新闻资讯 您现在的位置:新闻资讯    新闻资讯
组串式和集中式逆变器 谁更可靠更坚强
发布时间:2019-04-02  
 

      光伏电站产品的长期可靠性直接影响投资人收益,在长达25年的投资回报期内,提高发电效率、降低产品故障是永恒不变的主题。目前国内光伏电站质量长期可靠性隐患重重,其中逆变器可靠性更成为了大家关注的热点。

  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。那么到底谁更可靠,谁更坚强?本文从以下几个角度详细分析,抛砖引玉。

  1.逆变器失效率:集中式高于组串式,是其3倍

  业界知名的组串式逆变器按照25年的系统可靠运行设计,采用IP65防护等级,实现内外部的环境隔离,使内部器件保持在无尘和稳定的运行环境中,大大降低了温度、风沙、湿气、盐雾等外部环境对器件寿命的影响,因此可靠性大大增强。同时系统无易损部件,无熔丝、无风扇等需定期更换器件,实现了系统免维护;整机故障率小于1%。

  而集中式方案一般采用常规的土建房或集装箱式机房,防护等级IP54,但因机房普遍采用直通风式散热方案,实际只能达到IP44或者更低,无法阻挡风沙、灰尘和腐蚀性气体进入逆变器。集中式逆变器防护等级只有IP20,内部电路器件容易暴露在恶劣的工作环境下。

  比如灰尘在逆变器内电路板、端子排等的累积会造成爬电距离减小,最终造成放电、起火等安全风险;湿尘在PCB或元器件间易形成漏电效应和腐蚀效应,造成信号的异常或高压拉弧打火,还有可能造成电网对PE的短路,引起逆变器异常关机或炸毁。同时逆变器风扇是易损件,平均使用寿命约为5年左右。

  业界集中式逆变器故障率一般超过3%,故障率是组串式逆变器的3倍以上。北方很多电站是在戈壁滩上建设,其实际是典型的盐碱地,灰尘中含大量的盐离子成分。在昼夜间歇工作模式下,发生腐蚀和漏电的概率比常规的电气设备大很多。


图1逆变器机房的灰尘图2逆变器设备内部的灰尘

  另外从逆变器的辅助电源上比较,集中式辅助电源市场上的失效率一般是2~5%之间,其失效率高的主要原因也是直通风散热,灰尘,盐雾等会对可靠性有影响。而组串式逆变器辅助电源是自带的电路,在全密闭环境下工作,失效概率极低。

  从逆变器历史来看,SMA在1995年推出的第一款逆变器是组串式逆变器,过了7年,才在2002年推出第一款集中式逆变器。室外组串式逆变器已经经历了近20年的实际应用考验,在欧洲用于大型地面电站的历史比集中式逆变器更久,技术也更成熟。

  2.散热对可靠性的影响:集中式大于组串式

  组串式逆变器单个功耗数百瓦,可以实现自然散热设计,且可满足60℃环境温度下可靠运行,集中式逆变器,尤其是10尺集装箱方案,1MW的损耗高达30千瓦,相当于有30个1千瓦的电炉丝在10尺集装箱内部烘烤,单靠几个风扇是很难实现可靠散热的,极大增加了烧机的风险。

  据实际测量,西部地面电站,组串式逆变器挂在组件下面,开旷通风好,环境温度21℃时内部温度43.8℃,温升22.8℃,而集中式房内温度23℃,柜体内温度高达53℃,温升30℃。在炎热夏天,机房内温度超过50度是经常的事情,集中式逆变器柜体内温度更高更恶劣。而高温带来的将是器件寿命降低、降额甚至炸机隐患。

  西北风沙严重地区,逆变器房中积灰导致防尘网堵塞、散热器散热性能变差,大功耗器件温度急剧上升,引起温度告警,更严重会导致内部IGBT器件损坏,设备不断重启,甚至烧坏。今年上半年以来,几乎每个月都有因为散热问题,集中式方案出现炸机等严重事故。

  3.系统可用度及其对发电量的影响:集中式的损失是组串式的17倍

  欧洲应用的顶级组串式逆变器,其MTBF可以做到35万小时,年失效率均在1%以下,部份厂家可以做到低于0.5%,而集中式常规的MTBF一般只能做到5万到10万小时。

  集中式一般需要厂家的专业人员到场定位及维修,处理时间长,影响发电量;而组串式逆变器,可直接由现场运维人员进行更换处理,简单快捷,先保证发电,然后再对故障进行分析、维修。组串式任意一台逆变器失效时,其它逆变器可以保持工作,不影响其它的发电量。集中式方案中的任一环节系统设备一旦发生故障,可能整个方阵会停止工作,修复时间视现场定位和备件准备情况而定,一般至少为2-3天,有的长达1周,甚至一个月,对发电量的损失将远远超出对故障损失的预期值。

  以10MW电站为例,按平均每天峰值日照时数6小时计算,集中式方案平均每年发电量损失将达到7154KWH,而组串式只有420KWH,相比而言,集中式的损失是组串式的17倍。

  4.组串式维修成本远低于集中式

  集中式逆变器维护必须由专业维护人员进行,对技能要求高,即使是部件损坏,也需要专业运维人员到现场,对故障定位并更换,除部件更换费用外,人工费用,差旅费用都是高昂的维护成本。并且,集中式逆变器如果是整机完全损坏,更换极为麻烦,重型机械设备要入场,逆变器从机房移出非常困难。

  受软件和硬件匹配等的影响,集中式逆变器必须使用原厂家的备件,一旦厂家倒闭,未来维护将会被迫中断,业主也只有更换新的产品。而组串式的只需要直接整机更换,不需要专业维护人员,30分钟可以更换完毕。5年维保期内,免费替换,质保期外的故障的机器,可以借助现代物流平台,低成本返厂维修,仅需收取少量维修费用,维护成本远低于集中式大机方案。

  目前业界逆变器品牌良莠不齐,最近有人说组串式逆变器5年后需要大量更换的说法是以偏盖全。如果组串式逆变器在设计上没有突破,和集中式逆变器一样,也要风扇冷却和熔丝,防护等级较低,那5年后和集中式一样需要大量更换。但如果选择IP65,自然散热和无熔丝设计的品牌后,这些问题就不存在了。

  对于组串式逆变器的选择要充分考虑其品质。首选质量可靠,品质优越,能长期保障电站良好运营,并且有大规模应用的逆变器厂家。世界顶级的组串式逆变器,年失效率均在0.5%以下,远低于集中式方案。某些组串式品牌若干年后倒闭或不存在了,也可以重新更换一台其他品牌的组串式逆变器,更换成本较低,对系统整体发电量的影响甚微。

  综上所述,组串式逆变器相比集中式,无论是在故障率还是运维成本方面都更占优势,能保证电站长期可靠的运营。在过去10多年逆变器的发展过程中,欧洲的技术领先全球市场2-3年,是技术和市场的风向标,中国、美国和日本等市场,基本上是跟随欧洲的路线,同时吸收欧洲的经验和教训。

      米和电气-专业代理销售古瑞瓦特光伏逆变器等电力新能源设备!

  

在线咨询
工作日:8:30-18:00
0571-88999582