業(yè)界技術發(fā)展趨勢——逆變器拓撲結構發(fā)展趨勢

1、箱品資料推薦 業(yè)界技術發(fā)展趨勢一一逆變器拓撲結構發(fā)展趨勢 Simon.H 1光伏并網逆變器拓撲結構發(fā)展趨勢 在光伏并網發(fā)電系統中，逆變器作為光伏陣列與電網的接口設備，其拓撲結構決泄著整個系統的效率 和成本，是影響系統經濟可靠運行的關鍵因素.由于光伏并網逆變器的結構拓撲種類眾多、性能特點各異， 其原理分析和性能比較，對于拓撲結構的合理選擇、提高系統效率和降低生產成本有著極其重要的意義. 1.1五種常見拓撲結構類型 目前，市場上常見的逆變器拓撲結構按照頻率及有無變壓器分，可簡單分為以下五種類型： (1)直接逆變型 優(yōu)點：沒有工頻變圧器，重量輕，效率高(97%),結構簡單，成本低。 缺點：交、直流之

2、間無電氣隔離，太陽能電池板兩極有電網電壓，對人體安全不利；MPPT直流輸入電壓, 即太陽能電池板輸岀電壓要大于350V,提髙了系統的絕緣要求，容易出現漏電現象。 (2)工頻隔離型 三相FaBxEa 優(yōu)點：工頻變壓器隔離，安全性能良好：結構簡單，可靠性髙，抗沖擊性能好：直流側MPPT輸入電壓一般 在 200V800V 缺點：系統效率低，笨重。 (3)高頻隔離型 優(yōu)點：髙頻電氣隔離，重雖:輕，效率在93%左右。 缺點：由于髙頻隔離環(huán)i (DC-AC-DC)功率等級較小，此結構適合于5kW以下機型：EMC設計難度高：系 統抗沖擊性差。 (4) 高頻升壓不隔離型 優(yōu)點：效率髙，重量輕，太陽能電池直流輸

3、入范用寬(150V500V) 缺點：無電氣隔離，太陽能電池板兩極有電網電壓，對人體安全不利：EMC設計難度髙。 箱品資料推薦 (5)多MPPT單逆變型 陣列1 陣列2 DC-DC1 逆變器 電網 0 DCDCa MPPT- 二二 1 優(yōu)點：效率髙，重量輕，太陽能電池直流輸入范困寬(150V500V)；多路MPPT輸入，適用于更多場合。 缺點：無電氣隔離，太陽能電池板兩極有電網電壓，對人體安全不利：EMC設讓難度髙。 1.2逆變器廠家采用的拓撲結構 序號 廠家 拓撲結構 產品 效率 MPPT 電網 投放市場 1 陽光電源 高頻升壓不 隔離型 SG1K5TL. SG2K5TL 95%/94.5%

4、1 單相 歐洲、亞洲、 澳大利亞市場 SG3KTL、 SG4KTL. SG5KTL 97.3%/96.5% 1 單相 歐洲、澳大利 亞市場 SG10KTL、 SG12KTL. SG15KTL、 SG20KTL 98%/97.3% 2 三相 歐洲市場 SG3KTLU、 SG4KTLU. SG5KTLU 96.8% 1 單相 北美市場 工頻隔離型 SG3K 94%/93% 1 單相 歐洲、亞洲市 場 SG5K、SG6K 945%/938% 1 單相 SG10K3 945%/935% 1 三相 SG3KU、 SG6KU 93%938% 2 單相 北美市場 SG50KU、 SG50KC 96.2% 1

5、 三相 北美市場 2 江蘇艾索 髙頻升壓不 隔離型 Eversol TL1500AS、 TL2000AS. TL2500AS. TL3200、TL4000、TL4600 97.6%/96.7% 1 單相 歐洲、澳大利 亞市場 Eversol TL5400 976%/967% 2 單相 歐洲、澳大利 亞市場 EversolTLC10K . TLC12K.TLC15K.TLC17K 98%/97.5% 2 三相 歐洲市場 奇頻隔離型 Eversol HF1500、HF2000 96%/955% 1 單相 澳大利亞市場 3 SMA 高頻升壓不 隔離型 SUNNY BOY 1600TL 2100TL

6、96.0%/95.2% 1 單相 歐洲、澳大利 亞市場 SUNNY BOY 3OOOTL. 4000TL、 5000TL 97.0%/96.5% 1 2 單相 歐洲、亞洲、 澳大利亞市場 Sunny Boy 8000TLUS、 9000TL-US. 10000TL-US 98.3%/98% 1 單/兩 相 北美市場 SUNNY MINI CENTRAL 6000TL、7000TL、8000TL 98%/97.7 % 1 單相 歐洲、澳大利 亞市場 SUNNY MINI CENTRAL 9000TL 、 1OOOOTL 、 11OOOTL. 97.7%/97.2% 1 單相 歐洲、亞洲市 場 S

