合式逆变器和分散式逆变器适用于灵活性和可靠性要求较高的系统。
微型逆变器行业分析
微型逆变器行业分析1、微型逆变器是组件级控制观念的呈现逆变器是光伏发电系统的心脏。
逆变器不仅承担将太阳能光伏产生的直流电转换为交流电的重要角色，在完成最大功率点跟踪后还要将电能并入电网或用于家用电器。
作为分布式电源与电网的接口，逆变器性能将直接影响到光伏发电系统的发电效率及运行稳定性。
逆变器主要分为集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器。
在工作原理方面，集中式逆变器是将大量并行的光伏组串连接到同一台集中式逆变器的直流输入端，完成最大功率点跟踪后，再统一并网。
组串式逆变器对数串光伏组件单独进行最大功率追踪，在经过逆变单元后并入交流电网。
微型逆变器则是每个逆变器只对应少数光伏组件，实现对每块光伏组件单独的最大功率点跟踪，在逆变转化之后单独并入交流电网。
微型逆变器运行效率更高、安全性更好，主要应用于户用发电场景。
微型逆变器作为组件级电力电子设备可以对每块光伏组件的输出功率进行精细化调节及监控，在遇到部分阴影遮挡和个别组件性能出现故障的情况下，能够提升光伏系统整体的运行效率。
同时比起集中式、组串式逆变器输入端的1000V直流高压，微型的最大输入电压仅为60V，很大程度上降低了电站的安全隐患，在安装和调试方面也更为简单。
不过相比集中式逆变器和组串式逆变器，微逆的单瓦价格较高，当下的应用场景主要以户用光伏电站为主。
2、需求端：三重渗透下的百亿市场2.1、分布式光伏是当下光伏装机主力2.1.1、能源绿色革命，光伏责无旁贷作为清洁能源的太阳能在电力装机结构中的渗透率正在提升。
其主要原因在于（1）加快以光伏为代表的新能源建设已经日益成为全球主要经济体的政策共识；（2）近年来全球通胀导致的大宗商品价格高企使得太阳能作为一种能源具备了相当的经济性。
因此我们推断光伏在未来将进一步提升其在全球电力结构中的占比。
2.1.2、组件价格高企，分布式渐成光伏装机主力光伏装机需求高企，组件价格飙升。
在全球光伏装机需求持续高增下，产业链上游原材料多晶硅料价格出现了剧烈的上涨，从而带动组件价格出现了飙升。
光伏集中式逆变器与组串式逆变器
光伏集中式逆变器与组串式逆变器
集中式逆变器是将多个光伏组件的直流电汇流到一个或多个逆
变器中，再将其转换为交流电输出到电网中。
这种逆变器具有高效率、成本低、运行可靠等优点，适用于大规模光伏电站。
组串式逆变器则是将每个光伏组件的直流电分别转换为交流电，再将其串联成一个输出。
这种逆变器具有灵活性强、故障容易定位等优点，适用于小型光伏电站和分布式光伏发电系统。
总的来说，逆变器是光伏发电系统中不可或缺的一部分，不同的逆变器类型适用于不同规模和类型的光伏电站，选择适合自己的逆变器类型是保障光伏发电系统高效稳定运行的重要决策。
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微型、组件、集中式、组串式并网逆变器种类及优缺点分析
随着应用场合的不同，光伏并网逆变器的拓扑也出现多种变化，从小功率的单相并网到大功率的三相多电平并网逆变器技术，其选用的半导体器件及控制算法的要求也趋于严格。
目前，各种规模的光伏并网逆变器已经研制成功并开始批量生产。
从能量等级上，主要分成以下几种：微型/组件逆变器、集中式光伏并网逆变器（电站型）；组串式光伏并网逆变器（模组型）；多组串式光伏并网逆变器（微型）。
1. 微型/组件逆变器
微型/组件逆变器主要用在组件数量较少或者BIPV中，将单一的组件输出逆变为适合并网的交流电。
其优点是，各个组件都工作在自己的最大功率点处，并且组件之间不互相影响，一旦某个组件被遮挡或出现问题，其他组件仍然正常工作，极大地提高了系统的安全性。
当然成本也相对较高。
如图5-19所示。
(a)微型/组件逆变器 (b)集中式光伏并网逆变器 (c)组串式逆变器
图5-19 并网逆变器
2.集中式光伏并网逆变器
集中式光伏并网逆变器主要用于大型光伏电站，负责将太阳能转换成电能传输到低压侧电网或中压电网，光伏电池组需进行串并联以达到足够的电压和功率供给逆变器，其结构如图5-19所示。
该拓扑的优点是功率转换损耗小，维护方便。
缺点是：①在电池组件不匹配及阴影遮挡的多峰值条件下，该拓扑的MPPT策略比较难以达到最大功率点；②光伏电池模组串并联导致的高电压、大电流会导致损耗及安全问题；③柔性不足，当需要对光伏电站的容量进行改造时，需要重新设计逆变器；④在弱光情况下发电量明显不足。
集中式组串式组串并联式
图5-19 并网逆变器拓扑结构
研究表明，集中式的性价比很高，同样功率规模下成本可达到组串式并网逆变器的60%，但效率比组串式逆变器要低1.5%。
2.组串式光伏并网逆变器
组串式光伏并网逆变器通过串联光伏组件达到其功率等级，如图5-19所示。
因此优点之一是能够解决组件串之间的不匹配问题，并让该组件串工作在最大功率点下。
此外，由于光伏组件无需并联，防止组件之间因为电压差而导致的回流问题，因此无需串联反向二极管，提高转换效率；该拓扑的柔性较强，当需拓展或缩减电站容量时，无需改变现有系统，只需增减逆变器及其对应的光伏组件便可实现。
但该拓扑的缺点是增加多台光伏逆变器，从而成本过高。
组串式光伏并网逆变器目前之所以能够大规模地应用在光伏电站，主要是考虑到它能有效地提升日照时间。
由于组串式逆变器的输人工作电压较低，能够保证在弱光下工作，因此提升了光伏电站的最大功率产出。
现阶段，一种新型拓扑使用交叉结构来提高弱光下的工作质量，如图5-19所示。
当阳光较弱时，部分逆变器开始工作，通过并联多个光伏组件来提升单个逆变器输入工作电压；当阳光转为强烈时，全部逆变器正常工作，交叉结构还原为串联结构。
这样，即使在部分逆变器出现故障时，也能够获得当前电站的最大功率。
对一个500kW的光伏电站未说，即使是在21W/m2的辐照度时，使用组串式光伏并网逆变器的转换效率可以达到92%～98%。
3.多组串式光伏并网逆变器
多组串式光伏并网逆变器的提出是在近几年，它可以对应一串光伏模组，也可以对应单个光伏模组（这时一般被称为微型），如图5-19所示。
一般是使用一个DC/DC变换器来使光伏组件或光伏组件串达到一个较高的直流电压，同时DC/DC负责实现原本属于逆变器的
MPPT技术。
这样，逆变器只需进行直流转交流逆变的工作。
该方法可以很好地解决光伏模组不匹配的问题，并且结构十分柔性，无需添加逆变器便可增减一部分容量。
此外，由于两部分功能分开，导致结构可以变简单，能减少部分成本的考虑。
该拓扑的缺点是在弱光下，由于逆变器仍是大功率，因此对小功率不敏感，有效日照时间不会增加。
此外，由于是多个直流变换器并联，该种形式的谐波可能会较大。
EMI
EMC
中低
压电
网图5-20 多组串式光伏并网逆变器结构。