微型逆變器及其無線化

在全球溫室效應(yīng)日益嚴峻的當下，新能源的開發(fā)迫在眉睫，太陽能作為清潔能源是當下各國新能源領(lǐng)域研究的重點，逆變器作為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的重要組件，對整個系統(tǒng)起著關(guān)鍵作用。而隨著分布式光伏發(fā)電的推廣，微型逆變器已越來越受到業(yè)界的重視。

什么是微型逆變器？

微型逆變器，一般指的是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的功率小于等于1000瓦、具備組件級MPPT(Maximum Power Point Tracking最大功率點跟蹤)功能的逆變器，全稱為微型光伏并網(wǎng)逆變器。根據(jù)微型逆變器連接的組件數(shù)量不同：目前的產(chǎn)品主要分為一拖一、一拖二、一拖四、一拖六和一拖八。“微型”是相對于傳統(tǒng)的集中式和組串式逆變器而言的。傳統(tǒng)的光伏逆變方式是將所有的光伏電池在陽光照射下生成的直流電全部串并聯(lián)在一起，再通過一個逆變器將直流電逆變成交流電接入電網(wǎng) ；微型逆變器則對每個組件或一小組（如2~8個）組件進行逆變。其優(yōu)點是可以對每塊組件進行獨立的MPPT控制，能夠大幅提高整體效率，同時也可以避免集中式逆變器具有的直流高壓、弱光效應(yīng)差、木桶效應(yīng)等，具有安全、高效、靈活的特點。

微型逆變器優(yōu)勢

1 ?  微型逆變器的光伏板抗局部陰影的能力很強，所以每個光伏板都能工作在最大功率點附近;

2 ?  能夠?qū)⑾到y(tǒng)的可靠性從5年提高至20年，系統(tǒng)的高可靠性主要通過優(yōu)化散熱來去除風險，并且一個光伏板的損壞不影響其他組串;

3 ?  安裝更方便、增容超快速。光伏微型逆變器可以安置在各種角度和方向上，是一種方便配置的分布式安裝，并且可以將空間充分利用;不需要專門建設(shè)配電房，微逆變器可以直接安裝在組件后面或者支架上。因為是并聯(lián)結(jié)構(gòu)，后期增加規(guī)模可直接安裝，無需更改之前的配置；

4 ?  傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)中的光伏板會因為安裝角度和局部陰影而影響效率，而且還會有功率失配等缺陷，光伏微型逆變器能夠適應(yīng)外部環(huán)境的不斷變化，可以避免這些問題;

5 ?  光伏微型逆變器中光伏板的轉(zhuǎn)換效率不會因為單個光伏板受到陰影遮擋或者單個微型逆變器被破壞而受到影響，這樣也可以提高整個系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率;

6 ?  傳統(tǒng)光伏集中式逆變器中，光伏板和逆變器之間直流線上的電壓較高，達到600V/800V，而在配有微逆變器的系統(tǒng)中，輸出到電網(wǎng)側(cè)的電壓只有220V，這樣不僅解除了建筑高壓線中的安全憂患，而且功率損耗也降低了；

7 ?  更智能。裝有微逆變器的系統(tǒng)可以實現(xiàn)組件級的監(jiān)控，在ECU（Energy Communication Unit 能量通信單元）中可以看到每塊組件的工作狀態(tài)。

微型逆變器通信方式

當前光伏微型逆變器的通信方式有兩種，一種是采用有線本地電纜連接通信，另一種是無線通信方法（ZigBee技術(shù)）。本地電纜利用的是現(xiàn)有的電力線進行通信，只要有電線，就能傳遞數(shù)據(jù)，節(jié)約成本，而且使用方便，即插即用，接上電源就接上網(wǎng)絡(luò)。但是本地電纜通信存在不穩(wěn)定的問題，家用電器產(chǎn)生的電磁波對通信產(chǎn)生干擾，時常會發(fā)生一些不可預知的錯誤，而且會有信號衰減問題，這就可能使得微型逆變器在由于通信延時或者通信錯誤導致工作效率低甚至損壞微型逆變器，進而導致微型逆變器無法工作。

ZigBee是一種中短距離、低成本、低功耗的無線組網(wǎng)技術(shù)，可實現(xiàn)組件級別的智能監(jiān)控。ZigBee技術(shù)支持組網(wǎng)節(jié)點多，性能穩(wěn)定，環(huán)境適應(yīng)力強，而且節(jié)點模塊體積小，適合于在戶外部署。ZigBee能量通信器（ECU）負責收集和傳輸微逆變器發(fā)電數(shù)據(jù)，每臺ECU可監(jiān)控上百臺逆變器。微逆變器之間具有無線信號中繼功能，可以接力傳輸信息，整個系統(tǒng)組網(wǎng)搭建成一個蜂窩(MESH)狀的通訊網(wǎng)，可使傳輸速度更快更穩(wěn)定。從光伏系統(tǒng)運維的角度來看，通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊對采集的微型逆變器的一些信號進行收發(fā)，并通過手持移動終端顯示設(shè)備實時監(jiān)控微型逆變器的數(shù)據(jù)，配合上位機實現(xiàn)智能化監(jiān)控和控制，搭配智能運維平臺，能夠?qū)崟r查看系統(tǒng)中每一塊組件的位置信息及發(fā)電運行情況。當光伏電站出現(xiàn)故障時，可以實現(xiàn)故障快速定位，甚至通過后臺就可以遠程診斷，快速排查并解決問題，大大節(jié)省了運維成本，降低了系統(tǒng)全生命周期的成本。

分布式光伏穩(wěn)中有升，微逆市場快速擴張

微型逆變器是光伏行業(yè)的“老面孔”，距今已有超過十年的商業(yè)化應(yīng)用經(jīng)歷。微型逆變器在安全性、發(fā)電效率以及靈活度上均有較強優(yōu)勢，因此在光伏行業(yè)發(fā)展早期就得到了較多的關(guān)注與應(yīng)用。2006年，SolarEdge 率先開創(chuàng)單體組件優(yōu)化器方案， 2008 年 Enphase 推出的微型逆變器方案開始得到實際應(yīng)用，隨后昱能、禾邁等國內(nèi)廠商也相繼起步。近年來，隨著光伏行業(yè)步入平價時代，全球分布式光伏重回高速增長，微型逆變器行業(yè)發(fā)展的速度明顯加快，昱能、禾邁等國內(nèi)廠商的微型逆變器業(yè)務(wù)銷量也大大提升。

碳中和目標確立疊加能源價格快速上漲，全球光伏加速滲透。碳中和作為二十一世紀最重要的“廣泛而深刻的系統(tǒng)性變革”，將給能源的生產(chǎn)和消費帶來重大改變。能源消費形式全面電力化，能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、物流網(wǎng)等多網(wǎng)合一，電力的分散和可移動都會讓光伏更深度的融入生活，并且要求被更好的應(yīng)用和管理。而微逆，將隨著這個萬物互聯(lián)的趨勢，向“能源傳感器”轉(zhuǎn)型，提升能源管控精度。

作為國內(nèi)知名的無線物聯(lián)網(wǎng)方案廠商，深圳信馳達科技以其專精的射頻技術(shù)和嵌入式開發(fā)能力，長期為Zigbee物聯(lián)網(wǎng)方案賦能，也致力于為微型逆變器廠商提供節(jié)點和ECU的無線化通信方案，讓分布式光伏系統(tǒng)更敏捷更高效。