淺析組串式和集中式逆變器安全可靠性
3、逆變器散熱原理差異
由于功率等級不同，組串式逆變器和集中式逆變器發(fā)熱程度也會有很大差異，逆變器散熱方式，決定著產品整機可靠性。
3.1熱產生機理差異
組串式逆變器單個功耗數百瓦，可以實現自然散熱設計，且可滿足60℃環(huán)境溫度下可靠運行；集中式逆變器，尤其是10尺集裝箱方案，1MW的損耗高達30千瓦，相當于有30個1千瓦的電爐絲在10尺集裝箱內部烘烤，單靠幾個風扇是很難實現可靠散熱的，極大地增加了燒機的風險。
3.2應用環(huán)境對逆變器散熱影響
西部地面電站，組串式逆變器安裝在組件上，環(huán)境開曠、通風好，逆變器散熱良好；集中式逆變器安裝在機房中，由于西北地區(qū)風沙嚴重，集中式逆變器機房中積灰導致防塵網堵塞、整機散熱性能變差，大功耗器件溫度急劇上升，引起溫度告警，更嚴重會導致內部IGBT器件損壞，設備不斷重啟，甚至燒壞。表3-1為西北地面電站逆變器溫度測試結果，從表格可知，由于集中式逆變器安裝于機房內，溫升比組串式高，在炎熱夏天，機房內溫度超過50度是經常的事情，集中式逆變器柜體內溫度更高更惡劣，而高溫帶來的是器件壽命降低、整機降額運行，甚至炸機隱患。今年上半年以來，幾乎每個月都有因為散熱問題，集中式逆變器出現炸機等嚴重事故。
表3-1 西北地面電站逆變器溫度測試表格
4、逆變器可用度和可維護性
逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，期可用度和可維護性對光伏系統(tǒng)可靠性、發(fā)電量、發(fā)電收益產生決定性作用。以下從兩方面對比分析集中式逆變器和組串式逆變器對系統(tǒng)可靠性的影響。
4.1可用度
歐洲應用的頂級組串式逆變器，其MTBF可以做到35萬小時，年失效率均在1%以下，部份廠家可以做到低于0.5%，而集中式常規(guī)的MTBF一般只能做到5萬到10萬小時。
4.2可維護性
故障發(fā)生時，集中式一般需要廠家的專業(yè)人員到場定位及維修，處理時間長，發(fā)電量損失大；而組串式逆變器，可直接由現場運維人員進行更換處理，簡單快捷，先保證發(fā)電，然后再對故障機器進行分析、維修。表4-1說明了集中式逆變器和組串式逆變器故障維護差異及對系統(tǒng)的影響程度。
通常，由于受軟件和硬件匹配等影響，集中式逆變器必須使用原廠家的備件，一旦廠家倒閉，未來維護將會被迫中斷；而組串式逆變器 5年維保期內，免費替換，質保期外的故障機器，可以借助現代物流平臺，返廠維修，僅需收取少量維修費用；若某些組串式品牌若干年后倒閉或不存在了，也可以重新更換一臺其他品牌的組串式逆變器，更換成本較低，對系統(tǒng)整體發(fā)電量的影響甚微。因此組串式逆變器維護成本遠低于集中式逆變器。圖4-1顯示了集中式逆變器和組串式逆變器故障修復時對發(fā)電量的影響。
表4-1 故障發(fā)生時，集中式和組串式逆變器影響對比
作者：李相華 來源：黃河勘測規(guī)劃設計有限公司 責任編輯：wutongyufg
