微型逆變器研究報(bào)告

微型逆變器有關(guān)資料目錄一、微型逆變器（一）微型逆變器簡(jiǎn)介什么是微型逆變器？其發(fā)展歷程怎樣？為何會(huì)出現(xiàn)此種產(chǎn)品？應(yīng)當(dāng)怎樣使用（與否要與其他產(chǎn)品配套使用）？最先是由誰(shuí)研發(fā)出來(lái)的？與否是某些企業(yè)的研發(fā)成果？還是國(guó)家的研究機(jī)構(gòu)研發(fā)出來(lái)的？目前的研究狀況怎樣？與否已可到達(dá)批量生產(chǎn)？目前有哪些廠家（簡(jiǎn)要列舉，在背面再詳細(xì)簡(jiǎn)介）？概述：一般太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)都是由許多緊密相連的太陽(yáng)能電池板構(gòu)成。這些電池板先分組串聯(lián)，再將不一樣的串聯(lián)電池組并聯(lián)起來(lái)形成電池陣列。（這樣，當(dāng)有局部陰影或碎礫等遮蔽光伏系統(tǒng)時(shí)，存在著假如有因日照不均以及特性不均等導(dǎo)致輸出功率下降的模塊，整體的輸出功率就會(huì)大幅減少的問(wèn)題。假如串聯(lián)中的任何某個(gè)電池發(fā)生故障，也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池組失效。）太陽(yáng)能電池板陣列產(chǎn)生的直流電流到位于電池板側(cè)旁的逆變器。逆變器有兩個(gè)基本功能：首先是為完畢DC/AC轉(zhuǎn)換的電流連接到\o"電網(wǎng)"電網(wǎng)，另首先是找出最佳的操作點(diǎn)以?xún)?yōu)化太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的效率。對(duì)于特定的太陽(yáng)光輻射、溫度及電池類(lèi)型，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)都對(duì)應(yīng)有唯一的最佳電壓及電流，從而使\o"光伏"光伏系統(tǒng)產(chǎn)生最大的能量。假如光伏系統(tǒng)在非最佳電壓及電流水平下運(yùn)行，系統(tǒng)的效率就非常低，白白揮霍采集太陽(yáng)能的良機(jī)。太陽(yáng)能光伏微型逆變器是一種轉(zhuǎn)換\o"直流"直流從單一\o"太陽(yáng)能電池組件"太陽(yáng)能電池組件至\o"交流電"交流電的裝置。微型逆變器的直流電源轉(zhuǎn)換是從一種單一的太陽(yáng)能模塊交流，各個(gè)太陽(yáng)能電池模塊配置逆變器及轉(zhuǎn)換器功能，每塊組件可單獨(dú)進(jìn)行電流的轉(zhuǎn)化，因此這被稱(chēng)之為“微型逆變器”及“微型轉(zhuǎn)換器”。微型逆變器可以在面板級(jí)實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT），擁有超越中央逆變器的優(yōu)勢(shì)。這樣可以通過(guò)對(duì)各模塊的輸出功率進(jìn)行優(yōu)化，使得整體的輸出功率最大化。此外，與通信功能組合，還可用于監(jiān)視各個(gè)模塊的狀態(tài)，檢測(cè)出出現(xiàn)故障的模塊。歷程：在大規(guī)模布署的太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電廠中，光伏電池板的數(shù)量很大，為此，TI企業(yè)提出了“微型逆變器”的概念，它既可以在較寬的范圍內(nèi)掃描各個(gè)獨(dú)立的太陽(yáng)能電池板的峰值功率點(diǎn)，防止把局部峰值作為MPP點(diǎn)，同步，又可以提高最大功率點(diǎn)輸出跟蹤的效率。TI提出的這種系統(tǒng)的架構(gòu)對(duì)于DC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/AC轉(zhuǎn)換器以及控制器、\o"通信"通信\o"接口"接口的需求也非常大。在過(guò)去的幾年里，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體試驗(yàn)室的研究人員一直在積極研究太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的效率問(wèn)題。一種處理方案就是所謂的“微型逆變器”。可是，影響光伏系統(tǒng)的關(guān)鍵原因是可靠性、成本和效率。微型逆變器并不能全面地平衡這幾種關(guān)鍵原因。過(guò)去，太陽(yáng)能電池板被定為無(wú)源電子組件，重要原因是太陽(yáng)能電池板沒(méi)有包括任何具有智能及可靠的有源電子組件。但這種狀況目前已經(jīng)發(fā)生變化。此外，當(dāng)考慮到成本和效率原因時(shí)，更沒(méi)必要為每塊電池板都加裝電網(wǎng)\o"接口"接口。實(shí)際上，現(xiàn)行光伏系統(tǒng)迫切需要優(yōu)化功能。而這個(gè)功能可通過(guò)若干個(gè)可靠及精密的\o"集成電路"集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。憑借50年的集成電路開(kāi)發(fā)和銷(xiāo)售經(jīng)驗(yàn)，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體將微型優(yōu)化器的專(zhuān)業(yè)知識(shí)帶到太陽(yáng)能領(lǐng)域。，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體企業(yè)宣布推出太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)有史以來(lái)首款光電板專(zhuān)用的SolarMagic芯片組。這宣布了“智能型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)”全新時(shí)代的來(lái)臨。一般的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)架構(gòu)都極易受到實(shí)際操作環(huán)境的影響。例如只要幾塊電池板有陰影或樹(shù)葉遮蔽，整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電量便會(huì)大幅地下跌。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，只要有10%的電池板面積被遮蓋，系統(tǒng)的總發(fā)電量便會(huì)下跌50%。并且伴隨時(shí)間的推移，被遮蔽的電池板面積會(huì)越來(lái)越大，太陽(yáng)能系統(tǒng)的效率會(huì)受到嚴(yán)重的影響。采用SolarMagic技術(shù)則可將挽回57%的發(fā)電損失。從發(fā)電系統(tǒng)的角度來(lái)看，光伏并網(wǎng)在技術(shù)上的重點(diǎn)在于如下兩個(gè)方面。一是從光伏系統(tǒng)的角度來(lái)看，光伏行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一是太陽(yáng)能面板的陰影問(wèn)題。二是從功率器件的角度來(lái)看，由于重要的光伏系統(tǒng)廠商擁有各自的光伏逆變應(yīng)用專(zhuān)利拓?fù)?，半?dǎo)體供應(yīng)商必須開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的產(chǎn)品。