光伏電價(jià)及補(bǔ)貼下調(diào)政策已經(jīng)執(zhí)行，產(chǎn)業(yè)該如何應(yīng)對(duì)？

“系統(tǒng)成本可降低大約0.15元/W，發(fā)電量可提升1.5%以上，電站全壽命周期運(yùn)維成本低——集散式光伏發(fā)電解決方案。”

2014年，筆者第一次聽說光伏逆變器領(lǐng)域出了一個(gè)技術(shù)名詞叫做集散式。而后與一位在逆變器企業(yè)工作的朋友探討此事，問及集散式技術(shù)優(yōu)勢(shì)的虛實(shí)，朋友說道：“綜合收益高，成本控制的確實(shí)不錯(cuò)，大概是2011年傳入中國(guó)的，現(xiàn)在上能電氣對(duì)這項(xiàng)技術(shù)投入很大，你可以了解一下。”筆者隨之查看了相關(guān)資料，那時(shí)的上能電氣已經(jīng)充分繼承了世界500強(qiáng)企業(yè)的光伏逆變器技術(shù)平臺(tái)，研發(fā)實(shí)力達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

轉(zhuǎn)而到了2015年，有關(guān)集散式、有關(guān)上能電氣的消息越來越多。如8月21日，中國(guó)電力投資集團(tuán)公司公布2015年度第四十四批集中招標(biāo)（第一批逆變器設(shè)備）招標(biāo)結(jié)果，上能中標(biāo)720MW，其中集中式逆變器500MW，集散式逆變器220MW。在總量為2.66GW的招標(biāo)項(xiàng)目中，上能中標(biāo)份額位列第一。值得注意的是，此次招標(biāo)中的集散式份額皆是由上能一家獨(dú)攬。無獨(dú)有偶，2015年，在備受業(yè)界矚目的山西大同領(lǐng)跑者項(xiàng)目中，上能電氣成功中標(biāo)同煤集團(tuán)、華電、京能、三峽、正泰等招標(biāo)項(xiàng)目，其集散式逆變器產(chǎn)品在領(lǐng)跑者計(jì)劃中所占份額排名第一……種種余例不勝枚舉。

至此，筆者對(duì)于集散式的好奇心愈發(fā)濃重。她到底有著怎樣的魅力和氣息，如此深深吸引著廣大業(yè)主？

“貴族血統(tǒng)”

2003年，光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)手段與建設(shè)經(jīng)驗(yàn)還相對(duì)匱乏，以組串式逆變系統(tǒng)為主的小型光伏電站率先“試水”，為早期的光伏電站建設(shè)積累了初步經(jīng)驗(yàn)，隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，光伏電站不可逆轉(zhuǎn)地向規(guī)模更大的方向邁進(jìn)，此時(shí)大功率的集中式光伏逆變方案迎來了發(fā)展的春天。

太平洋的另一邊，名為“集散式”的技術(shù)路線剛剛誕生不久。而后經(jīng)歷近十年的成長(zhǎng)與完善，萬里橫渡，終在中國(guó)廣袤的光伏土壤上落腳。在此之前，中國(guó)的組串式與集中式解決方案已歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)人士對(duì)于兩者的創(chuàng)新前景與相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和缺陷已研究地十分透徹。集散式作為又一項(xiàng)由海外傳入的新技術(shù)，其特性如何還未被多數(shù)人所知。但不久以后，中國(guó)各廠商很快發(fā)現(xiàn)了她獨(dú)具特色的血統(tǒng)——是光伏電站逆變解決方案的集大成者，是組串式與集中式逆變器解決方案的融合與升華。像是紅色血液的人類轉(zhuǎn)變成藍(lán)色血液的更高級(jí)者。憑借這樣的特質(zhì)，眾多業(yè)主不禁為之注目。

但對(duì)于逆變器中的“藍(lán)血貴族”，我們?cè)搹暮卫斫猓?br />
就此，筆者向?qū)I(yè)人士進(jìn)行了深入了解，站在技術(shù)層面對(duì)集散式的“貴族血統(tǒng)”進(jìn)行剖析——

以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，集散式光伏逆變系統(tǒng)與傳統(tǒng)的集中式光伏逆變系統(tǒng)非常相似，只是方陣前端的傳統(tǒng)匯流箱變成了具備支路最大功率尋優(yōu)功能的MPPT優(yōu)化器單元。正因如此，集散式光伏逆變系統(tǒng)首先繼承了集中式逆變系統(tǒng)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，再通過借鑒組串式光伏逆變系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)每一光伏電池組件子方陣的分散尋優(yōu)，進(jìn)而解決了集中式方案電池板可能出現(xiàn)的MPPT“失配”損失的問題。

與此同時(shí)，集散式光伏逆變系統(tǒng)雖借鑒了組串式逆變系統(tǒng)，但她取得了另一層突破，即每一光伏電池組件子方陣通過MPPT優(yōu)化單元進(jìn)行變換處理，其輸出為直流，并通過直流母線并聯(lián)在一起，由一臺(tái)集中式逆變器統(tǒng)一進(jìn)行“直流－交流”轉(zhuǎn)換后升壓并入電網(wǎng)。由于這種方案采用了直流并聯(lián)措施，因此克服了交流多機(jī)并聯(lián)的技術(shù)難題。

