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 編者按：逆變器一直是光伏電站中必不可少的一部分，本篇通過幾個案例詳細(xì)介紹一下逆變器的選型以及如何配對組件。

在光伏系統(tǒng)中，光伏組件和逆變器作為最為重要的兩個部分，其技術(shù)參數(shù)對系統(tǒng)設(shè)計至關(guān)重要，只有讀懂參數(shù)，才能更好的完成光伏系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備選型，并保障后期的高效運維，下面我們以三相逆變器及單晶組件為例，解讀其關(guān)鍵參數(shù)。并通過幾個實例，給大家介紹如何配對組件與逆變器。

一、光伏并網(wǎng)逆變器參數(shù)詳解

我們以納通NAC-DT系列8-12KW產(chǎn)品為例。

型號命名及直流側(cè)技術(shù)參數(shù)

1.型號和命名

納通并網(wǎng)逆變器是根據(jù)其額定交流輸出功率來命名的，如NAC12K-DT,對應(yīng)的額定交流輸出功率為12KW。另外，這里的D代表Dual,即兩路MPPT，T代表Three，即三相逆變器。

2.最大輸入功率

指逆變器允許的最大直流接入組串功率。從參數(shù)表上來看，NAC12K-DT這款逆變器，可允許組件接入最大14kW(注意組件接入總電壓和電流須在逆變器直流輸入電壓和電流范圍內(nèi))。

3．最大輸入電壓

是指允許輸入到逆變器的最大電壓，即單個組串中所有電池板開路電壓之和不能超過這個值。

如納通NAC-DT系列8-12K逆變器,考慮天氣寒冷的情況之下組件開路電壓的負(fù)溫度特性（隨溫度降低，開路電壓上升），單個組串的開路電壓不能超過逆變器最大輸入電壓1100V。

4.MPPT電壓范圍

更寬的MPPT電壓范圍能夠?qū)崿F(xiàn)早晨更早發(fā)電，日落后更多發(fā)電。當(dāng)組串的MPPT電壓達(dá)到逆變器MPPT電壓范圍（如納通NAC12K-DT電壓范圍為250V-950V）,逆變器就可以追蹤到組串的最大功率點。

注：三相機(jī)的最佳工作電壓在620V左右，此時逆變器的轉(zhuǎn)化效率最高。在實際應(yīng)用中，當(dāng)組串工作電壓低于額定電壓(620V)時，逆變器升壓電路開始工作，會產(chǎn)生一定損耗，降低效率。所以在組串配置時建議每串組件的MPPT電壓略高于620V。

5.MPPT路數(shù)及每路MPPT輸入組串?dāng)?shù)

是指逆變器的MPPT路數(shù)以及每路MPPT上可接入的組串?dāng)?shù)量。

以下圖納通30KW機(jī)器為例：

共有6路直流輸入，分別為A、B、C、D、E、F。PV1,PV2代表兩路MPPT輸入。1路MPPT下的幾路組串輸入必須相等，不同路MPPT下的組串輸入可以不相等，即A=B=C，D=E=F，但A可以不等于D。

6.最大直流電流

逆變器允許通過的最大電流，最大直流輸入電流=單個組串最大輸入電流*組串?dāng)?shù)量。

逆變器直流側(cè)最大輸入電流的增大，可以更靈活的配置組件。比如最近廣受行業(yè)追捧的雙面組件，隨著雙面增益的增加，開路電壓和峰值功率電壓基本不變，而組件峰值功率和峰值功率電流變大。下圖為某知名廠家正面功率為300W的雙面組件部分參數(shù)。在雙面增益25%的情況下，峰值功率電流可達(dá)到11.44A。

納通NAC-DT8-12KW系列逆變器的最大直流電流為12A,可以匹配雙面組件。

逆變器交流輸出側(cè)技術(shù)參數(shù)：



1.額定輸出功率

是指逆變器在額定電壓電流下的輸出功率，是可以長時間持續(xù)穩(wěn)定輸出的功率。

2.最大輸出功率

最大功率也叫峰值功率，是指逆變器在極短時間內(nèi)能夠輸出的最大功率值。由于最大功率只能維持很短的時間，所以不具備很大的參考意義。

3.功率因數(shù)

