光伏逆變器競(jìng)爭(zhēng)激烈，百花齊放，百家爭(zhēng)鳴，各個(gè)廠家都在費(fèi)盡心機(jī)，讓自己的產(chǎn)品與眾不同，有的廠家以控制成本為主，價(jià)格上做到極低，有的廠家以控制功率密度為主，把尺寸做到極小，有的廠家著重提升效率，有的廠家喜歡新型器件，有的廠家追求自然冷卻，把無(wú)風(fēng)扇進(jìn)行到底。

光伏逆變器涉及電力電子，智能控制，機(jī)械結(jié)構(gòu)，電能質(zhì)量等多個(gè)學(xué)科，是一個(gè)系統(tǒng)工程，逆變器的體積、重量、效率、噪聲、電壓范圍、溫度等每一個(gè)參數(shù)指標(biāo)都很重要，如果單純片面去追求某一兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)的完美，則會(huì)犧牲逆變器的其它性能，造成綜合性能變差。

中庸思想貫穿中華五千年的文明史，其核心就是凡事不可太過(guò)，日中則移，月滿則虧，器滿則傾，水滿則溢，物極必反。中庸之道不是說(shuō)不追求完美，而是在均衡的基礎(chǔ)上再追求完美，電子技術(shù)發(fā)展是日新月異，新技術(shù)成為市場(chǎng)上銷(xiāo)售的新亮點(diǎn)，但并不是所有的新技術(shù)都完美無(wú)缺的，也并不是所有的老技術(shù)都是過(guò)時(shí)的，新技術(shù)與舊技術(shù)也沒(méi)有絕對(duì)的界限。以適度超前為原則，均衡發(fā)展為目標(biāo)，從實(shí)際出發(fā)，采取新老技術(shù)相結(jié)合的方式，從用戶的角度出發(fā)，在生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)收益最大化，才是逆變器設(shè)計(jì)選型中庸之道。

一、功率模塊

功率模塊的技術(shù)突破讓組串式逆變器產(chǎn)生質(zhì)的飛躍!

2013年前，在地面電站使用集中式逆變器，分布式小電站使用組串式逆變器，隨著組串式逆變器功率越做越大，大型地面電站也開(kāi)始使用組串式逆變器， 有關(guān)兩種方案的爭(zhēng)論也一直沒(méi)有停過(guò)，兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，集中式逆變器優(yōu)勢(shì)是功率器件少，可靠性高，缺點(diǎn)是MPPT數(shù)量少，電壓范圍窄;組串式逆變器優(yōu)勢(shì)是MPPT數(shù)量多，電壓范圍寬，缺點(diǎn)是功率器件多，可靠性低。

功率開(kāi)關(guān)器件是逆變器最核心的器件之一，承擔(dān)電流的轉(zhuǎn)換工作，長(zhǎng)時(shí)間工作在高溫，高電壓，大電流狀態(tài)，是逆變器最容易出故障的器件，每一個(gè)功率器件就是一個(gè)故障點(diǎn)。光伏逆變器中的功率開(kāi)關(guān)器件主要是指分立器件功率MOSFET和功率模塊IGBT。早期的中功率組串式逆變器，一般采取分立器件，由于功率MOSFET電流都比較少，一般都采取多個(gè)器件并聯(lián)的方式。50KW逆變器采用分立器件來(lái)設(shè)計(jì)，需要60多個(gè)，這么多開(kāi)關(guān)器件堆在一起，會(huì)產(chǎn)生一系列的問(wèn)題。如均流，電磁干擾等等。

大家都知道，功率開(kāi)關(guān)管的失效模式是過(guò)壓，過(guò)溫，過(guò)流。分立元器件由于器件多，元器件之間距離比較遠(yuǎn)，所以電路雜散電感大，造成工作時(shí)尖峰電壓高，元器件容易出現(xiàn)過(guò)壓損壞;多個(gè)元器件并聯(lián)，阻抗不一致，每一個(gè)元器件電流就不一樣，阻抗低的元器件電流大，很容易過(guò)流;分立器件單端固定，接觸面積小，散熱很難保持一致，很容易過(guò)溫。

早期的采用分立元器件的中功率組串式逆變器，在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)多故障，讓人們對(duì)中功率組串式逆變器的前程提出了懷疑。不過(guò)直到Vincotech和infineon先后推出了包含多個(gè)元器件的功率模塊，才改變了這一現(xiàn)狀。

Vincotech專為中功率組串式逆變器推出的IGBT功率模塊，一個(gè)模塊相當(dāng)于8個(gè)分立器件。模塊具有很高的靈活性。

雙BOOST功率模塊

相對(duì)于MOSFET，IGBT飽和壓降低，容易實(shí)現(xiàn)高壓、大電流化，在中大功率逆變器占主導(dǎo)地位。而IGBT模塊比分立的IGBT單管具有更高的可靠性和安全工作區(qū)。光伏逆變器前級(jí)采用雙BOOST升壓的IGBT功率模塊，后級(jí)采用三電平IGBT功率模塊，是目前中功率光伏逆變器最佳的方案。

中功率光伏逆變器最佳的方案：

(1)減少功率器件的個(gè)數(shù)，50KW采用功率器件來(lái)設(shè)計(jì)只要5個(gè)，數(shù)量比同規(guī)格的集中式逆變器還少，而采用分立器件來(lái)設(shè)計(jì)，前級(jí)升壓需要15個(gè)，后級(jí)三電平逆變需要48個(gè)。整體面積縮小30%以上，可以提高整機(jī)功率密度。