例如，由于需要提高輸入電壓以獲得更高的效率，因此必須使用650V或以上\o"IC庫(kù)存:MOSFET"MOSFET/\o"IC庫(kù)存:IGBT"IGBT。此外也需要使用SiCSBD作為成套\o"技術(shù)資料:處理方案"處理方案。此外，要擴(kuò)大10kW以上市場(chǎng)份額，就必須使用\o"IC庫(kù)存:IGBT"IGBT/SPM模塊。對(duì)于10kW如下并網(wǎng)光伏逆變器處理方案，飛兆半導(dǎo)體提供場(chǎng)截止（FS）\o"IC庫(kù)存:IGBT"IGBT和SupreMOS\o"IC庫(kù)存:MOSFET"MOSFET器件，具有進(jìn)入這一高性能市場(chǎng)所需的低EOFF優(yōu)勢(shì)和高可靠性。對(duì)于微型逆變器，飛兆半導(dǎo)體擁有中等電壓\o"IC庫(kù)存:MOSFET"MOSFET和SupreMOS技術(shù)，可為此類(lèi)應(yīng)用提供卓越性能。除了功率半導(dǎo)體之外，對(duì)各模塊的輸出功率進(jìn)行優(yōu)化的控制\o"IC"IC，以及傳遞各模塊狀況的通信IC的重要性也將日益提高。微\o"控制器"控制器要運(yùn)行MPPT\o"算法"算法，以調(diào)整\o"太陽(yáng)能電池板"太陽(yáng)能電池板的方向、輸出的直流電壓和電流，使之獲得峰值功率輸出，就需要采用微控制器以及\o"傳感器"傳感器來(lái)跟蹤太陽(yáng)方位角以及高度角。（二）微型逆變器的關(guān)鍵技術(shù)最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）以及MPPT算法智能調(diào)整太陽(yáng)能發(fā)電板的工作電壓，使太陽(yáng)能板一直工作在V-A特性曲線的最大功率點(diǎn)，從而提高了對(duì)太陽(yáng)能板發(fā)電功率的運(yùn)用率。MPPT算法重要有三種：擾動(dòng)觀測(cè)法、電導(dǎo)增量法和恒定電壓法。擾動(dòng)觀測(cè)法(P&O)最為常見(jiàn)。該算法以特定方向?qū)ぷ麟妷哼M(jìn)行微擾，然后對(duì)dP/dV進(jìn)行采樣。假如dP/dV為正，則算法懂得其朝MPP方向調(diào)整了電壓。然后，繼續(xù)以該方向調(diào)整電壓，直到dP/dV為負(fù)。電導(dǎo)增量(INC)法使用PV陣列的增量電導(dǎo)dI/dV來(lái)計(jì)算dP/dV的符號(hào)。相比P&O，INC迅速追蹤變化的光照條件愈加精確。然而，與P&O相似，它會(huì)產(chǎn)生振蕩，并會(huì)在迅速變化的空氣條件影響下變得混亂不清。另一種缺陷是，其高復(fù)雜性增長(zhǎng)了計(jì)算時(shí)間，并減少了采樣頻率。第三種措施是恒定電壓法，其運(yùn)用這樣一種事實(shí)：一般而言，VMPP/VOC的比約等于0.76。這種措施所出現(xiàn)的問(wèn)題在于它規(guī)定立即設(shè)置PV陣列電流為0來(lái)測(cè)量陣列的開(kāi)路電壓。這樣，陣列的工作電壓便被設(shè)置為這一測(cè)量值的76%。不過(guò)，在這期間，陣列被斷開(kāi)，揮霍掉了有效能源。同步還發(fā)現(xiàn)，76%開(kāi)電路電壓是一種非?？拷档耐?，它卻并非總是與MPP一致。由于沒(méi)有一種可以成功地滿足所有常用情景規(guī)定的MPPT算法，因此許多設(shè)計(jì)人員都會(huì)走某些彎路，它們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境條件評(píng)估然后選擇最佳的算法。實(shí)際上，有許多MPPT算法可以用，并且太陽(yáng)能板廠商提供其自己的算法也很常見(jiàn)。對(duì)于某些廉價(jià)的控制器來(lái)說(shuō)，執(zhí)行MPPT算法會(huì)是一項(xiàng)難以完畢的任務(wù)。由于，除MCU的正?？刂乒δ芤酝?，算法還規(guī)定這些控制器擁有高性能的計(jì)算能力。先進(jìn)的32位實(shí)時(shí)微控制器（例如：TIC平臺(tái)中的某些微控制器）就合用于眾多太陽(yáng)能應(yīng)用。二、廠家動(dòng)態(tài)（一）國(guó)外企業(yè)1、SMA企業(yè)（德國(guó)）（1）基本狀況SMA是光伏逆變器的全球市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，產(chǎn)品應(yīng)用遍及全球，已經(jīng)在全世界四大洲的九個(gè)國(guó)家設(shè)置了分企業(yè)。SMA并網(wǎng)和獨(dú)立運(yùn)行逆變器在中國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)有七年多的時(shí)間，截至目前，已經(jīng)在包括香港和臺(tái)灣在內(nèi)的二十多種省市地區(qū)完畢了五百多種項(xiàng)目。，SMA企業(yè)光伏逆變器銷(xiāo)售量到達(dá)了3400兆瓦，約占世界逆變器總銷(xiāo)售量的40%，發(fā)明了高達(dá)9.34億歐元的銷(xiāo)售額，持續(xù)幾年保持著超過(guò)100%的增長(zhǎng)速度，且在未來(lái)數(shù)年仍會(huì)保持強(qiáng)勁的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。（2）研發(fā)/生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)狀況在微型逆變器技術(shù)方面，SMA將采用OKE的技術(shù)開(kāi)發(fā)自己的產(chǎn)品線。這使得SMA成為全球唯一一家包括多種現(xiàn)存逆變器技術(shù)產(chǎn)品線的廠商，可操作多種尺寸的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)，并采用最有的技術(shù)系統(tǒng)配置。（3）市場(chǎng)動(dòng)態(tài)SMASolarTechnologyAG(SMA)宣布向OKE-Services企業(yè)購(gòu)置微型逆變器技術(shù)平臺(tái)。SMA計(jì)劃在此后的幾年里深入開(kāi)發(fā)該項(xiàng)技術(shù)并最終實(shí)現(xiàn)微型逆變器的產(chǎn)業(yè)化。2、EnphaseEnergy科技有限企業(yè)（美國(guó)）（1）基本狀況太陽(yáng)能微逆變器發(fā)明制造商Enphase開(kāi)始微型逆變器商業(yè)化的量產(chǎn)，至今已經(jīng)售出30多萬(wàn)件微型逆變器。（2）市場(chǎng)動(dòng)態(tài)太陽(yáng)能微逆變器發(fā)明制造商Enphase能源宣布，企業(yè)最新一輪6300萬(wàn)美元融資完畢。Enphase說(shuō)，擁有這些資金，企業(yè)將可以加緊產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，推出全球擴(kuò)張計(jì)劃，并加強(qiáng)其資產(chǎn)平衡性。3、Kaco新能源股份有限企業(yè)市場(chǎng)份額則為30%（1）基本狀況KACO是德國(guó)著名的逆變器專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠商，是全球逆變器第二大品牌，以轉(zhuǎn)換效率高，性能穩(wěn)定，保質(zhì)期長(zhǎng)等優(yōu)質(zhì)的性能深受?chē)?guó)內(nèi)顧客的愛(ài)慕。近年來(lái)，由于光伏市場(chǎng)在德國(guó)的迅速發(fā)展，

