光伏并网逆变器的现状及发展前景

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公司等企业。目前这些企业用于光伏系统的 产量呈逐年上升的趋势。
国内市场规模虽然较小，但未来光伏电 站市场的巨大发展空间和发展潜力给国内企 业带来发展的历史机遇。目前国内光伏逆变 器主要被阳光电源、艾思玛、KACO等品牌所 占领，国外企业多数通过代理渠道进入国内 市场，由于售后服务提供难度大整体市场占 有率不高。2008年统计数字显示，合肥阳光 电源公司占据70%以上的光伏逆变器市场份 额，国内重点光伏项目大功率产品几乎全部 选用国内产品。
从技术方面来看，国内企业在转换效 率、结构工艺、智能化程度、稳定性等方面 与国外先进水平仍有一定差距，目前我国在 小功率逆变器技术上与国外处于同一水平， 在大功率并网逆变器上，大功率并网逆变器 仍需进一步发展。
结论
从技术层面来讲，大功率并网逆变器和 小功率并网逆变器是未来的两个主要发展方 向，其中小功率光伏并网逆变器——微逆变 器是最具发展潜力和市场应用前景的发展方 向，高频化、高效率、高功率密度、高可靠 性和高度智能化是未来的发展方向。英伟力 (Involar)新能源科技公司是国内最早从事微逆
光伏并网逆变器行业与下游的光伏并网 发电系统行业的发展密切相关，下游行业对 本行业的发展具有较大的牵引和驱动作用， 国家光伏项目建设与投资是决定本行业未来 需求的重要部分，其需求变化直接决定了本 行业未来的发展状况。
国内外发展现状
近几年，随着西班牙、德国、美国、 日本对本国光伏产业的政策扶持，全球光伏 发电逆变器的销售额逐年递增，光伏发电用 逆变器进入了一个快速增长的阶段。但目前 全球光伏逆变器市场基本被国际几大巨头瓜 分，欧洲式全球光伏市场的先驱，具备完善 的光伏产业链，光伏逆变器技术处于世界领 先地位。SMA是全球最早也是最大的光伏 逆变器生产企业（德国市场占有率达50%以 上），约占全球市场份额的三分之一，第二 位是Fronius。全球前七位的生产企业占领了 近70%的市场份额。
按照输出相数可以分为单相和三相并 网逆变器两类，中小功率场合一般多采用单 相方式，大功率场合多采用三相并网逆变 器。按照功率等级进行分类，可分为功率 小于1kVA的小功率并网逆变器，功率等级 1kVA~50kVA的中等功率并网逆变器和50kVA 以上的大功率并网逆变器。从光伏并网逆变 器发展至今，发展最为成熟的属于中等功率 的并网逆变器，目前已经实现商业化批量生 产，技术趋于成熟，光伏并网逆变器未来的 发展将是小功率微逆变器也即光伏模块集成 逆变器和大功率并网逆变器两个方向并行。 微逆变器在光伏建筑集成发电系统、城市居 民发电系统、中小规模光伏电站有其独特的 优势，大功率光伏并网逆变器在大规模光伏 电站，如沙漠光伏电站，等系统具有明显优 势。
的发展方向之一。未来的光伏并网逆变器将 集并网发电、无功补偿、有源滤波等功能与 一身，在白天有阳光时实现并网发电，夜晚 用电时实现无功补偿、有源滤波等功能。
纵观光伏并网逆变器的发展历程，高频 化、小型化、智能化、模块化将是其主要发 展方向之一，未来最具发展前景和发展潜力 的光伏并网逆变器当属微逆变器(光伏模块 集成逆变器)，因为其具有突出的发电效率 高、模块化生产、系统扩展灵活、易于集成 等突出优势，据研究报道，采用微逆变器技 术可以在现有技术的基础上，使光伏发电系 统的发电效率提升5%~25%，美国Enphase 公司的Microinverter和美国国家半导体的 Solarmagic技术获得了业界的广泛关注，国 内英伟力(Involar)新能源公司推出的微逆变器 产品也成为了业界的一大亮点。
光伏并网逆变器可以按照拓扑结构、隔 离方式、输出相数、功率等级、功率流向等 进行分类。按照拓扑结构分类，目前采用的 拓扑结构包括：全桥逆变拓扑、半桥逆变拓 扑、多电平逆变拓扑、推挽逆变拓扑、正激 逆变拓扑、反激逆变拓扑等，其中高压大功 率光伏并网逆变器可采用多电平逆变拓扑， 中等功率光伏并网逆变器多采用全桥、半桥 逆变拓扑，小功率光伏并网逆变器采用正 激、反激逆变拓扑。
第五阶段：21世纪初，逆变技术的发展 随着电力电子技术、微电子技术和现代控制 理论的进步不断改进，逆变技术正朝着高频 化、高效率、高功率密度、高可靠性、智能
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按照隔离方式分类包括包括隔离式和 非隔离式两类，其中隔离式并网逆变器又分 为工频变压器隔离方式和高频变压器隔离方 式，光伏并网逆变器发展之初多采用工频变 压器隔离的方式，但由于其体积、重量、成 本方面的明显缺陷，近年来高频变压器隔离 方式的并网逆变器发展较快，非隔离式并网 逆变器以其高效率、控制简单等优势也逐渐 获得认可，目前已经在欧洲开始推广应用， 但需要解决可靠性、共模电流等关键问题。