7、UNNYTRIPOWER 8000TL 、 1OOOOTL 、 12OOOTL . 15OOOTL 、 17000TL 98.2%/97.8 % 2 三相 歐洲、澳大利 亞市場 工頻隔離型 Sunny Boy 1200、1700、 2500 . 3000 921%95%/ 90%936% 1 單相 歐洲、亞洲、 澳大利亞市場 Sunny Boy 3300、3800 956%/947% 1 單相 歐洲市場 Sunny Mini Central 4600A、 5000A、 6000A 96.1%/95.3 % 1 單相 歐洲、澳大利 亞市場 Sunny Mini Central 7000HV 96

8、.2%/95.5 % 1 單相 歐洲、澳大利 亞市場 Sunny Boy 700-US 93.6%/91.5% 1 單/兩 相 北美市場 Sunny Boy 3000-US 、 3800-US、 4000-US 96.8%/96% 1 單/兩 相 Sunny Boy 5000-US、 6000-US 7000-US、 8000-US 97.1%/95.5% 1 單/兩 相 高頻隔離型 Sunny Boy 2000HF-US% 2500HF-US、3000HF-US 97.1%/96.5% 1 單/兩 相 Sunny Boy 2000HF、 2500HF、 3000HF 96.3%/95% 1

9、單相 歐洲、澳大利 亞市場 4 Power one 髙頻升壓不 隔離型 PVI-2000-OUTD 955%/945% 1 單相 歐洲、澳大利 亞市場 PVI-3.0-OUTD、 PVI-3.6-OUTD: PVI-4.2-OUTD、 PVI-3.8-I-OUTD、 96.8%/96% 96.4%/96%、 97%/96/4% 2 單相 歐洲、澳大利 亞、北美市場 箱品資料推薦 PVI-4.6-I-OUTD: PVI-5000-OUTD、 PVI-6000-OUTD PVI-2OOO. PVI-3600 955%/944%. 1 2 單相 歐洲、澳大利 亞市場 PVI-IO.O-OUTD、 P

10、VI-12.5-OUTD: PVI-lO.O-1-OUTD 97.7%/97.2 : 96.5%/96% 2 三相 歐洲、澳大利 亞、北美市場 高頻隔離型 UNO-2.0-KUNO-2.5-I 96.3%/96% 1 單相 歐洲、澳大利 亞、北美市場 從以上表格數據看，廠家為了提髙效率和降低成本都普遍采用高頻無隔離型拓撲結構，市場需求兩比 較大：受少數國家地區(qū)政策限制，還有少量的工頻隔離型逆變器存在，市場需求量?。坏?，兼顧了提髙 效率、降低成本和電氣隔離的，部分廠家采用拓撲結構，只是產品還不夠豐富，說明市場需求不大。工頻 隔離型逆變器是傳統型逆變器，市場份額目前暫時大于髙頻隔離型逆變器。 從

11、效率髙低看：高頻無隔離型髙頻隔離型工頻隔離型 從安全角度看：工頻隔離型高頻隔離型髙頻無隔離型 從市場需求看：高頻無隔離型工頻隔離型高頻隔離型 經以上分析，從市場需求和產品發(fā)展的角度看，髙頻無隔離型拓撲結構將是光伏并網逆變器的主流拓 撲結構（事實上已經是主流了）。 為了克服髙頻無隔離型拓撲結構逆變器可能出現漏電流現象等一些弱點，在傳統的無隔離型拓撲結構 基礎上又衍生出一些新的拓撲結構，最具代表性的是專利權歸屬SMA的H5逆變橋技術。H5逆變橋技術拓 撲結構簡圖如下： EMC 濾波器 如上圖所示的帶直流旁路的全橋拓撲中，S4、S2在電網電流的正負半周分別以開關頻率進行調制。該 拓撲是由徳國SMA有

12、限公司提出且已在中國申請了技術專利。SMA公司的Sunny Mini Central系列并網逆 變器采用該拓撲結構，其最高效率達到98.1%,歐洲效率達到97.7%。該拓撲中，S1. S3在電網電流的正負 半周各自導通，S4、S5在電網正半周期以開關頻率調制，而S2、S5在電網負半周期以開關頻率調制?，F 以電網正半周期為例對其共模電壓進行分析。 H5拓撲在電網電流正半周期S1始終導通，當正弦調制波大于三角載波時，S5、S4導通，共模電壓Vcm 為： vcm =+ vbo)= 0-5(Vpv +0) = 0.5Vpv 當正弦調制波小于三角載波時S5、S4關斷，電流經S3的反并聯二極管、S1續(xù)流 廟5(% +咕)=0.5(0.5* +0.5*)=0.5* 負半周期的換流過程及共模電壓分析與正半周期類似。可見在開關過程中，若Vpv保持不變則共模電 壓恒左，即能夠抑制共模電流。 1.3總結 能夠有效抑制共模電流，即減小漏電流的方法很多，且基本上都有很成熟的理論基礎一一對髙頻無變 壓器隔離的逆變器發(fā)展來說，這是很有利的方面。隨著市場化對逆變器的髙效率、低成本和更高的安全可 靠