KACO利于自己數(shù)年逆變器研究&生產(chǎn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)出總類(lèi)豐富，質(zhì)量卓越的太陽(yáng)能逆變器。企業(yè)逆變器銷(xiāo)售900MW,比前年的480MW增長(zhǎng)近一倍，占全球市場(chǎng)份額為30%。（2）研發(fā)/生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)狀況基于美國(guó)市場(chǎng)將成為繼歐洲之后，另一種太陽(yáng)能需求強(qiáng)大的地區(qū)，KACO為拓展美國(guó)市場(chǎng)，研發(fā)出一系列的高功率太陽(yáng)能逆變器產(chǎn)品，并在韓國(guó)設(shè)置高功率的研發(fā)中心，本次獲得Intertek的ETL證書(shū)，對(duì)KACO拓展美國(guó)市場(chǎng)帶來(lái)極大的助益。（3）市場(chǎng)動(dòng)態(tài)基于中國(guó)迅速的\o"光伏"光伏逆變器需求，德國(guó)KACO企業(yè)近日宣布與國(guó)內(nèi)系統(tǒng)集成商昆山中洋實(shí)業(yè)聯(lián)合，起全面進(jìn)軍中國(guó)光伏市場(chǎng)。正是瞄準(zhǔn)了中國(guó)正在崛起的巨大市場(chǎng)潛力，KACO企業(yè)決定深入在中國(guó)實(shí)行其全球擴(kuò)張方略，通過(guò)幾番考察，選擇位于昆山的系統(tǒng)集成商中洋實(shí)業(yè)進(jìn)行戰(zhàn)略合作?！皣?guó)內(nèi)的逆變器轉(zhuǎn)換效率，構(gòu)造工藝和逆變器的穩(wěn)定性上與國(guó)際品牌存在一定的差距，若中國(guó)\o"上網(wǎng)電價(jià)"上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)助實(shí)行，逆變器的轉(zhuǎn)換效率更為重要，這是我們最終選擇中國(guó)的重要原因?！?、Fronius集團(tuán)（奧地利）（1）基本狀況