這是集散式逆變器解決方案最為直觀的不同。但她憑此就吸引住了上能以及諸多逆變器廠商嗎？有關(guān)這個(gè)問題，還要從集散式的細(xì)節(jié)表現(xiàn)上進(jìn)一步探尋。

別具一格的細(xì)節(jié)表現(xiàn)

業(yè)界對(duì)不同的逆變器解決方案其實(shí)早有研究，雖然集散式傳入我國(guó)的時(shí)間較晚，但其相關(guān)資料都已經(jīng)比較完備。針對(duì)集散式在真實(shí)情況下的細(xì)節(jié)表現(xiàn)，上能電氣為筆者做出了詳盡介紹——

以1MW集散式逆變器為例。

1MW集散式逆變器MPPT數(shù)量達(dá)到48或者96路，光伏組串并聯(lián)數(shù)量因此而大大減少。在實(shí)際光伏發(fā)電系統(tǒng)中，由于灰塵遮擋、陰影遮擋、直流線損不一致、組件劣化、傾角差異等組件失配問題不可避免，每個(gè)組串的I-V曲線很難保持完全一致，而集散式發(fā)電解決方案可最大限度保持每個(gè)組串獨(dú)立的MPPT尋優(yōu)功能。

與此同時(shí)，1MW集散式逆變器的直流輸入電壓范圍為720~850VDC，實(shí)際工作電壓基本在750VDC左右，交流輸出電壓為480VAC。長(zhǎng)距離的直流傳輸電壓和交流傳輸電壓大大提高，減少了傳輸線損。因?yàn)檩敵鲭妷旱奶嵘?，逆變器交換電流將大大減小，效率會(huì)同比上升。

另外，在集散式逆變系統(tǒng)下，逆變器直流輸入工作電壓范圍將由450~850VDC寬范圍變?yōu)?50~850VDC窄范圍，逆變器效率設(shè)計(jì)可以更優(yōu)化。同時(shí)，升壓變的低壓側(cè)電壓將增高，升壓變的低壓側(cè)繞組匝數(shù)及低壓側(cè)電流卻會(huì)大大減少，變壓器的損耗將因此下降。

上能電氣告知筆者，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際對(duì)比應(yīng)用來看，于光照良好的西北區(qū)域，在電站設(shè)計(jì)合理，沒有遮擋，組件一致性較好的情況下，集散式逆變器系統(tǒng)方案比集中式逆變器技術(shù)方案有1%~2%的發(fā)電量提升，比組串式逆變器方案有0.3%~0.5%的發(fā)電量提升。在多云天氣較多的沿海和山地區(qū)域，如果電站設(shè)計(jì)不合理，存在局部遮擋，組件一致性不好的情況下，集散式逆變器系統(tǒng)方案有超過3%的發(fā)電量提升。而山地區(qū)域，由于地勢(shì)原因，方陣布置面積大大增加，系統(tǒng)線損占總損耗的比重增加。集散式逆變器系統(tǒng)方案比組串式逆變器方案有超過0.5%的發(fā)電量提升，而系統(tǒng)成本可降低大約0.15元/W。

另根據(jù)光伏電站不同的建設(shè)地點(diǎn)，從逆變器角度出發(fā)，采用不同容配比的組件超配方案，對(duì)光伏電站LCOE（平均化度電成本）的影響還有所不同。

超配分為兩部分，一是通過提高組件容量，補(bǔ)償各種原因引起的損耗部分，使逆變器的實(shí)際輸出最大功率達(dá)到逆變器的額定功率，此部分超配為補(bǔ)償超配；二是進(jìn)一步提高組件的容量，提高系統(tǒng)滿載工作時(shí)間，而在中午光照較好時(shí)段存在一定時(shí)間段的限功率運(yùn)行，但系統(tǒng)的LCOE達(dá)到最低值，此部分超配為主動(dòng)超配。具體超配多少，需要根據(jù)不同電站實(shí)際情況進(jìn)行專門的分析測(cè)算。

采用集散式逆變器方案和集中式逆變器方案更有利于組件超配的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閱螜C(jī)功率等級(jí)越大，超配的配置方案種類越多。

潛在的上升空間

站在宏觀層面來看，國(guó)家政策愈發(fā)倒逼光伏產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展，補(bǔ)貼下降、上網(wǎng)電價(jià)下調(diào)，這種倒逼機(jī)制今后或?qū)⒏用黠@。而全球范圍內(nèi)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也讓國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)不得不面對(duì)如何降低度電成本的問題。相關(guān)人士表示，集散式解決方案在降本增收方面的優(yōu)勢(shì)將越發(fā)突顯。也許，這也是集散式能夠獲得廣大業(yè)主鐘意的原因之一。

最后，據(jù)上能電氣副總裁李建飛先生介紹，如今二代集散式逆變解決方案已提上研發(fā)日程。第二代集散式逆變器將在匯流箱方面做進(jìn)一步提升，掌握核心技術(shù)后能夠根據(jù)業(yè)主需求進(jìn)行定制化生產(chǎn)。如在山地等地勢(shì)不平的環(huán)境需要進(jìn)行更精細(xì)的MPPT控制,在后端逆變器部分，未來除提升轉(zhuǎn)換效率外，也會(huì)朝著越來越大的單體發(fā)展。集散式在多路MPPT方面有先天優(yōu)勢(shì)，解決光伏組件失配的問題,因此未來有望出現(xiàn)3～5MW級(jí)的單體集散式逆變器。

由此看來，集散式逆變器的時(shí)代已經(jīng)到來。