太陽能光伏項目所使用的無變壓器逆變器構(gòu)造
本文介紹了現(xiàn)今商業(yè)和公用光伏安裝項目所使用的無變壓器逆變器的構(gòu)造。它分析了電力集成商和公用電力事業(yè)機構(gòu)如何通過將多個逆變器直接整合到電網(wǎng)中或僅配備一個中壓變壓器來發(fā)揮新的能力。最后，本文還詳細列出了系統(tǒng)復雜性降低和發(fā)電效率最大化所帶來的諸多好處。
新一代無變壓器技術(shù)降低了電力集成商(integrators)和公用電力事業(yè)機構(gòu)的系統(tǒng)復雜性，針對兩種最常見的大型光伏安裝項目——大樓逆變器直接連接項目和用于并網(wǎng)發(fā)電輸電的公用安裝項目，該技術(shù)最大限度地提高了其電力傳輸能力。
盡管太陽能光伏電源的價格正在變得越來越有競爭力，但對整個行業(yè)來說，繼續(xù)增強性能、提高效率以及降低成本才是至關(guān)重要的。提高大型投資設(shè)備的質(zhì)量和性能是不斷增加收益的一種途徑，此外，逆變器的性能和效率與光伏模塊和數(shù)組同樣重要。在大型光伏系統(tǒng)設(shè)計方面，電力集成商和公用電力事業(yè)機構(gòu)正拋開傳統(tǒng)的逆變器設(shè)備，轉(zhuǎn)而開始選擇最先進的無變壓器逆變器技術(shù)，以便降低系統(tǒng)的復雜性并最大限度地提高電力傳輸。確實有必要仔細看看無變壓器逆變器技術(shù)是如何通過影響系統(tǒng)設(shè)計、效率和系統(tǒng)平衡(BoS)成本來幫助改變競爭格局的。
過采用可分離的兩極 +600 和 -600 VDC 電池組數(shù)組實現(xiàn)直接轉(zhuǎn)換這項新技術(shù)，無需在低壓三相電網(wǎng)上配備變壓器。這種配置不僅提高了發(fā)電效率，而且不需要傳統(tǒng)上所要求使用的逆變器變壓器，降低了相關(guān)的系統(tǒng)平衡 (BoS) 成本，還避免了與單極配置有關(guān)的不必要的線路衰減。這項技術(shù)還為電力集成商和公用電力事業(yè)機構(gòu)的大型商業(yè)或公用安裝項目帶來了更多好處。例如，通常規(guī)模在1到2兆瓦的商業(yè)項目，在連接點位于大樓入口變壓器低壓側(cè)要求配有一至八個逆變器，并且每個逆變器都要配有單獨的、定制的隔離變壓器——即使變壓器已與逆變器集成。而真正的無變壓器設(shè)計的逆變器才能支持直接的連接，不需要任何其它的變壓器設(shè)備和定制修改，而且也不會產(chǎn)生系統(tǒng)平衡成本。對于那些中壓變壓器連接點在5到12.7千伏之間的公用安裝項目，可將多個無變壓器逆變器整合成一個大小適當?shù)臉藴手袎鹤儔浩鳌Ｗ儔浩骺梢苑旁陔妶龅娜魏挝恢�，以靠近逆變器是最合適的。
無變壓器逆變器技術(shù)和兩極數(shù)組配置
采用了無變壓器逆變器技術(shù)的太陽能光伏系統(tǒng)在發(fā)電時，光伏模塊和負載之間不需要任何變壓器——通常為高壓交流電 (HVAC) 設(shè)備和商業(yè)熒光照明。盡管一些制造商聲稱具備了無變壓器技術(shù)，但實際上，他們的產(chǎn)品仍需要在逆變器和負載之間配備一個隔離變壓器。他們僅僅是將逆變器整合到一個逆變器箱中或?qū)λ鼈冞M行單獨銷售。真正的無變壓器逆變器可將電力從逆變器直接轉(zhuǎn)換并傳輸?shù)剿截撦d中。這要歸功于采用雙極 ±600 VDC 數(shù)組配置。電力集成商和公用電力事業(yè)機構(gòu)可獲得系統(tǒng)性能改善和系統(tǒng)平衡成本降低的好處：
更高的效率
縮小設(shè)備和導線規(guī)模及數(shù)量
降低材料和安裝施工成本
為了說明這些優(yōu)勢，讓我們看看這兩種最常見的大型光伏安裝項目的構(gòu)架，它們分別是美國本地電網(wǎng)的逆變器直接連接項目和并網(wǎng)發(fā)電輸電的公用安裝項目。
商用屋頂安裝項目中使用的直接并網(wǎng)光伏逆變器
一個在設(shè)施入口處低壓一端擁有連接點的1兆瓦的商用屋頂系統(tǒng)需要1至4個并網(wǎng)光伏逆變器。采用傳統(tǒng)的逆變器時，每一個都必須與一個單獨的或定制的隔離變壓器相搭配——不論變壓器與逆變器是否集成，情況都是如此。因此，電力供應立即被減弱了，因為隔離變壓器的效率通常只有98%到99%，它們最多可以讓效能下降2%。
