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光伏逆變器雖然只占光伏電站造價(jià)的5％，但卻是整個(gè)光伏系統(tǒng)的核心。傳統(tǒng)的光伏逆變器只是簡單地將光伏直流電轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)所需的交流電，在智能電站概念提出后，逆變器的重要性越來越突出，還承載了支撐電網(wǎng)、信息交互、數(shù)據(jù)分析、電站管理、光儲(chǔ)結(jié)合等重要功能。

數(shù)據(jù)平臺(tái)

不同于光伏組件制造幾乎只看成本和效率，光伏逆變器的設(shè)計(jì)和制造更多要從整個(gè)系統(tǒng)角度考慮，除了轉(zhuǎn)換效率，還要兼顧綜合防護(hù)、穩(wěn)定運(yùn)行、安全可靠和電網(wǎng)友好性；隨著光伏電站管理越來越精細(xì)化，光伏逆變器承載著數(shù)據(jù)采集的任務(wù)；而當(dāng)新型組件出現(xiàn)和跟蹤支架推出后，逆變器還要考慮如何與這些直流側(cè)部件進(jìn)行深度結(jié)合�？梢哉f，逆變器是連接發(fā)電設(shè)備（組件）和電網(wǎng)的橋梁，也是光伏電站最重要的核心部件。

逆變器最主要的使命分兩部分：

中國主要的光伏逆變器廠商有陽光電源、華為、上能、特變電工、固德威、古瑞瓦特、錦浪、正泰電源、三晶、首航、盛能杰等企業(yè)，近年來這些企業(yè)在海外也進(jìn)行了廣泛的拓展，并在與國際巨頭的競爭中逐步占據(jù)上風(fēng)。其中陽光電源與華為連續(xù)數(shù)年占據(jù)全球光伏逆變器前二位置，固德威、古瑞瓦特、錦浪、三晶、盛能杰等一批專注生產(chǎn)中小型工商業(yè)及戶用逆變器的企業(yè)齊頭并進(jìn)，勢頭良好。

從2004年德國頒布可再生能源法至今，光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)快速發(fā)展15年時(shí)間，這期間，中國逆變器從弱到強(qiáng)，從跟跑到領(lǐng)跑，最終占據(jù)全球領(lǐng)先地位。筆者根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展脈絡(luò)，結(jié)合這些主要企業(yè)提供的大事記，梳理光伏逆變器在推動(dòng)平價(jià)上網(wǎng)方面的歷史貢獻(xiàn)，探討產(chǎn)業(yè)未來。其中，陽光電源完整參與全過程并經(jīng)歷幾乎全部重大歷史節(jié)點(diǎn)，資料最為完整，因此很多史料來自陽光電源，在此表示感謝。

逆變器中的MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤）控制器能夠?qū)崟r(shí)偵測太陽能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓電流值（VI），使系統(tǒng)以最大功率輸出。

早期的光伏企業(yè)曾經(jīng)非常重視MPPT效率，有時(shí)也將MPPT效率與轉(zhuǎn)換效率混為一談。但MPPT效率并不完全代表逆變器工作效率，最終還要看整體的轉(zhuǎn)換效率。隨著MPPT技術(shù)成熟，這一概念只作為評判逆變器性能的指標(biāo)之一，而不再過分強(qiáng)調(diào)。實(shí)際上市場最認(rèn)可的仍然還是各種加權(quán)效率，比如歐洲效率（歐洲）、CEC效率（北美）、中國效率（中國）。

在這期間，中國光伏逆變器還處于萌芽階段，即使是國內(nèi)客戶，也對國產(chǎn)逆變器持懷疑態(tài)度。

這個(gè)階段從2003年12月，陽光電源推出中國首臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的10kW光伏并網(wǎng)逆變器開始，其間經(jīng)歷了甘肅敦煌特許權(quán)招標(biāo)、金太陽工程、中國出臺(tái)上網(wǎng)電價(jià)、風(fēng)電出現(xiàn)脫網(wǎng)情況后光伏電站也要求低電壓穿越功能等標(biāo)志性事件，至魚柴實(shí)驗(yàn)結(jié)束為止。

專家組在魚卡開關(guān)站至柴達(dá)木變電站線路進(jìn)行了對中國光伏行業(yè)尤其是逆變器行業(yè)具有劃時(shí)代意義的實(shí)驗(yàn)：“魚柴短路實(shí)驗(yàn)”。

“魚柴短路試驗(yàn)”是對光伏電站進(jìn)行大擾動(dòng)試驗(yàn)，所有電站都同時(shí)進(jìn)入低電壓穿越狀態(tài)。這次測試結(jié)果有兩個(gè)重要意義：

第一、國外光伏逆變器全部脫網(wǎng)，而國內(nèi)領(lǐng)先的逆變器表現(xiàn)良好，其中以陽光電源逆變器無一脫網(wǎng)，表現(xiàn)最為優(yōu)異，這個(gè)實(shí)驗(yàn)打破了國外逆變器產(chǎn)品性能最優(yōu)的神話。

第二、確實(shí)存在很多國產(chǎn)逆變器表現(xiàn)很差，讓逆變器群雄割據(jù)、連年混戰(zhàn)的局面逐步結(jié)束，具有品牌和技術(shù)的企業(yè)開始脫穎而出。

在此期間光伏逆變器經(jīng)歷了幾個(gè)方面的提升：

電網(wǎng)友好性提升：逆變器先后經(jīng)歷了低電壓、零電壓、高電壓穿越、大面積脫網(wǎng)事故檢驗(yàn)、有功無功調(diào)度支持、諧波要求等，不斷提升逆變器技術(shù)門檻要求和實(shí)際應(yīng)用案例參考。