奧地利伏能士（Fronius)國(guó)際企業(yè)創(chuàng)立于1945年，1992年設(shè)置太陽(yáng)能電子部進(jìn)行太陽(yáng)能并網(wǎng)逆變器的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。企業(yè)全球營(yíng)業(yè)額3.7億歐元，整年研發(fā)投入高達(dá)2500萬(wàn)歐元，有效專(zhuān)利585件。自年起，伏能士（Fronius)企業(yè)成為太陽(yáng)能并網(wǎng)逆變器世界上排名第二的生產(chǎn)商。企業(yè)總部位于奧地利，在中國(guó)授權(quán)北京綠洲合力新能源科技有限企業(yè)作為代理商負(fù)責(zé)伏能士（Fronius)企業(yè)太陽(yáng)能并網(wǎng)逆變器的銷(xiāo)售、安裝、調(diào)試、售后服務(wù)、維修和技術(shù)支持。5、Xantrex科技有限企業(yè)（加拿大）（1）基本狀況Xantrex技術(shù)有限企業(yè)是在可再生、可編程和移動(dòng)供電市場(chǎng)中進(jìn)行先進(jìn)電源產(chǎn)品及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和營(yíng)銷(xiāo)的全球領(lǐng)先企業(yè)，是全球太陽(yáng)能和風(fēng)能逆變器市場(chǎng)中的三大廠商之一，具有強(qiáng)大的增長(zhǎng)潛力：在前景廣闊的北美太陽(yáng)能逆變器市場(chǎng)中居于領(lǐng)導(dǎo)地位。Xantrex總部位于加拿大溫哥華，在美國(guó)、德國(guó)、西班牙和英國(guó)設(shè)有工廠，在中國(guó)也成立有一家合資企業(yè)。Xantrex的高增長(zhǎng)潛力和可實(shí)現(xiàn)的明顯協(xié)同估計(jì)可以在發(fā)明4.70億美元的總銷(xiāo)售額。（二）國(guó)內(nèi)企業(yè)就中國(guó)而言，中國(guó)光伏變頻器整體企業(yè)在轉(zhuǎn)換效率、構(gòu)造工藝、做工、穩(wěn)定性上跟國(guó)外最先進(jìn)水平有一定差距，小功率技術(shù)水平基本跟國(guó)外處在相似水平。合肥陽(yáng)光電源是中國(guó)最大新能源電源供應(yīng)商，產(chǎn)品涵蓋風(fēng)力、光伏、電力系統(tǒng)電源，產(chǎn)品成功運(yùn)用于國(guó)內(nèi)眾多大型示范工程，

光伏逆變器出貨量約80MW。1、合肥陽(yáng)光電源（1）基本狀況合肥陽(yáng)光電源有限企業(yè)是一家專(zhuān)注于太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源電源產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高新技術(shù)企業(yè)。重要產(chǎn)品有光伏逆變器和控制器、風(fēng)機(jī)變流器、回饋式節(jié)能負(fù)載、電力系統(tǒng)電源等，并提供系統(tǒng)處理方案的設(shè)計(jì)及技術(shù)服務(wù)，是我國(guó)最大的光伏電源產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)，也是我國(guó)光伏和風(fēng)力發(fā)電行業(yè)為數(shù)很少的掌握多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)并擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的企業(yè)之一。每年將不少于銷(xiāo)售收入10%投入研發(fā)。起到間，在國(guó)家“送電到鄉(xiāng)工程”光伏/風(fēng)能獨(dú)立電站建設(shè)項(xiàng)目中，陽(yáng)光電源生產(chǎn)的光伏控制器和逆變器以最優(yōu)的性?xún)r(jià)比占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的70%，僅此一項(xiàng)就為企業(yè)帶來(lái)了7000多萬(wàn)元的銷(xiāo)售收入（2）現(xiàn)實(shí)狀況陽(yáng)光電源在保持國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的同步，積極拓展國(guó)際市場(chǎng)。產(chǎn)品先后成功應(yīng)用于上海世博會(huì)、敦煌10MW光伏電站、寧夏太陽(yáng)山10MW光伏電站、杭州節(jié)能環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)園光伏電站、北京奧運(yùn)鳥(niǎo)巢、上海臨港大型光伏發(fā)電項(xiàng)目、東汽集團(tuán)風(fēng)電項(xiàng)目、內(nèi)蒙古通遼風(fēng)場(chǎng)項(xiàng)目、湘電集團(tuán)風(fēng)電項(xiàng)目、國(guó)家送電到鄉(xiāng)工程、南疆鐵路、廣州白云機(jī)場(chǎng)等眾多的國(guó)內(nèi)重大工程項(xiàng)目；產(chǎn)品現(xiàn)已通過(guò)TüV、CE、UL、DK5940、CSA、CEC等多項(xiàng)國(guó)際認(rèn)證，批量銷(xiāo)往意大利、西班牙、英國(guó)等歐洲國(guó)家，并遠(yuǎn)銷(xiāo)美洲、非洲及東南亞地區(qū)。（3）市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，企業(yè)引進(jìn)外資并順利改制為中外合資企業(yè)。陽(yáng)光電源一直堅(jiān)持并重視自主創(chuàng)新，先后承擔(dān)了國(guó)家“十一五”863計(jì)劃等10多種光伏、風(fēng)電領(lǐng)域的重大科研課題，獲得了一系列重大科研成果，產(chǎn)品多次彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。能源局領(lǐng)導(dǎo)李福龍對(duì)陽(yáng)光電源在光伏\o"逆變器"逆變器、風(fēng)能變流器領(lǐng)域所獲得的諸多創(chuàng)新成果和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用成績(jī)表達(dá)贊賞。