在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數(shù)，用符號cosΦ表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S，一般說來如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)為1，一般具有電感性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1。當(dāng)設(shè)備的功率因素小于0.9時，將會被罰款。納通逆變器的功率因素輸出為1，并可在0.8超前-0.8滯后之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。

功率因素是工商業(yè)分布式光伏項目特別需要關(guān)注的問題，它需要從系統(tǒng)的角度考慮，不僅需要考慮負(fù)載的類型和大小，還需要考慮無功補(bǔ)償裝置的性能，測試點和控制方法，建議可以觀察整個光伏系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，確保系統(tǒng)有功功率正常。

效率

逆變器就是光伏電站中將組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備，在將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的過程中，一小部分能量以熱量的形式損耗了，所以光伏逆變器交流輸出側(cè)的能量小于直流輸入側(cè)的能量。光伏逆變器在交流端的輸出功率與直流端輸入功率之比稱之為逆變器的轉(zhuǎn)換效率。

光伏逆變器最大轉(zhuǎn)換效率是指其在瞬時的最大轉(zhuǎn)換效率，在實際使用中意義不大，因為逆變器不可能一直工作在某一個負(fù)載點上。

歐洲效率是根據(jù)歐洲的光照條件，在不同的直流輸入功率點，譬如5%、10%、20%、30%、50%、100%，得出不同功率點的權(quán)值，用來估算逆變器的總體效率。

相比最大效率，歐洲效率對于評價逆變器發(fā)電量高低更具有參考意義。值得一提的是，隨著中國領(lǐng)跑者計劃的實施，“中國效率”也會越來越多的走進(jìn)光伏人的視野。

MPPT效率是指靜態(tài)最大功率點跟蹤(MPPT)效率，在一段時間內(nèi)，逆變器從太陽能電池組件獲得的直流電能，與理論上太陽能組件工作在最大功率點在該時間段輸出的電能的比值。逆變器的MPPT效率對于評價逆變器本身是否高效來說更有參考意義。

功能保護(hù)

1．絕緣阻抗檢測

逆變器自身具備ISO（接地絕緣偵測電路）保護(hù)功能，當(dāng)組件方陣的接地絕緣阻抗過低的時候，逆變器無法并網(wǎng)，會報ISO錯誤。

2．漏電保護(hù)

在逆變器接入交流電網(wǎng)，交流斷路器閉合的任何情況下，逆變器都會進(jìn)行殘余電流檢測。無論逆變器是否帶有隔離，與之連接的光伏方陣是否接地，以及隔離形式采用何種等級(基本絕緣隔離或加強(qiáng)絕緣隔離)，都會對過量的連續(xù)殘余電流及過量殘余電流的突變進(jìn)行監(jiān)控。限值如下：

a)連續(xù)殘余電流。如果連續(xù)殘余電流超過如下限值，逆變器會在0.3s內(nèi)斷開并發(fā)出故障發(fā)生信號：

1）對于額定輸出小于或等于30kVA的逆變器，300mA；

2）對于額定輸出大于30kVA的逆變器，10mA/kVA。

b)殘余電流的突變。如果殘余電流的突變超過下表所列的限值，則逆變器會在規(guī)定時間內(nèi)斷開。

3.溫度保護(hù)

通常情況下逆變器可以在外部環(huán)境溫度45度以下時額定功率輸出，當(dāng)外部環(huán)境溫度大于45度時逆變器會降載運行直至停止工作。

常規(guī)參數(shù)
尺寸、重量和安裝方式

體積小、重量輕、安裝方式簡單的光伏逆變器一直受到客戶的青睞。體積小、重量輕往往意味著運輸方便，減少了在運輸過程中機(jī)器損壞的風(fēng)險。而壁掛式的安裝方式則是客戶的首選，客戶只需查看墻壁或者安裝附著點是否穩(wěn)定牢靠，減少了安裝的人力和物力

工作溫度范圍

工作溫度范圍也是大家需要著重關(guān)注的技術(shù)參數(shù)，逆變器工作的溫度范圍往往體現(xiàn)了逆變器耐受低溫和高溫的能力，決定了逆變器的壽命。如果逆變器有較寬的環(huán)境溫度范圍，說明逆變器耐受低溫和高溫的能力更優(yōu)異，性能更好。

