技术创新领跑光伏产业升级

近年来，光伏发展如火如荼，行业的快速发展也必然会导致一部分问题存在。设备的选择、技术的创新等都影响着一个电站的质量与未来发展。想要一个高质量的光伏电站如何选择相应的光伏设备？我们该如何看待一个设备在整个光伏电站中的角色呢？

在北极星太阳能光伏网主办的“第三届光伏电站质量高峰论坛”上，深圳科士达科技股份有限公司杜成瑞博士的“技术领跑助力光伏产业升级”或许可以为大家解惑。

科士达简介

科士达是国家高新技术产业，目前主要聚焦于光伏产业，产品涵盖组串式、集中式逆变器以及各种关键设备，包括逆变器、交直流汇流箱等。科士达成立于1993年，迄今为止已经有25年了，是一家专注于电力电子设备的一家公司。公司在2010年上市，在2009年开始推出光伏逆变器的产品，截止到2016年，科士达的光伏逆变器累积出货量超过10GW，在主流逆变器市场占有率超过15%。科士达公司也获得了国内以及国际授权专利达到209项，并且参与了36项国家和行业的技术标准起草；有技术实力雄厚的技术顾问团队；产品非常全面，针对光伏扶贫、分布式光伏电站，以及普通的电站等“领跑者”项目，推出组串式从1-120万千瓦，集中式是500KW-2MW，包括1500V的交直流汇流箱、监控系统、储能系统，提供全面的一站式解决方案。

组串式逆变器有单相、三相。集中式提供从500K到2兆瓦，以及逆变升压一体机。同样还提供400V跟800V交流电压的汇流箱，以及1000V跟1500V的直流汇流箱。

科士达是首家在集中式跟组串式逆变器同时通过国家电网在并网认证的企业，并且我们获得的是最高的3A级认证。

光伏电站建设过程中，逆变器选型上需考虑因素

目前电站建设，由于自然环境以及外界的成本各方面限制，会有各种各样的设计要求跟挑战。

对不同的系统容量以及度电成本，面对着要选择逆变器的容量，从最小的容量像微逆、功率优化器单板级的功率等级，到组串式逆变器，甚至到更大的集中式逆变器的选择。可以看到，针对电缆成本、变压器以及配电成本，逆变器的成本，监控系统，接入/过载能力等都会有成本上的不同。比如接入/过载能力，针对不同的光照条件的地区，不论是按照1：1来配置还是1.1：1，或1.2倍的超配来配置逆变器，都会对逆变器以及整个系统的成本，发电的效率造成不一样的影响。科士达会针对所有因素综合考虑。此外，MPPT的数量，针对具体的光伏厂的条件，如果地形比较复杂、光伏面板朝向不一致或者局部遮挡比较严重的情况下，就需要采用多路MPPT来提高它的发电效率。如果在环境比较单一的情况下，就可以减少MPPT的数量。

目前，针对扶贫项目，在电网的末端的当地农村电网非常弱，这会造成光伏电站并网发电后，电压以及频率不稳定，这会对发电造成一定的威胁。逆变器的性能指标就要选择覆盖更广的发电电压，以及更广的发电频率，否则的话就会频繁地脱网。

针对大型的地面电站，还有大型的渔光互补、大型屋顶的方案来说，最主流的发电方案还是采用集中式，以1MW以上等级的应用为主，这样的方案优势是非常明显的，包括更低的初始投资、更友好的电网接入、更低的运维成本和更高的发电量。针对这种应用，科士达也是提供了整套的集中式解决方案。像光伏电场，像山丘有不同的朝向，坡度比较大，包括有山峰遮挡，地形不连续等等，包括山高路陡，植被覆盖比较茂盛，这种方案就更适合采用组串式逆变器的方案。

组串式的主要应用场景，包括复杂的山丘、复杂的大棚、用户的屋顶，会有各种朝向，包括商业的屋顶。在组串式的方案，它的优势就是首先它的单机容量比较小、适用的容量需求范围比较广，而且通常来说，组串式逆变器MPPT路数比较多，可以有效解决光伏面板朝向不同的问题。并且可以适应多种并网电压需求，包括单相、三相，都可以通过不同的逆变器的组合来实现。

另外，需要考虑的就是逆变器超配的问题，之所以需要逆变器超配就是因为在搭建光伏电站的时候，首先需要考虑光伏面板被遮挡的问题，也就是说大部分时间下，面板是运行不到最大功率点的，这个时候通过增加逆变器的光伏板跟逆变器功率的超配比来提高发电效率。另外，我们还要考虑光伏板每年的发电量会进行一些衰减，包括灰尘的遮挡、线损等都会造成大部分时间下发电功率是达不到组件设计的最大功率。