三、市場(chǎng)分析雖然微型逆變器在全球逆變器市場(chǎng)仍然只占有小份額。微型逆變器和分布式最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）處理方案作為光伏逆變器市場(chǎng)的新興領(lǐng)域，估計(jì)將會(huì)大幅增長(zhǎng)，到的年均復(fù)合增長(zhǎng)率可達(dá)77％。供貨量便有望超過(guò)既有逆變器。美國(guó)iSuppli預(yù)測(cè)，原有逆變器的供貨量為130萬(wàn)～140萬(wàn)臺(tái)，而微型逆變器和微型轉(zhuǎn)換器的合計(jì)供貨量將到達(dá)約800萬(wàn)臺(tái)。目前美國(guó)已經(jīng)有風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)等多家企業(yè)對(duì)微型逆變器和微型轉(zhuǎn)換器展開(kāi)開(kāi)發(fā)。IR的AlbertoGuerra預(yù)測(cè)，在未來(lái)幾年中，太陽(yáng)能工程的市場(chǎng)每年的增長(zhǎng)率將到達(dá)20%到30%。對(duì)應(yīng)地，太陽(yáng)能逆變器的價(jià)格也會(huì)隨之下降。由于逆變器的成本占整體太陽(yáng)能系統(tǒng)成本的15%到20%，由于存在更大的市場(chǎng)需求而得到價(jià)格支持。中國(guó)政府安排預(yù)算12.7億元，\o"逆變器"逆變器補(bǔ)助國(guó)內(nèi)光電建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目共111個(gè)，總規(guī)模為91兆瓦，示范工程分布在中國(guó)的30個(gè)省、市、自治區(qū)，重點(diǎn)向產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好、陽(yáng)光資源豐富的江蘇、浙江、內(nèi)蒙、河南等省傾斜，重點(diǎn)引導(dǎo)光電建筑一體化發(fā)展，逆變器重點(diǎn)扶持技術(shù)先進(jìn)的光伏產(chǎn)品推廣應(yīng)用。為鼓勵(lì)可再生能源的發(fā)展,中國(guó)政府今年3月份啟動(dòng)了《有關(guān)加緊推進(jìn)太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用的實(shí)行意見(jiàn)》、《太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行措施》（簡(jiǎn)稱(chēng)“屋頂計(jì)劃”）,對(duì)建筑用太陽(yáng)能產(chǎn)品實(shí)行補(bǔ)助太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃。繼“屋頂計(jì)劃”出臺(tái)4個(gè)月后，中國(guó)財(cái)政部、科技部、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)了《有關(guān)實(shí)行金太陽(yáng)示范工程的告知》，計(jì)劃在2-3年內(nèi)，政府補(bǔ)助不低于500兆瓦的光伏發(fā)電示范項(xiàng)目，加緊中國(guó)國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化發(fā)展。與此同步的各地政府也紛紛出臺(tái)政策刺激光伏電站的發(fā)展，杭州市提出“陽(yáng)光屋頂”計(jì)劃，廣州，南昌，無(wú)錫，保定，上海紛紛提出了當(dāng)?shù)氐墓夥娬景l(fā)展規(guī)劃，中國(guó)光伏最發(fā)達(dá)的江蘇省率先出臺(tái)了《太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行措施》，其中規(guī)定，通過(guò)3年努力，力爭(zhēng)在全省建成光伏并網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量400兆瓦。

附錄：逆變器的功能規(guī)定

太陽(yáng)能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同構(gòu)成；太陽(yáng)能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。逆變器是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，逆變器按鼓勵(lì)方式可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變。重要功能是將蓄電池的直流電逆變成交流電。通過(guò)全橋電路，一般采用SPWM處理器通過(guò)調(diào)制、濾波、升壓等，得到與照明負(fù)載頻率、額定電壓等相匹配的正弦交流電供系統(tǒng)終端顧客使用。有了逆變器，就可使用直流蓄電池為電器提供交流電。

逆變器的類(lèi)型

（一）按應(yīng)用范圍分類(lèi)：

（1）一般型逆變器

直流12V或24V輸入，交流220V、50Hz輸出，功率從75W到5000W,有些型號(hào)具有交、直流轉(zhuǎn)換即UPS功能。

（2）逆變/充電一體機(jī)

在此類(lèi)逆變器中，顧客可以使用多種形式的電源為交流負(fù)載供電：有交流電時(shí)，通過(guò)逆變器使用交流電為負(fù)載供電，或?yàn)樾铍姵爻潆姡粺o(wú)交流電時(shí)，用蓄電池為交流負(fù)載供電。它可與多種電源結(jié)合使用：如蓄電池、發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。

（3）郵電通信專(zhuān)用逆變器

為郵電、通信提供高品質(zhì)的48V逆變器，其產(chǎn)品質(zhì)量好、可靠性高、模塊式（模塊為1KW）逆變器，并具有N+1冗余功能、可擴(kuò)充（功率從2KW到20KW）。

（4）航空、軍隊(duì)專(zhuān)用逆變器

此類(lèi)逆變器為28Vdc輸入，可提供下列交流輸出：26Vac、115Vac、230Vac，其輸出頻率可為：50Hz、60Hz及400Hz,輸出功率從30VA到3500VA不等。尚有供航空專(zhuān)用的DC-DC轉(zhuǎn)換器及變頻器。

（二）按輸出波形分類(lèi)：

（1）方波逆變器

方波逆變器輸出的交流電壓波形為方波。此類(lèi)逆變器所使用的逆變線路也不完全相似，但共同的特點(diǎn)是線路比較簡(jiǎn)樸，使用的功率開(kāi)關(guān)管數(shù)量很少。設(shè)計(jì)功率一般在百瓦至千瓦之間。方波逆變器的長(zhǎng)處是：線路簡(jiǎn)樸、價(jià)格廉價(jià)、維修以便。缺陷是由于方波電壓中具有大量高次諧波，在帶有鐵心電感或變壓器的負(fù)載用電器中將產(chǎn)生附加損耗，對(duì)收音機(jī)和某些通訊設(shè)備有干擾。此外，此類(lèi)逆變器尚有調(diào)壓范圍不夠?qū)挘Ｗo(hù)功能不夠完善，噪聲比較大等缺陷。

（2）階梯波逆變器

此類(lèi)逆變器輸出的交流電壓波形為階梯波，逆變器實(shí)現(xiàn)階梯波輸出也有多種不一樣線路，輸出波形的階梯數(shù)目差異很大。階梯波逆變器的長(zhǎng)處是，輸出波形比方波有明顯改善，高次諧波含量減少，當(dāng)階梯到達(dá)17個(gè)以上時(shí)輸出波形可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)正弦波。當(dāng)采用無(wú)變壓器輸出時(shí)，整機(jī)效率很高。缺陷是，階梯波疊加線路使用的功率開(kāi)關(guān)管較多，其中有些線路形式還規(guī)定有多組直流電源輸入。這給太陽(yáng)電池方陣的分組與接線和蓄電池的均衡充電均帶來(lái)麻煩。此外，階梯波電壓對(duì)收音機(jī)和某些通訊設(shè)備仍有某些高頻干擾。