防護(hù)等級

整體來講，光伏逆變器分為室內(nèi)用和室外用，防護(hù)等級比較低的，一般IP20或IP23，屬于室內(nèi)用，需要有專門的逆變器室，IP54和IP65都達(dá)到了室外用的標(biāo)準(zhǔn)，不需要逆變器室。

注：具有IP65防護(hù)等級的逆變器您可以放心安裝在室外，但是一定要通過給逆變器加裝蓋板，或安裝在屋檐下，或安裝在支架上(組件下方)，等三種方案，保證避免陽光直射，減少各種不利因素的影響，保障光伏系統(tǒng)全生命周期的投資收益。

冷卻方式

很多逆變器廠家在冷卻方式這點上存在分歧，有的廠家覺得完全不需要風(fēng)扇散熱，有的廠家覺得所有的逆變器都要加裝風(fēng)扇。

這兩種說法各有各的道理，風(fēng)扇屬于易損件，如果長期使用，會容易損壞，降低逆變器的穩(wěn)定性，增加運維成本。另一方面如果不加裝風(fēng)扇，會使逆變器的散熱受到影響，尤其在外界環(huán)境溫度很高的情況下，逆變器不能及時的散熱，影響壽命。當(dāng)然，在特定條件下，我們需要考慮帶風(fēng)扇的設(shè)備如何避免風(fēng)沙影響的問題。

認(rèn)證與標(biāo)準(zhǔn)

逆變器在不同國家并網(wǎng)，都需要遵照當(dāng)?shù)氐牟⒕W(wǎng)法規(guī)。這也給逆變器的適應(yīng)性提出了極大的挑戰(zhàn)，因而，一臺逆變器實際符合的法規(guī)越多，越能體現(xiàn)該逆變器廠家的綜合實力。

在中國，中華人民共和國能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NBT32004-2013是國家能源局在2013年8月1日頒布執(zhí)行的，其規(guī)定了光伏逆變器的類型、使用、安裝和運輸條件，規(guī)定了光伏逆變器的試驗和檢測方法。在逆變器生產(chǎn)和設(shè)計、檢測過程中，需嚴(yán)格按照此標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

二、光伏組件關(guān)鍵參數(shù)詳解

隨著光伏行業(yè)的發(fā)展，很多企業(yè)都將一些高效組件應(yīng)用在戶用領(lǐng)域。我們這里就以某一線品牌的高效單晶組件為例，截選其電氣參數(shù)如下圖：

電性能參數(shù)

STC指“標(biāo)準(zhǔn)測試條件”下的參數(shù)，輻照度為1000W/m2，電池溫度25℃，光譜AM1.5

NOTC指“電池片標(biāo)稱工作溫度條件”下的參數(shù)，輻照度800W/m2，環(huán)境溫度20℃，光譜AM1.5,風(fēng)速1m/s.

在實際應(yīng)用中，通常都參考STC(標(biāo)準(zhǔn)測試條件)參數(shù)。

1.最大功率

我們常說300Wp光伏組件。下表的“p”為peak的縮寫，代表其峰值功率為300W。

2.開路電壓Voc

開路電壓是指電池片沒有接負(fù)載時的端電壓，該值乘以逆變器一路輸入組件的數(shù)量應(yīng)小于逆變器最大直流輸入電壓。

3.短路電流Isc

短路電流是電池片短路時的輸出電流。

4.峰值功率電壓Vmp

又被稱為最大功率點工作電壓，代表組件最大功率時的工作電壓。

5.峰值功率電流Imp

又被稱為最大功率點工作電流，代表組件最大功率時的工作電流。

6.組件效率

理論上，尺寸、標(biāo)稱功率相同的組件，效率肯定是相同的。光伏組件是由電池片組成，一塊光伏組件通常由60片(6×10)或72片(6×10)電池片組成，面積分別為1.635m²(0.991m×1.65m)和1.94m²(0.992m×1.956m)。輻照度為1000W/m²時，1.635m²組件上接收的功率為1635W，當(dāng)輸出為300W時，效率為18.3%，輸出為305W時，效率為18.7%。

溫度系數(shù)