科士达针对集中式方案的技术创新

针对大的电站，线路的连接比较长，损耗比较高，投资成本高等这些条件下，科士达推出了逆变箱以及升压一体的，变压器集中在一体的箱式解决方案。为进一步降低建站的成本以及提高发电效率，也推出了1500V的直流系统来搭建集中式的逆变器，相比较1000V的系统，1500V很显然它的成本更低，而且单位的功率密度更高，效率也更高。一个是降低整个系统的损耗，提高效率，另外一个，可以降低它的投资成本，可以缩短工期，整个需要建设的部件会更少。

科士达推出的2.5MW箱式逆变升压一体机的基本组成回路，可以看到前面是1500V的直流输入，后面通过变压器直接并入到10千伏或者35千伏的重压电网。

科士达还拥有国家专利的调制技术，通过在整个逆变器工作在低功率段和高功率段，智能地切换调制方式，来获得在整个功率段最高的效率。此外，通过采用最先进的封装技术，可以使得整个功率器件的循环寿命达到目前的10倍，针对在恶劣环境下的散热设计。

第一层是通过设计这样一个90度的导风口，防止沙尘进去。另外散热口的百叶窗是自动开合的，当内部风扇在工作的时候，这个百叶窗是自动被吹开，这个时候相当于内部的气流是正压，外面的风沙是进不去的。当内部的风扇不工作的时候，它是自动关闭的，外部的风沙也是进不去的。通过三层的结构，第一重是特别设计了一种防风的结构，正常的外面的直吹风是吹不进去的，第二层是一个金属网，可以遮挡一些像昆虫这种比较大的物体飞入到机箱内部。第三层就是一个比较致密的过滤网，通过这样的方式可以有效地阻止风沙和外面的杂物飞入到机箱内部。同样进行了风道的优化设计，使得散热的效率是非常高的。

组串式方面我们也有非常多的技术创新，首先针对电站级的，我们主推的是80-120千瓦的组串式逆变器，同样采用直流1500V的输入，最高效率可以达到99%，综合效率可以达到98.5%，并且拥有六路的MPPT。同样，所有的组串式逆变器都会经过超过480小时的延误实验，以及超过500小时的循环老化实验，保证它的出厂可靠性。通过散热设计，可以实现在高温50度环境下1.1倍的长时间过载，采用PLC的通讯技术，保证通信和监控的可靠。这是分腔的散热设计，所有的散热器以及外部的电感散热模块设计在靠外面的舱室，这个舱室是接触空气、接触外面的潮湿湿气的，这样提高它的散热效能，但是所有的关键元件是隔离在另外一个里面的舱，这些舱是不会有外面的水汽进去。

此外，针对分布式及光伏屋顶的应用，有些地区在中午的时候（光照最强的时候）屋顶的温度是最高的，通过设计，在50度的条件下可以长时间进行1.1倍的过载，为了防止特殊的应用，比如屋顶的光伏组件，在本来应该输出最大功率的时候，因为过热而限制功率而减少发电量的产生。同步并联的技术使得组串式逆变器可以主动监测电网的阻抗，调整内部的参数，防止因为多台并联而造成的谐振。主要的方式就是通过主型机的竞争策略来实现多台并联的技术，多台并联技术的优点非常多，比如并联抑制谐波振荡的功能等等。

针对小功率的组串式逆变器，科士达最首先推出的拥有专利的软开关技术，我们通过采用软开关技术可以使得开关频率达到100千赫兹每秒，这是目前业界最高的，也是目前主流产品的5倍。从而可以使得所有的滤波的电感量减少80%，滤波器的尺寸减少75%，从而实现超高效率、超高功率密度的逆变器。

光伏项目分散度非常高，地域非常广，系统规模多样，这种条件下，科士达推出了具有知识库管理的平台，这样可以节省成本，用户可以采用蓝牙+APP的方式，用户的体验会更加好。这是我们的一个监控系统的界面。

光伏电站案例和服务网络

科士达为很多大型电站投资商提供了很多设备，电站也是分布在祖国的大江南北、东西南北，各种条件，高海拔、高温、高严寒、高盐雾、强风沙，各种条件都经过了考验。

集中式逆变器方案的案例，包括像巴基斯坦的“一带一路”的全球最大的单体项目，俄罗斯最大的单体项目，还有为各个大的发电集团（央企、国企）单位提供设备。

国内单体最大的渔光互补项目，也是采用科士达集中式逆变器。

组串式逆变器，组串式逆变器也是像中广核、华能集团等等采用非常多50千瓦和60千瓦的组串式逆变器，包括山地逆变器。国建投（浙江、山东）采用工业屋顶的电站方案。针对更小的单相组串式逆变器。

科士达也是最早一批进入到扶贫项目的，首先我们参建国内最早的光伏扶贫项目，在安徽金寨的项目，提供3000瓦到6000瓦组串式逆变器等等。全国各个地方，浙江、江苏、河南、河北、山东等等光伏发展得比较靠前的这些省份，我们都有提供非常多的逆变器，这些是我们现在的战略合作伙伴。科士达服务网络在国内也是遍布得很广，在整个国内有31个技术中心，172个技术服务站，在全球也有12个海外的服务中心。可以提供最及时的售后服务。