按照功率流向进行分类，分为单方向功 率流并网逆变器和双方向功率流并网逆变器 两类，单向功率流并网逆变器仅用作并网发 电，双向功 率流并网逆 变器除可用 作并网发电 外，还能用 作整流器， 改善电网电 压质量和负 载功率因 素，近几年 双向功率流 并网逆变器 开始获得关 注，是未来
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第三阶段：20世纪80年代，功率场效应 管、绝缘栅型晶体管、MOS控制晶闸管等功 率器件的诞生为逆变器向大容量方向发展奠 定了基础。
第四阶段：20世纪90年代，微电子技术 的发展使新近的控制技术如矢量控制技术、 多电平变换技术、重复控制、模糊控制等技 术在逆变领域得到了较好的应用，极大的促 进了逆变器技术的发展；
逆变器技术发展历程
逆变器技术的发展始终与功率器件及其 控制技术的发展紧密结合，从开始发展至今 经历了五个阶段。
第一阶段：20世纪50-60年代，晶闸管 SCR的诞生为正弦波逆变器的发展创造了条
件； 第二阶段：20世纪70年代，可关断晶闸
管GTO及双极型晶体管BJT的问世，使得逆变 技术得到发展和应用；
化的方向发展。
光伏并网逆变器的分类
两级式光伏并网发电系统中，并网逆变 器只需进行逆变控制，光伏阵列最大功率点 跟踪（MPPT）由前级DC/DC变换器完成， 并网逆变器通过控制DC/DC变换器的输出电 压实现系统功率平衡，并网逆变器控制的任 务是保证输出电流与电网电压频率、相位完 全一致；单级式光伏并网发电系统中，并网 逆变器要同时完成MPPT和并网电流控制的任 务，即保证光伏阵列输出功率最大化的前提 下控制并网电流与电网电压同频同相。
变器研究的公司，公司从2008年初开始微逆 变器技术的开发，经过近两年的努力已完全 自主掌握了微逆变器的核心技术，并于2010 年5月份成功发布了其第一代产品MAC250， 目前该款微逆变器产品已经推向市场。
从市场层面来讲，国外光伏企业起步 早、技术成熟，在市场上占据了主导地位， 国内下游光伏系统市场规模仍较小，但未来 的发展潜力巨大，使得众多国际光伏企业纷 纷抢滩国内市场，国内企业近几年发展势头 迅猛，占领了国内市场的主要份额。未来国 内市场将是众多光伏并网逆变器企业争夺的 焦点。
光伏并网逆变器产业链
光伏并网逆变 器的产业链包括上 游的电力电子元器 件生产商、中游的 光伏并网逆变器生 产商和下游的光伏 并网发电系统。
电力电子器 件包括：电阻、电 容、功率器件、磁 性元器件生产商， 集成电路、数字信 号处理器生产商、 变压器、机壳机柜 生产制造上等。其
中核心器件为半导体功率器件，它在电路结 构设计、逆变器性能表现等方面起到举足轻 重的作用，但光伏并网逆变器行业与上游的 关联性仍较低，上游行业的影响主要体现在 本行业的采购成本方面。
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光伏并网逆变器 的现状及发展前景
地球表面每年接受太阳辐射能量高达 5.4*1024J，若能将其中的十万分之一转化为 电能，就可以满足目前全世界的能耗需求， 因此，太阳能发电对Leabharlann Baidu解日益严重的环境和 能源危机具有特别重要的意义，太阳能发电 主要指光伏发电。据统计资料显示，目前光 伏发电系统中，接近99%的安装容量为并网 应用，这是因为并网应用相对独立光伏系统 有成本低和免维护等优势，并网式光伏发电 系统式当今发展方向，全世界并网式光伏系 统年增长率约为25-30%。
目前国内光伏并网逆变器市场规模较 小，国内生产逆变器的厂商众多，但专门用 于光伏发电系统的逆变器制造商并不多，但 是不少国内企业已经在逆变器行业已经研究 多年，已经具备一定的规模和竞争力，但在 逆变器技术质量、规模上与国外企业仍具有 较大差距，目前具有较大规模的厂商有南京 冠亚、合肥阳光、北京科诺伟业、北京索 英、志诚冠军、上海英伟力新能源科技有限
并网逆变器作为光伏电池与电网的接 口装置，将光伏电池的电能转换成交流电能 并传输到电网上，在光伏并网发电系统中起 着至关重要的作用，现代逆变技术为光伏并 网发电的发展提供了强有力的技术和理论支 持。并网逆变器正朝着高效率、高功率密 度、高可靠性、智能化的方向发展。并网逆 变器性能的改进对于提高系统的效率、可靠 性，提高系统的寿命、降低成本至关重要。