安徽頤和新能源科技股份有限公司 姚俊

2011年度以來，在光伏組件價格節(jié)節(jié)走低及我國1.15元/kWh光伏上網電價政策推出的雙重影響下，國內光伏電站建設在2011下半年度呈爆發(fā)態(tài)勢，這也極大地推動了我國光伏發(fā)電產業(yè)的發(fā)展，特別是帶動了光伏匯流箱、配電柜、并網逆變器等相關產品的發(fā)展。

隨著光伏發(fā)電技術的不斷進步，競爭的不斷加劇，市場對光伏產品也提出了許多新的課題，光伏產業(yè)未來如何發(fā)展？本文僅就光伏并網逆變器環(huán)節(jié)作初步分析，與大家分享并探討。

一 價格競爭必將推動器件國產化

光伏并網逆變技術由歐洲率先發(fā)展并實現產業(yè)化，因此歐洲市場對于光伏逆變產品配套器件的研究開發(fā)、生產制造也較完善。我國光伏并網逆變技術雖然自上世紀九十年代即開始研究，但光伏逆變產品的產業(yè)化還是本世紀初才啟動，因總量較小，相關元器件的研究開發(fā)國內少有廠商愿意開展。到目前為止，我國企業(yè)制造的光伏并網逆變產品中所用主要器件絕大部分采用歐美品牌，諸如IGBT，電容，電流傳感器，交、直流斷路器，交流接觸器，防雷保護器，開關電源等。

近年來，隨著涉足光伏逆變產品的企業(yè)越來越多，產品競爭白熱化，市場價格一路下滑。如500kW光伏并網逆變器，2010年市場價格約在1.3～1.5元/W；2011年市場價格還可維持在0.8元/W左右，但到2012年，價格跳水到0.6～0.4元/W，甚至有人預言，2013年，500kW逆變器的價格可能跌破0.4元/W。僅僅3年時間，價格跌去近3/4。在這種情況下，各光伏逆變產品制造商成本壓力越來越大，尋找價格更為低廉的替代器件成為一種必然的選擇。而國外器件制造商由于其自身的運作模式與管理模式，很難同幅度地對其產品進行降價。另一方面，隨著市場規(guī)模越來越大，很多國內器件制造商看到商機，紛紛投入光伏逆變產品器件的開發(fā)制造，技術也不斷成熟，目前也有不少國產品牌器件可以滿足光伏逆變產品的技術需求，而其價格較進口品牌要低廉得多，所以國產光伏逆變產品的器件國產化必將成為一種趨勢。

當然，作為光伏逆變產品制造商，在國產化過程中，如何讓成本大幅下降，又能保證產品的品質，這是一個需要深入思考的問題。筆者認為:

首先，逆變產品制造商要建立嚴格的測試機制，對于所選用的國產器件要按照嚴格的測試條件進行測試，確保所選用的國產替代器件滿足使用要求，以保證產品的品質。

其次，逆變器制造商要與國內器件制造商進行充分合作，支持和幫助國產品牌技術水平與品質的提高。必須承認，目前國內的器件制造商較歐美企業(yè)還有一定的差距，同時，這些制造商對光伏行業(yè)的要求還未充分掌握，所以需要光伏逆變器制造商與器件制造商一起努力，共同研究和探討，提高器件制造的技術水平，更加適應光伏行業(yè)應用，從而推動國產品牌器件技術水平與產品質量的穩(wěn)定性。

第三，逆變器制造商必須加強生產管理，優(yōu)化生產工藝，提高工藝的可靠性，降低制造與管理成本。

二 模塊化、標準化將成趨勢

所謂模塊化，即逆變器各個功能部件成為獨立的模塊，將不同功能的模塊通過簡單的拼裝、連接即可成為符合不同應用、不同需求的逆變產品。

目前逆變器行業(yè)已有制造商開始模塊化生產，諸如西門子將其原變頻器中的模組稍加修改，即成為了逆變模組，并單獨對外銷售。這種逆變模組的推出，降低了光伏逆變器行業(yè)的準入門檻，使一些有資金但缺乏核心技術的企業(yè)通過直接采購逆變模組的方式迅速進入光伏逆變器行業(yè)。