(2)單個(gè)功率模塊的安裝面積比分立元器件散熱面積大，應(yīng)力更小，可靠性更好，在安裝上也有很多優(yōu)勢(shì)。另外，功率模塊內(nèi)部集成一個(gè)溫度感應(yīng)器，測(cè)量精度高，能更準(zhǔn)確地檢測(cè)器件結(jié)溫，有利于過(guò)熱保護(hù)。

(3)功率模塊結(jié)構(gòu)緊湊，各功率開(kāi)關(guān)器件之間連接線相對(duì)分立器件短很多，可以減少電路中的雜散電感，提高逆變器的可靠性。

(4)IGBT模塊開(kāi)關(guān)頻率更高，可以提高效率，減少電感的容量。

(5)相對(duì)于分立器件，功率模塊不足之處是單位面積熱耗大，整體散熱面積小，功率在30KW以上如果采用自然冷卻的方式散熱，在環(huán)境溫度高于40度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)。但采用強(qiáng)制風(fēng)冷的方式散熱，就可以完全避免這個(gè)問(wèn)題。

二、薄膜電容

薄膜電容讓組串式逆變器不再有短板!

逆變器作為電子產(chǎn)品，電容是最基本的元器件，直流母線支撐電容主要作用是儲(chǔ)能和濾波，要承受很高的脈沖電流和脈沖電壓，是逆變器壽命最短的器件之一，直流母線電容現(xiàn)在有鋁電解電容和薄膜電容兩種，各有優(yōu)勢(shì)。電解電容的主要優(yōu)勢(shì)是單體容量大，價(jià)格低，薄膜電容優(yōu)勢(shì)是單體電壓高，但也有很明顯的優(yōu)勢(shì)：

(1)電解電容的壽命一般是2000~3000小時(shí)，長(zhǎng)壽命的有5000~6000小時(shí)，并且容易發(fā)生漏液;薄膜電容壽命一般是100000小時(shí)以上。而且薄膜電容還具有自愈效應(yīng)，電容內(nèi)部微小部分產(chǎn)生短路時(shí)，短路產(chǎn)生的能量會(huì)融熔和蒸發(fā)損壞的電極，從而使該短路點(diǎn)再次處于絕緣狀態(tài)。

(2)電解電容耐壓值一般為500-550V，薄膜電容耐壓值一般為1000-1300V，薄膜電容能承受2倍于額定電壓的浪涌電壓的沖擊，能長(zhǎng)期承受反向脈沖電壓。

因此，從壽命和可靠性的角度考慮，薄膜電容可以完勝點(diǎn)解電容。

三、監(jiān)控運(yùn)維

包含運(yùn)維的監(jiān)控系統(tǒng)為安裝商解除后顧之憂!

光伏電站監(jiān)控現(xiàn)在有兩種形式：

一是第三方監(jiān)控平臺(tái)，如淘科，英臻。

二是逆變器廠家開(kāi)發(fā)的監(jiān)控平臺(tái)。

這兩種各有好處，采用第三方監(jiān)控平臺(tái)，可以監(jiān)控多家公司的逆變器，適應(yīng)于有多個(gè)廠家的安裝公司;逆變器廠家開(kāi)發(fā)的監(jiān)控平臺(tái)只能監(jiān)控自己公司的逆變器，有局限性，但好處也明顯，界面更有針對(duì)性，故障處理更快，遠(yuǎn)程升級(jí)更方便。

古瑞瓦特自主開(kāi)發(fā)的監(jiān)控設(shè)備和云平臺(tái)，操作簡(jiǎn)單方便，界面友好，即便沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人，5分鐘內(nèi)也可以注冊(cè)成功，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)可以查看每一臺(tái)逆變器的運(yùn)行情況，界面友好，更重要的十分方便，客戶最關(guān)心的逆變器工作狀態(tài)、實(shí)時(shí)功率、每天發(fā)電量，就放在每一臺(tái)逆變器下面，所有數(shù)據(jù)一目了然，在線智能客服系統(tǒng)還可以主動(dòng)提供服務(wù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、故障預(yù)警、問(wèn)題遠(yuǎn)程診斷和處理功能。

光伏系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，先查看出故障逆變器的報(bào)警信息，再根據(jù)信息找到相應(yīng)的故障處理方法，大部分問(wèn)題都可以當(dāng)場(chǎng)解決。如果還解決不了，可以選擇向客服提問(wèn)，服務(wù)器端在線客服會(huì)耐心解答，如果是系統(tǒng)軟件問(wèn)題，可以遠(yuǎn)程在線升級(jí);如果是逆變器硬件問(wèn)題，在線客服會(huì)第一時(shí)間轉(zhuǎn)到客服中心，相關(guān)的技術(shù)工程師診斷后，會(huì)決定采用維修或者換機(jī)最快解決方案。

四、要點(diǎn)總結(jié)

采用功率模塊和母線薄膜電容的組串式逆變器，兼具了集中式逆變器功率器件數(shù)量少，薄膜電容壽命長(zhǎng)，整體可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，和組串式逆變器MPPT電壓范圍寬路數(shù)多、逆變器體積小重量輕搬運(yùn)安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。因此說(shuō)功率模塊的出現(xiàn)，在新技術(shù)出現(xiàn)之前，可以讓組串式逆變器和集中式逆變器之間的路線之爭(zhēng)暫時(shí)告一段落。

古瑞瓦特2016年初推出的Growatt 30000TL3-S到Growatt 50000TL3-S中功率系列逆變器，全部采用功率模塊和母線薄膜電容，配置組串檢測(cè)，熔絲保護(hù)，交直流防雷模塊，防PID模塊和AFCI模塊。經(jīng)過(guò)近半年的應(yīng)用，得到了客戶的高度評(píng)價(jià)。