光伏电站集中式逆变器与组串式逆变器选型探究及对比分析

一、集中式逆变器与组串式逆变器概述

（一）集中式逆变器

集中式逆变器是把光伏阵列所生的直流电集中起来展开逆变操作，进而将其转化为交流电并接入电网当中。其特点在于功率等级大，通常来讲会应用于规模较大的地面光伏电站。集中式逆变器往往会配置于光伏电站的中间位置，把多个光伏方阵的直流电汇聚到一起之后再统一施行逆变方面的处理。因为其功率颇高，所以单位功率成本相较于而言比较低，在大规模电站开展建设工作的过程中具备一定的成本方面的优势。然而集中式逆变器对于光伏阵列的一致性有着较高的要求，要是其中某一组件出现了故障或者光照条件存在不一致的情况，就会对整个系统的发电效率产生影响。

（二）组串式逆变器

组串式逆变器是把每一串光伏组件所生的直流电各自加以逆变，之后再把多个逆变器输出的交流电汇总起来并入电网。其功率相对来说是比较小，灵活性颇高，特别适合用于分布式光伏电站，还有光照条件较为复杂的场景。组串式逆变器可以独立地去监控每一串组件的工作状况，要是某一串组件出了问题，也不会对其他组串的正常运转产生影响，如此便有效地减少了局部故障给整体发电效率所带来的影响。除此之外，组串式逆变器在安装以及维护方面同样是比较便捷的，能够依据实际的需求灵活地增减逆变器的数量。

二、集中式逆变器与组串式逆变器对比分析

（一）性能特点对比

1. 发电效率

集中式逆变器在理想的条件下，其整体所呈现出来的效率是比较高的，不过其对于光伏阵列的一致性有着极为严格的限制，一旦组件出现像被阴影遮挡、被灰尘覆盖这类情况的时候，就会使得整个系统的发电效率出现大幅度的下滑，而组串式逆变器因为是每个组串独立去完成逆变操作的，所以其可以更为妥善地去适应局部光照条件方面所发生的各种变化，即便有一部分组件受到了影响，但是其他的组串依旧可以正常地开展工作，在复杂的光照环境下，组串式逆变器在发电效率上所具有的优势就显得格外突出。

2. 可靠性

集中式逆变器要是出了故障，那整个光伏电站就会停止运转，这无疑给电站正常的发电工作带来了相当大的影响。反观组串式逆变器，其单个逆变器出现故障时，仅仅会对对应的组串产生影响，而其他的组串还是能够照常发电的，所以说其可靠性相对来说是比较高。并且，组串式逆变器运用的是模块化的设计方式，如此一来便更利于后续的维修以及更换操作，进而使得整个系统的可靠性得到了进一步的提升。

（二）成本对比

1. 设备成本

集中式逆变器有着较大的功率，就单位功率而言，其设备成本处于相对偏低的水平，在大规模地面电站开展建设工作的过程当中，其设备采购成本确实具备一定的竞争优势。组串式逆变器的功率相对来说是比较小的，在同等功率的条件下，其设备的数量往往会比较多一些，如此一来，其设备采购成本也就处于相对较高的状态。

2. 安装与维护成本

集中式逆变器在安装的时候需要集中进行布置，这就对场地有着较高的要求，并且其布线情况较为复杂，导致安装成本处于偏高的状态。就维护这一方面而言，因为其结构比较复杂，所以维修起来存在不小的难度，维护成本同样也相对偏高。而组串式逆变器的安装则更为灵活，不需要进行复杂的布线操作，所以其安装成本是比较低的。而且它的模块化设计让维修以及更换相关部件都能够快速完成，维护成本自然也就相对偏低一些。

3. 系统总成本

综合考量设备成本、安装成本以及维护成本这诸多方面的情况，在大规模地面光伏电站当中，集中式逆变器所对应的系统总成本或许会处于较低的水平；反观分布式光伏电站或者光照条件颇为复杂的场景下，组串式逆变器虽说其设备成本相对来讲比较高一些，不过凭借其在发电效率以及维护成本方面所具备的优势，其系统总成本则有可能在市场上展现出更强的竞争力。

（三）应用场景对比

1. 集中式逆变器应用场景

集中式逆变器在光照条件较好、地形较为平坦并且规模相对较大的地面光伏电站当中适用性较强。例如，在我国西部那些太阳能资源颇为丰富的荒漠地区所建设起来的大型光伏电站，大多会选用集中式逆变器。这些地区的光照既充足又稳定，光伏阵列能够实现大规模且集中的布置方式，如此一来，集中式逆变器所具备的成本优势以及较高的整体效率便可以得以充分地发挥。在大型地面光伏电站中，集中式逆变器凭借其高功率容量，单台设备可达数兆瓦，可有效降低单位功率的设备成本，通常每瓦成本约为 0.1 - 0.15 元 。在光照充足且稳定的条件下，其整体转换效率可达 98% - 98.5% ，能够高效将光伏阵列产生的直流电转换为交流电并入电网。

2. 组串式逆变器应用场景

组串式逆变器在分布式光伏电站当中更为适用，像工商业屋顶光伏电站以及居民户用光伏电站场景，其光伏组件的安装位置往往是较为分散的，光照条件也比较复杂，组串式逆变器能够较好地适应不一样的安装环境以及多变的光照条件，进而提升发电的效率。并且，在地形比较复杂的区域，比如山地、丘陵等地方所建设的光伏电站，组串式逆变器同样有着十分突出的优势。组串式逆变器单台功率相对较小，一般在 3-25kW ，适用于分散安装的光伏组件。其每瓦成本约为 0.2--0.3 元，略高于集中式逆变器。但在复杂光照条件下，组串式逆变器可通过独立的 MPPT（最大功率点跟踪）功能，使每个光伏组串都能工作在最佳功率点，相较于集中式逆变器，可提升 5%-15% 的发电量。

结论

集中式逆变器和组串式逆变器在光伏电站中都有着广泛的应用，二者在工作原理、性能特点、成本构成和应用场景等方面存在明显差异。通过对两种逆变器的深入探究和对比分析可知，没有绝对最优的逆变器类型，只有最适合项目实际情况的选型方案。在光伏电站建设过程中，需根据具体需求和条件，综合考虑各方面因素，合理选择逆变器类型，以实现光伏电站发电效率和经济效益的最大化，推动光伏发电产业的可持续发展。未来，随着技术的不断进步，逆变器的性能将不断提升，其选型也将面临新的挑战和机遇，需要进一步深入研究和探索。

参考文献：

[1] 李念 . 组串式及集中式逆变器方案比选及应用场景分析 [J]. 山西建筑 , 2024, 50(16):92-95.

[2] 刘源 . 基于容配比的光伏电站逆变系统选型与经济比较 [J]. 中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 , 2024(003):000.