防護(hù)性提升：市場多為高海拔、溫差大、風(fēng)沙大等惡劣環(huán)境，對逆變器在隔熱、散熱、防塵、高溫降額等方面的要求越來越高。

整體方案及成本發(fā)展：匯流、配電、逆變、升壓、通訊等各個(gè)方面的整合和提升，以及對用戶的電站建設(shè)、維護(hù)檢測成本降低。

2013年中國光伏市場興起后，中國逆變器廠家不斷在細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域有所突破。相關(guān)企業(yè)在銷售產(chǎn)品時(shí)，也開始推薦全套的光伏電站智能化解決方案，更多地參與到不同場景下的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，這些實(shí)證的經(jīng)驗(yàn)也得以反饋給制造企業(yè)，用于開發(fā)下一代產(chǎn)品。

同時(shí)，逆變器技術(shù)呈現(xiàn)百花齊放的模式，既有傳統(tǒng)的大型集中式逆變器，組串式逆變器，又出現(xiàn)了集散式逆變器，以及直流高壓逆變器等技術(shù)。作為行業(yè)領(lǐng)頭羊，陽光電源在此時(shí)提出了“因地制宜 科學(xué)設(shè)計(jì)”的口號(hào)，率先指出在不同場景、不同氣候條件下，只有選擇不同的逆變器和解決方案，才能使系統(tǒng)收益最大化。

這個(gè)階段，中國大型地面光伏電站蓬勃發(fā)展，中國逆變器企業(yè)在積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)后推出和驗(yàn)證了很多先進(jìn)技術(shù)，中國的逆變器產(chǎn)品在這期間實(shí)現(xiàn)了彎道超車，躋身國際一線水準(zhǔn)，甚至在很多方面性能超過國際同行。

第三階段：系統(tǒng)深度優(yōu)化助力平價(jià)上網(wǎng)

第三階段與智能化發(fā)展的第二階段相互交錯(cuò)，未來也將共同發(fā)展。當(dāng)技術(shù)做到極致之后，中國光伏逆變器企業(yè)開始尋求對整個(gè)光伏系統(tǒng)進(jìn)行深度優(yōu)化。

此外，更大功率的逆變器開始廣泛應(yīng)用，同時(shí)不斷提升功率密度和系統(tǒng)效率，最直觀的例子是逆變器的“外殼”逆變柜：2011年，中國第一臺(tái)箱式逆變器在陽光電源廠房下線，替代了傳統(tǒng)的土建房。隨后通過三電平等新技術(shù)的應(yīng)用、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化、功能集成等技術(shù)，不斷投入、不斷升級(jí)，集中逆變器占地面積從最初的20平，逐步縮小至10平米、7平米、3平米，到目前的SG1250UD成為首款可直接在戶外應(yīng)用的集中型逆變器，降低了土地、建設(shè)和運(yùn)維成本，并明顯縮短施工周期。

而直流1500V電壓等級(jí)也在這期間開始應(yīng)用，2015年，陽光電源率先推出了1500V電壓等級(jí)的系統(tǒng)解決方案，這項(xiàng)技術(shù)首先被用于國外電站項(xiàng)目，憑借更低的BOS成本和更低損耗，成為光伏電站邁向平價(jià)的重要助力。隨著中國市場競價(jià)政策推出，2019年也被認(rèn)為是中國1500V電壓系統(tǒng)廣泛應(yīng)用元年。采用新的“1500V電壓系統(tǒng)＋大方陣＋高超配”技術(shù)，可以將發(fā)電曲線做得更加平滑，讓新能源變成更穩(wěn)定的能源，同時(shí)可以大幅降低光伏度電成本5％以上。

從目前光伏逆變器發(fā)展水平來看，當(dāng)前產(chǎn)品的最大效率已經(jīng)達(dá)到了99％，在提升效率和降低損耗方面，短期內(nèi)可能會(huì)接近性能的“天花板”。但這并不意味著逆變器產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨于停滯。

陽光電源是最早在業(yè)內(nèi)提出“逆變器的未來在交流側(cè)”的企業(yè)。他們認(rèn)為，光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)之后，未來面臨最大的挑戰(zhàn)是能源替代問題，屆時(shí)滲透率越來越高的新能源可能會(huì)對電網(wǎng)造成沖擊。如果這一問題沒有得到很好的解決，可能對電網(wǎng)安全造成不利影響�！皠傞_始光伏在電力系統(tǒng)中的占比很小，主要的目標(biāo)是適應(yīng)電網(wǎng)，與電網(wǎng)提出的要求相匹配。但隨著新能源比重增加，甚至在未來會(huì)成為最主力的能源，這時(shí)我們的職責(zé)就發(fā)生了變化，必須要支撐起一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)�！标柟怆娫醇夹g(shù)部門表示，除了逆變器技術(shù)繼續(xù)朝這個(gè)方向努力之外，光儲(chǔ)融合、最大化利用可再生能源是解決這個(gè)問題的必要途徑。

在逆變器發(fā)展的新階段，逆變器將作為橋梁，深度對接與控制整個(gè)光伏系統(tǒng)，在直流側(cè)與新型組件、跟蹤系統(tǒng)融合，在交流側(cè)突出電網(wǎng)友好性；和光儲(chǔ)融合，以加強(qiáng)光伏系統(tǒng)的可調(diào)度性，并且平滑光伏電站的輸出，降低對電網(wǎng)的沖擊與影響。

作者：曹宇