太陽能光伏工程用無干式變壓器逆變器結構

太陽能光伏工程用無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：關鍵詞：新一代干式變壓器技術降低了電力集成商和公用電力公司的系統復雜度。對于較常見的兩個大型光伏安裝項目，——建筑逆變器直連項目和并網發電輸電公共安裝項目，該技術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公司正在摒棄傳統的逆變設備，選擇較先進的無干式變壓器逆變技術，以降低系統的復雜性，較大限度地提高功率傳輸。確實有必要仔細看看干式無變壓器逆變器技術如何通過影響系統設計、效率和系統平衡(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造。它分析了電力集成商和公用事業公司如何通過將多個逆變器直接集成到電網中或僅提供一個中壓干式變壓器來發揮他們的新能力。較后，本文還詳細列舉了降低系統復雜性和較大化發電效率帶來的好處。

直接轉換的新技術是通過使用可分離的兩極600和-600伏直流電池組實現的，因此不需要在低壓三相電網上配備干式變壓器。這種配置不僅提高了發電效率，而且不需要傳統上需要的逆變器干式變壓器，降低了相關系統平衡(BoS)成本，避免了單極配置相關的不必要的線路衰減。這項技術也為電力集成商和公用事業的大型商業或公共安裝項目帶來了更多的好處。例如，在一個規模為1至2兆瓦的商業項目中，在建筑物入口處的干式變壓器的低壓側需要1至8個逆變器，即使干式變壓器已經與逆變器集成，每個逆變器也應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，不會產生系統平衡成本。對于中壓干式變壓器連接點在5千伏至12.7千伏之間的公共安裝項目，可以將多個不帶干式變壓器的逆變器集成為一個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

采用無干式變壓器逆變技術的太陽能光伏系統發電時，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。雖然有些廠商聲稱沒有干式變壓器技術，但實際上他們的產品還是需要在逆變器和負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換來自逆變器的功率，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#分頁標題#e#

效率更高

減少設備和電線的規模和數量

降低材料和安裝成本

為了說明這些優勢，讓我們來看看兩個較常見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光伏逆變器

1兆瓦商用屋頂系統，其連接點位于設施入口的低壓端，需要1至4個并網光伏逆變器。使用傳統逆變器時，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，會限制光伏逆變器系統的設計。兩個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導致昂貴的導線成本，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。

集成逆變器的穩定性也需要注意。傳統的逆變器設計通常采用無阻尼大三角濾波器，當許多器件并聯或逆變器設置在長輸線上時，可能導致系統運行不穩定。而且如果逆變器并聯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125千瓦機組驅動，因此該系統容易受到電氣干擾，并將給整個光伏系統帶來多個故障點。

太陽能光伏工程中的無干式變壓器逆變器結構

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。因為沒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%的能效直接進入負載。當功率為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傳統的逆變器從成本上來說可能會讓人望而卻步，但是設計人員卻可以讓無干式變壓器逆變器安裝在商業建筑的屋頂上（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，而且還能縮短交流電電線的長度并降低相關成本。