筆者認為，這種模式將來會成為一種趨勢，并且功能模塊將更趨豐富，市場分工將更為細化。屆時，將有一部分公司專門設計開發(fā)光伏逆變器的功能模塊，而有一些公司則通過采購不同功能模塊的方式，組裝整機。為了適應這種生產模式，各企業(yè)將會推動相關標準的產生，推動各功能模塊的標準化與通用化。這種模塊化、標準化可以帶來行業(yè)的規(guī)模化、專業(yè)化生產，從而最大程度地降低產品成本。

目前的光伏逆變產品制造企業(yè)，必須要有充分的前瞻性，在產品設計時，就必須要考慮到標準化、模塊化的設計與生產。一方面可以降低企業(yè)的制造成本，方便維護；另一方面，也可為將來市場的進一步細化奠定基礎。

當然，這種模塊化、標準化由各個企業(yè)各自為戰(zhàn)是無法完成的，它需要光伏逆變產品從業(yè)者團結一致，共同研究、討論制定出一個能被廣泛接受的標準——包括接口、協議、功能等，以共同推動我國光伏逆變產品技術的發(fā)展。

三 電網友好型與智能化

大量新能源電力的入網與大量電力電子設備的掛網運行，對電網的安全性、穩(wěn)定性與電能質量等都提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。為了減小新能源電力對電網的影響，電網公司必將會對入網的發(fā)電設備提出更為嚴格的要求。

2009年，我國頒布了《電能質量 公用電網間諧波》(GB/T 24337-2009)，提出了間諧波的概念。即對于用電設備及并網設備，除需測試傳統的偶、奇次諧波外，還需測量間諧波，并要滿足標準要求。

2011年，德國電網公司對連接到低壓電網的光伏逆變器推出了VDE-AR-N4105；對連接到中壓電網的設備提出了BDEW標準。這些標準對入網產品的功能、電能質量及電網異常情況下的響應提出了更多的要求，比如有功無功控制、無功補償、功率因數調整、過頻降額、孤島防護、低電壓穿越等等。符合上述要求的設備，在我國被稱為電網友好型設備。

光伏并網逆變器，作為光伏電站并網的核心控制設備，為了適應越來越嚴格的電網標準要求，必須具備這種電網友好型的特征要求，即要求具有靈活的電網故障響應機制與遠程控制機制。也就是說，在電網各種狀態(tài)時，光伏逆變器可以根據電網調度的要求選擇不同的響應，調整自己的狀態(tài)，充分地參與到電網管理中，以滿足電網在不同情況下的穩(wěn)定、安全、可靠運行，同時為電網的穩(wěn)定、安全、可靠運行提供強有力的支撐。另一方面，為了適應不同電網的需要，逆變器的這種電網響應機制必須具備良好的智能化與可編程化，由當地電網調度對光伏電站實行遠程調控與編程。如何實現這種逆變器的智能化，具備充分的可編程特性，滿足電網友好型的要求，應是目前光伏逆變器研究者急需思考和解決的問題。

四 小型化與高效化

光伏并網逆變器的小型化，也是發(fā)展趨勢之一。體積越小，重量越輕，必然會帶來運輸成本、電站建設成本的下降。特別是近期傳出將對電站建設用地開征“土地使用稅”的傳聞，逆變器的小型化更具意義，可減少電站的建設用地，減少“土地使用稅”，降低電站的運行成本。

當然，要實現并網逆變器的小型化，則必須解決逆變器的系統散熱問題，這也是目前的一個技術難點。筆者認為:實現并網逆變器的小型化一是有賴于逆變器自身技術的變革，如推出新的拓樸結構或新型的散熱結構；二是需器件技術的變革，如推出更為小型、經濟、高效的IGBT、電抗器、斷路器等器件。

就高效化而言，筆者認為，在目前效率已超過98%、MPPT效率已達99.9%的情況下，光伏并網逆變器進一步的高效化，不應該成為目前的主要追求目標。因為在目前情況下，逆變器效率的進一步提高，對整個電站的效率提高影響十分有限，但所花費的代價則是非常巨大的，可謂得不償失。但我們可以從改善逆變器工作電壓、增加逆變器的適應性、優(yōu)化逆變器MPPT、提高系統穩(wěn)定性等方面著手，提高逆變器的運行時間及太陽能利用率，從而提高系統上網電量。