（3）正弦波逆變器

正弦波逆變器輸出的交流電壓波形為正弦波。正弦波逆變器的長(zhǎng)處是，輸出波形好，失真度很低，對(duì)收音機(jī)及通訊設(shè)備干擾小，噪聲低。此外，保護(hù)功能齊全，整機(jī)效率高。缺陷是：線路相對(duì)復(fù)雜，對(duì)維修技術(shù)規(guī)定高，價(jià)格較貴。

上述三種類(lèi)型逆變器的分類(lèi)，有助于光伏系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員和顧客對(duì)逆變器進(jìn)行識(shí)別和選型。實(shí)際上，波形相似的逆變器在線路原理，使用器件及控制措施等等方面仍有很大區(qū)別。

重要性能參數(shù)

描述逆變器性能的參量和技術(shù)條件諸多，這里僅就評(píng)價(jià)逆變器時(shí)常用的技術(shù)參數(shù)做一扼要闡明。

a．使用環(huán)境條件

逆變器正常使用條件：海拔高度不超過(guò)1000m，空氣溫度0～+40℃。

b．直流輸入電源條件

輸入直流電壓波動(dòng)范圍：蓄電池組額定電壓值的±15%。

c．額定輸出電壓

在規(guī)定的輸入電源條件下，輸出額定電流時(shí)，逆變器應(yīng)輸出的額定電壓值。

電壓波動(dòng)范圍：?jiǎn)蜗?20V±5%，三相380±5%。

d．額定輸出電流

在規(guī)定的輸出頻率和負(fù)載功率因數(shù)下，逆變器應(yīng)輸出的額定電流值。

e．額定輸出頻率

在規(guī)定的條件下，固定頻率逆變器的額定輸出頻率為50Hz：

頻率波動(dòng)范圍：50Hz±2%。

f．最大諧波含量

正弦波逆變器，在阻性負(fù)載下，輸出電壓的最大諧波含量應(yīng)≤10%。

g．過(guò)載能力

在規(guī)定的條件下，在較短時(shí)間內(nèi)，逆變器輸出超過(guò)額定電流值的能力。逆變器的過(guò)載能力應(yīng)在規(guī)定的負(fù)載功率因數(shù)下，滿足一定的規(guī)定。

h．效率

在額定輸出電壓、輸出，乜流和規(guī)定的負(fù)載功率因數(shù)下，逆變器輸出有功功率與輸入有功功率(或直流功率)之比。

i．負(fù)載功率因數(shù)

逆變器負(fù)載功率因數(shù)的容許變化范圍，推薦值0.7―1.0。

j．負(fù)載的非對(duì)稱(chēng)性

在10%的非對(duì)稱(chēng)負(fù)載下，固定頻率的三相逆變器輸出電壓的非對(duì)稱(chēng)性應(yīng)≤10%。

k．輸出電壓的不對(duì)稱(chēng)度

在正常工作條件下，各相負(fù)載對(duì)稱(chēng)，輸出電壓的不對(duì)稱(chēng)度應(yīng)≤5%。

l．起動(dòng)特性

在正常工作條件下，逆變器在滿載負(fù)載和空載運(yùn)行條件下，應(yīng)能持續(xù)5次正常起動(dòng)。

m．保護(hù)功能

逆變器應(yīng)設(shè)置：短路保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)及缺相保護(hù)。

n．干擾與抗干擾

逆變器應(yīng)在規(guī)定的正常工作條件下，能承受一般環(huán)境下的電磁干擾。逆變器的抗干擾性能和電磁兼容性應(yīng)符合有關(guān)原則的規(guī)定。

o．噪聲

不常常操作、監(jiān)視和維護(hù)的逆變器，應(yīng)≤95db；

常常操作、監(jiān)視和維護(hù)的逆變器，應(yīng)≤80db。

p．顯示

逆變器應(yīng)設(shè)有交流輸出電壓、輸出電流和輸出頻率等參數(shù)的數(shù)據(jù)顯示，并有輸入帶電、通電和故障狀態(tài)的信號(hào)顯示。

確定逆變器技術(shù)條件：

運(yùn)用微型逆變器優(yōu)化太陽(yáng)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于優(yōu)化太陽(yáng)能系統(tǒng)的效率和可靠性而言，一種較新的手段是采用連接到每個(gè)太陽(yáng)能板上的微型逆變器(micro-inverter)。為每塊太陽(yáng)能面板配置單獨(dú)的微型逆變器使得系統(tǒng)可以適應(yīng)不停變化的負(fù)荷和天氣條件，從而可認(rèn)為單塊面板和整個(gè)系統(tǒng)提供最佳轉(zhuǎn)換效率。微型逆變器架構(gòu)還可簡(jiǎn)化布線，這也就意味著更低的安裝成本。通過(guò)使消費(fèi)者的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)更有效率，系統(tǒng)“收回”采用太陽(yáng)能技術(shù)的最初投資所需的時(shí)間會(huì)縮短。電源逆變器是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵電子組件。在商業(yè)應(yīng)用中，這些組件連接光伏(PV)面板、儲(chǔ)存電能的電池以及當(dāng)?shù)仉娏Ψ峙上到y(tǒng)或公用事業(yè)電網(wǎng)。圖1顯示的是一種經(jīng)典的太陽(yáng)能逆變器，它把來(lái)自光伏陣列輸出的極低的直流電壓轉(zhuǎn)換成電池直流電壓、交流線路電壓和配電網(wǎng)電壓等若干種電壓。在一種經(jīng)典的太陽(yáng)能采集系統(tǒng)中，多種太陽(yáng)能板并聯(lián)到一種逆變器，該逆變器未來(lái)自多種光伏電池的可變直流輸出轉(zhuǎn)換成潔凈的50Hz或60Hz正弦波逆變電源。此外，還應(yīng)當(dāng)指出的是，圖1中的微控制器(MCU)模塊TMS320C或MSP430一般包括諸如脈寬調(diào)制(PWM)模塊和A/D轉(zhuǎn)換器等關(guān)鍵的片上外設(shè)。圖1：老式電源轉(zhuǎn)換架構(gòu)包括一種太陽(yáng)能逆變器，它從PV陣列接受低DC輸出電壓并產(chǎn)生AC線路電壓。設(shè)計(jì)的重要目的是盡量提高轉(zhuǎn)換效率。這是一種復(fù)雜且需反復(fù)的過(guò)程，它波及最大功率點(diǎn)跟蹤算法(MPPT)以及執(zhí)行有關(guān)算法的實(shí)時(shí)控制器。最大化電源轉(zhuǎn)換效率未采用MPPT算法的逆變器簡(jiǎn)樸地將光伏模塊與電池直接連接起來(lái)，迫使光伏模塊工作在電池電壓。幾乎無(wú)一例外的是，電池電壓不是采集最多可用太陽(yáng)能的理想值。

