本文簡述了傳統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器缺點及無變壓器光伏逆變器的優(yōu)點，探討了在選擇并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)無變壓器逆變器時應(yīng)該考慮的無變壓器光伏逆變器在正常運行狀態(tài)下的漏電電流、太陽能電池組件中的故障電流、進入交流電網(wǎng)的直流分量等要素。

光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器

傳統(tǒng)光伏逆變器的每一個都必須與一個單獨的或定制的隔離變壓器相匹配，不論變壓器與逆變器是否集成，情況都是如此。因為隔離變壓器的效率通常只有98%～99%，它們最多可以讓效能下降2%。

由于體積龐大而且沉重，傳統(tǒng)逆變器會限制光伏逆變器系統(tǒng)的設(shè)計。采用2個500kW逆變器的系統(tǒng)設(shè)計需要在地面上安裝逆變器，因為這種逆變器的尺寸和重量較大。即使隔離變壓器可以與逆變器相互分離，由于較低的電壓與較高的電流這種安裝所導(dǎo)致昂貴的導(dǎo)線成本，每一個逆變器所需要較低的輸出電壓和多繞組也會限制相互分離的距離。

整合逆變器時的穩(wěn)定性問題也是需要關(guān)注的，傳統(tǒng)逆變器設(shè)計通常采用無阻尼大三角形濾波器，當(dāng)很多設(shè)備并行放置或逆變器需要長傳輸線時，濾波器可能會導(dǎo)致系統(tǒng)運行的不穩(wěn)定。而且，如果逆變器被并行放置在同一個柜子里，每一個500kW逆變器由4個較小的125kW單元驅(qū)動，那么這種系統(tǒng)就容易受到電氣干擾，而且會為整個光伏系統(tǒng)帶來多個故障點。

相比之下，真正的無變壓器逆變器直接固定在建筑物的入口處，甚至是固定在一個尺寸足夠大的配電安裝板上。由于沒有隔離變壓器，從光伏模塊電源獲得的額外的1%～2%能源效率直接進入負載，在功率為500kW的時，這意味著多提供了5kW的輸出。此外，直接轉(zhuǎn)變成可用的電壓，而不是較低的單極逆變器交流電壓，而交流電電流降低一半以上，從而降低了交流電一端的電線成本。

如果沒有一個變壓器，逆變器的尺寸更小，重量更輕，為電力集成商在安裝和整體系統(tǒng)設(shè)計方面提供了更大的自由度。由于重量的限制和必須的加固措施，若在五層樓的建筑物屋頂安裝一個傳統(tǒng)的逆變器的成本會很高，但若采用無變壓器逆變器安裝在商業(yè)建筑的屋頂上(而不是安裝在地下室)，使其直接與五樓的安裝板連接。這樣的設(shè)計不僅可以簡化直流電布線，而且還能縮短交流電電線的長度并降低相關(guān)成本。

多個逆變器可以在不用變壓器的情況下并聯(lián)，而電源則可以直接使用，以便實現(xiàn)穩(wěn)定的表現(xiàn)。無變壓器逆變器技術(shù)采用電源優(yōu)化器(LineReactor)和較小的三角形濾波電容。這些較小的三角形濾波電容器也通過一種串聯(lián)電阻器進行緩沖，從而提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且減少并聯(lián)逆變器之間的相互作用。帶有一種單一引擎設(shè)計的500kW逆變器也能減少零部件數(shù)量，從而提高整個系統(tǒng)的可靠性。

無變壓器光伏逆變器優(yōu)點

先進的無變壓器光伏逆變器技術(shù)，以便降低系統(tǒng)的復(fù)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光伏逆變器技術(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。

采用可分離的兩極+600和-600VDC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。

采用了無變壓器光伏逆變器技術(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。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±600VDC數(shù)組配置。無變壓器光伏逆變器具有以下優(yōu)點：

1)更高的效率，由于沒有隔離變壓器，從光伏模塊電源獲得的額外的1%到2%能源效率直接進入負載，在功率為500千瓦的時候，這意味著最低免費額外提供了5千瓦的輸出。

2)縮小設(shè)備和導(dǎo)線規(guī)模及數(shù)量，直接轉(zhuǎn)變成可用的電壓，而不是較低的單極逆變器交流電壓，而交流電電流降低一半以上，從而降低了交流電一端的電線成本。

3)降低材料和安裝施工成本，沒有一個變壓器，逆變器的尺寸更小，重量更輕。無變壓器光伏逆變器可安裝在商業(yè)建筑的屋頂上(而不是安裝在地下室)，使其直接與五樓的安裝板連接。這樣的設(shè)計不僅可以免除昂貴的高達五層樓的直流電布線，而且還能縮短交流電電線的長度并降低相關(guān)成本。

4)無變壓器光伏逆變器技術(shù)采用大得多的電源優(yōu)化器(LineReactor)和較小的三角形濾波電容。這些較小的三角形濾波電容器也通過一種串聯(lián)電阻器進行緩沖，從而提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且減少并聯(lián)逆變器之間的相互作用。帶有一種單一引擎設(shè)計的500千瓦逆變器也能減少零部件數(shù)量，從而提高整個系統(tǒng)的可靠性。