溫度系數(shù)分電壓溫度系數(shù)，電流溫度系數(shù)和功率溫度系數(shù)。通常組件溫度降低時，電池片的輸出電流會隨之降低，而電壓隨之升高，因而，在進(jìn)行串并聯(lián)方案設(shè)計時，要用開路電壓、工作電壓、溫度系數(shù)、當(dāng)?shù)貢冮g極端低溫進(jìn)行最大開路電壓和MPPT電壓范圍的計算，防止組串電壓超出逆變器的標(biāo)稱范圍。

工作參數(shù)

1.工作溫度

組件的工作溫度，通常指組件可以工作的外部環(huán)境溫度范圍，一般光伏組件的工作溫度是可以滿足環(huán)境溫度的。

2.功率公差

0~+5W代表是正公差。如300W的組件，功率范圍在300W到305W之間為合格品

3.最大系統(tǒng)電壓

系統(tǒng)電壓是指若干太陽能板組成一個太陽能發(fā)電系統(tǒng)，這個發(fā)電系統(tǒng)的最大直流電壓;最大可以是1000V.(假設(shè)光伏組件開路電壓Voc的電壓溫度系數(shù)為-0.32%，STC下的Voc=44.7V，在極端工作低溫-40℃下的Voc=44.7*(1+0.32%*(25+40))=54V，一般要求每個組串中設(shè)計串聯(lián)組件數(shù)≤1000/54=18)。目前流行太陽能板的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)電壓是600V(美國標(biāo)準(zhǔn))和1000V(歐洲標(biāo)準(zhǔn))

三、光伏逆變器和組件的配比

通過前面對逆變器和組件的參數(shù)的介紹，我們可以知道，在對組件和逆變器進(jìn)行配比時，需要從功率，開路電壓，最佳工作點電壓等方面綜合考慮，以盡可能提升系統(tǒng)效率?？紤]到現(xiàn)場實際情況，需要特別注意以下幾點：

1.考慮溫度系數(shù)的組串開路電壓必須小于逆變器最大輸入電壓；

2.考慮溫度系數(shù)的組串MPPT電壓要在逆變器MPPT跟蹤范圍之內(nèi)；

3.三相機(jī)的最佳工作電壓在620V左右，單相機(jī)的最佳工作電壓為360V左右，此時逆變器的轉(zhuǎn)化效率最高。所以在組串配置時建議每串組件的MPPT電壓盡量接近620V/360V，組串MPPT電壓和逆變器最佳工作電壓的差距越大（不管是偏低還是偏高），效率就會越低，

4.單路MPPT下接的每串組件，要保證接入的組件數(shù)量一致。

這里，我們不妨以納通逆變器參與的幾個現(xiàn)場實際應(yīng)用為例，來說明組件和逆變器的配置方法。

實例1：







下面，我們來看下“組件+逆變器配置”的兩種配置方案。

配置方案1：

MPPT1:15塊一串接入

MPPT2：15塊一串接入

常溫下每串組件的開路電壓=15X38.1=571.5V，小于逆變器的最大輸入電壓600V；

常溫下每串組件MPPT電壓=15X31.3=466.5V,在逆變器的MPPT電壓范圍100-550V以內(nèi)。

這樣的方案看似可行，但如果我們考慮組件的溫度系數(shù)：

極端低溫（-19度）下每串組件的開路電壓=15X38.1X(1+0.32%X(25+19))=651.9V，超過了逆變器最大輸入電壓600V.

經(jīng)過計算，當(dāng)氣溫在低于10度的時候，每串的開路電壓就會超過600V.所以此方案不可行。

配置方案2：

MPPT1:10塊一串，2串接入

MPPT2:10塊一串，1串接入

常溫下每串組件的開路電壓=10x38.1=381V，小于逆變器的最大輸入電壓600V；

常溫下每串組件MPPT電壓=10x31.1=311V,在逆變器的MPPT電壓范圍100-550V以內(nèi)；

極端低溫（-19度）下每串組件的開路電壓=10x38.3X(1+0.34%X(25+19))=440.2V,小于逆變器的最大輸入電壓600V;

極端低溫（-19度）下每串組件的MPPT電壓=10x31.1X(1+0.32%X(25+19))=354.8V,在逆變器的MPPT電壓范圍100-550V以內(nèi),且接近逆變器最佳工作電壓360V，效率較高。