圖2闡明了經(jīng)典的75W光伏模塊在25℃電池溫度下的老式電流/電壓特性。虛線表達(dá)的是電壓(PVVOLTS)與功率(PVWATTS)之比。實(shí)線表達(dá)的是電壓與電流(PVAMPS)之比。如圖2所示，在12V時(shí)，輸出功率大概為53W。換句話說(shuō)，通過(guò)將光伏模塊強(qiáng)制工作在12V，輸出功率被限制在約53W。但采用MPPT算法后，狀況發(fā)生了主線變化。在本例中，模塊能實(shí)現(xiàn)最大輸出功率的電壓是17V。因此，MPPT算法的職責(zé)是使模塊工作在17V，這樣一來(lái)，無(wú)論電池電壓是多少，都能從模塊獲取所有75W的功率。高效DC/DC電源轉(zhuǎn)換器將控制器輸入端的17V電壓轉(zhuǎn)換為輸出端的電池電壓。由于DC/DC轉(zhuǎn)換器將電壓從17V降至12V，本例中，支持MPPT功能的系統(tǒng)內(nèi)電池充電電流是：(VMODULE/VBATTERY)×IMODULE，或(17V/12V)×4.45A=6.30A。假設(shè)DC/DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率是100％，則充電電流將增長(zhǎng)1.85A(或42％)。雖然本例假設(shè)逆變器處理的是來(lái)自單個(gè)太陽(yáng)能面板的能量，但老式系統(tǒng)一般是一種逆變器連接多種面板。取決于應(yīng)用的不一樣，這種拓?fù)浼扔虚L(zhǎng)處又有缺陷。MPPT算法重要有三種類(lèi)型的MPPT算法：擾動(dòng)-觀測(cè)法、電導(dǎo)增量法和恒定電壓法。前兩種措施一般稱(chēng)為“爬山”法，由于它們基于如下事實(shí)：在MPP的左側(cè)，曲線呈上升趨勢(shì)(dP/dV>0)，而在MPP右側(cè)，曲線下降(dP/dV<0)。擾動(dòng)-觀測(cè)(P＆O)法是最常用的。該算法按給定方向擾動(dòng)工作電壓并采樣dP/dV。假如dP/dV為正，算法就“明白”它剛剛是在朝著MPP調(diào)整電壓。然后，它將一直朝這個(gè)方向調(diào)整電壓，直到dP/dV變負(fù)。P＆O算法很輕易實(shí)現(xiàn)，但在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，它們有時(shí)會(huì)在MPP附近產(chǎn)生振蕩。并且它們的響應(yīng)速度也慢，甚至在迅速變化的氣候條件下尚有也許把方向搞反。電導(dǎo)增量(INC)法使用光伏陣列的電導(dǎo)增量dI/dV來(lái)計(jì)算dP/dV的正負(fù)。INC能比P＆O更精確地跟蹤迅速變化的光輻照狀況。但與P&O同樣，它也也許產(chǎn)生振蕩并被迅速變化的大氣條件所“蒙騙”。其另一種缺陷是，增長(zhǎng)的復(fù)雜性會(huì)延長(zhǎng)計(jì)算時(shí)間并減少采樣頻率。第三種措施“恒壓法”則基于如下事實(shí)：一般來(lái)說(shuō)，VMPP/VOC≈0.76。該措施的問(wèn)題來(lái)源于它需要瞬間把光伏陣列的電流調(diào)為0以測(cè)量陣列的開(kāi)路電壓。然后，再將陣列的工作電壓設(shè)置為該測(cè)定值的76％。但在陣列斷開(kāi)期間，可用能量被揮霍掉了。人們還發(fā)現(xiàn)，雖然開(kāi)路電壓的76％是個(gè)很好的近似值，但也并非總是與MPP一致。由于沒(méi)有一種MPPT算法可以成功地滿足所有常見(jiàn)的使用環(huán)境規(guī)定，許多設(shè)計(jì)工程師會(huì)讓系統(tǒng)先評(píng)估環(huán)境條件再選擇最適合當(dāng)時(shí)環(huán)境條件的算法。實(shí)際上，有許多MPPT算法可用，太陽(yáng)能面板制造商提供他們自己算法的狀況也屢見(jiàn)不鮮。對(duì)廉價(jià)控制器來(lái)說(shuō)，除了MCU本份的正?？刂乒δ芡?，執(zhí)行MPPT算法絕非易事，該算法需要這些控制器具有高超的計(jì)算能力。諸如德州儀器C平臺(tái)系列的先進(jìn)32位實(shí)時(shí)微控制器就適合于多種太陽(yáng)能應(yīng)用。電源逆變器使用單個(gè)逆變器有許多好處，其中最突出的是簡(jiǎn)樸和低成本。采用MPPT算法和其他技術(shù)提高了單逆變器系統(tǒng)的效率，但這只是在一定程度上。根據(jù)應(yīng)用的不一樣，單個(gè)逆變器拓?fù)涞娜毕輹?huì)很明顯。最突出的是可靠性問(wèn)題：只要這個(gè)逆變器發(fā)生故障，那么在該逆變器被修好或更換前，所有面板產(chǎn)生的能量都揮霍掉了。雖然逆變器工作正常，單逆變器拓?fù)湟惨苍S對(duì)系統(tǒng)效率產(chǎn)生負(fù)面影響。在大多數(shù)狀況下，為到達(dá)最高效率，每個(gè)太陽(yáng)能電池板均有不一樣的控制規(guī)定。決定各面板效率的原因有：面板內(nèi)所含光伏電池組件的制造差異、不一樣的環(huán)境溫度、陰影和方位導(dǎo)致的不一樣光照強(qiáng)度(接受到的太陽(yáng)原始能量)。與整個(gè)系統(tǒng)使用一種逆變器相比，為系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)太陽(yáng)能電池板都配置一種微型逆變器會(huì)再次提高整個(gè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。微型逆變器拓?fù)涞闹匾锰幨牵幢闫渲幸环N逆變器出現(xiàn)故障，能量轉(zhuǎn)換仍能進(jìn)行。采用微型逆變器的其他好處包括可以運(yùn)用高辨別率PWM調(diào)整每個(gè)太陽(yáng)能板的轉(zhuǎn)換參數(shù)。由于云朵、陰影和背陰會(huì)變化每個(gè)面板的輸出，為每個(gè)面板配置獨(dú)有的微型逆變器就容許系統(tǒng)適應(yīng)不停變化的負(fù)載狀況。這為各面板及整個(gè)系統(tǒng)都提供了最佳轉(zhuǎn)換效率。微型逆變器架構(gòu)規(guī)定每個(gè)面板均有一種專(zhuān)用MCU來(lái)管理能源轉(zhuǎn)換。不過(guò)，這些附加的MCU也可被用來(lái)改善系統(tǒng)和面板的監(jiān)測(cè)。例如，大型的太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)就受益于面板間的通信以協(xié)助保持負(fù)載平衡并容許系統(tǒng)管理員事先計(jì)劃有多少能量可用，以及用這些能量做什么。不過(guò)，為充足運(yùn)用系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的好處，MCU必須集成片上通信外圍設(shè)備(CAN、SPI、UART等)以便簡(jiǎn)化與太陽(yáng)能陣列內(nèi)其他微型逆變器的接口。在許多應(yīng)用中，使用微型逆變器拓?fù)淇梢燥@著提高系統(tǒng)整體效率。在面板級(jí)，效率有望提高30％。但由于各應(yīng)用差異很大，系統(tǒng)級(jí)改善的“平均”比例并沒(méi)多大意義。應(yīng)用分析當(dāng)評(píng)估微型變頻器在詳細(xì)應(yīng)用中的價(jià)值時(shí)，應(yīng)從幾種方面考慮拓?fù)錁?gòu)造。在小型應(yīng)用中，各面板有也許面臨基本相似的光照、溫度和陰影等條件。因此，微型逆變器在提高效率方面作用有限。為使各面板工作在不一樣電壓以獲得最高能效，規(guī)定采用DC/DC轉(zhuǎn)換器使各面板的輸出電壓統(tǒng)一于儲(chǔ)能蓄電池的工作電壓。為盡量減少制導(dǎo)致本，可把DC/DC轉(zhuǎn)換器和逆變器設(shè)計(jì)成一種模塊。用于當(dāng)?shù)仉娫淳€路或連接配電網(wǎng)的DC/AC轉(zhuǎn)換器也可被整合進(jìn)該模塊。太陽(yáng)能面板必須要互相通信，這會(huì)增長(zhǎng)導(dǎo)線和復(fù)雜性。這是對(duì)在模塊中包括進(jìn)逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器和太陽(yáng)能電池板的另一種爭(zhēng)論點(diǎn)。每個(gè)逆變器的MCU仍然必須有足夠能力來(lái)運(yùn)行多種MPPT算法以適應(yīng)不一樣的操作環(huán)境。采用多種MCU會(huì)加大整體系統(tǒng)的材料成本。每當(dāng)考慮變化架構(gòu)時(shí)都會(huì)關(guān)注其成本。為滿足系統(tǒng)的價(jià)格目的，為每個(gè)面板都配置一種控制器意味著該控制器的成本必須要有競(jìng)爭(zhēng)力、外形較小，但仍能同步處理所有的控制、通信和計(jì)算任務(wù)。片上集成恰當(dāng)?shù)目刂仆庠O(shè)以及高模擬集成度是保證系統(tǒng)低成本的兩個(gè)基本要素。為執(zhí)行針對(duì)優(yōu)化轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)監(jiān)控和能量存儲(chǔ)各環(huán)節(jié)中的效率所開(kāi)發(fā)出的算法，高性能也是必需的。使用除可滿足微型逆變器自身規(guī)定之外，還可處理包括AC/DC轉(zhuǎn)換、DC/DC轉(zhuǎn)換以及面板間通訊等整個(gè)系統(tǒng)大部分規(guī)定的MCU，可以減少因使用多種MCU所導(dǎo)致的成本增長(zhǎng)。MCU特性仔細(xì)權(quán)衡這些高層次規(guī)定是確定MCU需要哪些功能的最佳措施。例如，當(dāng)并聯(lián)面板時(shí)需要負(fù)載平衡控制。所選MCU必須能檢測(cè)負(fù)載電流以及能通過(guò)開(kāi)/關(guān)輸出MOSFET升高或減少輸出電壓。這需要一種高速片上ADC來(lái)采樣電壓和電流。微型逆變