對比方案1與方案2，我們不難發(fā)現(xiàn)：雖然方案1通過減少一路組件串接，節(jié)省了一定的施工工作量，但開路電壓較高所帶來的故障隱患將進(jìn)一步增加，特別是在一些寒冷地區(qū)更是如此；而方案2，則不僅保證了電壓的安全性，同時也使最佳工作點電壓落在了滿載MPPT電壓范圍內(nèi)，盡可能地提高了逆變器的轉(zhuǎn)換效率。

實例2





配置方案1：

MPPT1:14塊一串，2串接入;

MPPT1:14塊一串，2串接入.

常溫下每串組件的開路電壓=14X39.85=557.9V，小于逆變器的最大輸入電壓1000V；

常溫下每串組件MPPT電壓=14X32.26=469.5V,在逆變器的MPPT電壓范圍250-950V以內(nèi)。

極端低溫（-21度）下每串組件的開路電壓=14X39.85X(1+0.30%X(25+21))=634.89V,小于逆變器的最大輸入電壓1000V,

極端低溫（-21度）下每串組件的MPPT電壓=14X32.26X(1+0.30%X(25+21))=440.2V=513.97V,在逆變器的MPPT電壓范圍250-950V以內(nèi)。

按此方案配置，組件的開路電壓和MPPT電壓都在可接受的范圍內(nèi)。但是,MPPT電壓偏低，遠(yuǎn)低于逆變器的最佳工作電壓620V,逆變器的效率會降低。所以此方案不可行。

配置方案2：

MPPT1:18塊一串，2串接入;

MPPT2:20塊一串，1串接入.

常溫下MPPT1下每串組件的開路電壓=18X39.85=717.3V，小于逆變器的最大輸入電壓1000V；

常溫下MPPT2下每串組件的開路電壓=20x39.85=797V，小于逆變器的最大輸入電壓1000V；

常溫下MPPT1下每串組件MPPT電壓=18X32.26=580.68V,在逆變器的MPPT電壓范圍250-950V以內(nèi)，且接近逆變器最佳工作電壓620V，效率較高。

常溫下MPPT2下每串組件MPPT電壓=20x32.26=645.20V,在逆變器的MPPT電壓范圍250-950V以內(nèi)，且接近逆變器最佳工作電壓620V，效率較高。

套用實例1中的計算公式，可以計算出在極端低溫-21度時,組串的開路電壓和MPPT電壓也在范圍之內(nèi)。此方案可行。

對比方案1與方案2，我們可以看出，雖然兩種接法都可以讓逆變器工作在MPPT電壓范圍內(nèi)，但方案2的工作電壓更接近逆變器的最佳工作電壓，效率最高，且方案減少了一路組串連接，節(jié)約了成本。

實例3

該用戶有一批300W單晶的組件，想配置一個33KW左右的系統(tǒng)，給客戶選用了納通NAC33K-DT三相逆變器，關(guān)鍵參數(shù)如下：





極端低溫情況下單塊組件開路電壓Voc=40.1*(1+0.286%*(25+9.2))=44.02

極端低溫情況下單塊組件MPPT電壓Vmp=32.8*(1+0.286%*(25+9.2)=36.01V

根據(jù)上面提到的前三點注意事項，可以算出，最佳組件的串聯(lián)個數(shù)應(yīng)為18-22塊。

根據(jù)單路MPPT下接的每串組件，要保證接入的組件數(shù)量一致的原則，可以得出下面四種

可行的配置方案：

通過以上的實際案例給大家介紹了組件和逆變器的配置方法，在實際應(yīng)用中，還應(yīng)該綜合考慮現(xiàn)場施工及組件和逆變器性能參數(shù)（比如，當(dāng)逆變器PV輸入有且只有兩路時，需考慮以功率段較低的組件產(chǎn)品匹配逆變器參數(shù)）來做靈活調(diào)整。只有這樣，我們的配置方案，才會是安全與高效的。

結(jié)論

本文詳細(xì)介紹了逆變器和組件的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，并通過實例介紹了組件和逆變器的匹配的幾大要點，希望能給大家?guī)韼椭?br />
原標(biāo)題：光伏逆變器、組件參數(shù)解讀與配比要點分析