太陽(yáng)能光伏項目所使用的無(wú)變壓器逆變器構造
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圖1.商業(yè)安裝。a)新的雙極系統連接；b)傳統的單極系統連接
同樣的原則也適用于公用規模的安裝項目。然而，大多數公用規模的安裝項目涉及大型接地光伏數組，并配備了許多逆變器，可迅速升壓至中壓（4160至13.8千伏）。此外，傳統逆變器需要一個(gè)單獨的隔離變壓器與各個(gè)逆變器進(jìn)行配對，而這就占到不必要損耗中的多達兩個(gè)效率點(diǎn)。
在一個(gè)1兆瓦的模塊中，可將1至4個(gè)傳統逆變器安置在一個(gè)單獨的墊板上，并且每個(gè)逆變器都帶有中壓連接。中壓連接成本很高，執行這項工作的電工人員需要接受更高等級的培訓和認證。需要使用更大的設備墊板或公用機箱。如果電場(chǎng)有一個(gè)追蹤器參與運行，那么就需要單獨的變壓器為這些追蹤器供電。這樣，系統平衡設備、材料和安裝成本便會(huì )迅速增加。
傳統逆變器還通過(guò)公用線(xiàn)路自干擾（如各種 VAR 發(fā)電）來(lái)檢測孤島情況。當與許多逆變器并聯(lián)時(shí)，這種干擾就會(huì )在所有逆變器之間產(chǎn)生 VAR拍差頻率，所產(chǎn)生的假脫扣將使電場(chǎng)關(guān)閉。多個(gè)傳統逆變器及它們的大型三角電容器也會(huì )產(chǎn)生不穩定性并吸收大量諧波電流。
這些問(wèn)題都可以通過(guò)無(wú)變壓器逆變器技術(shù)來(lái)避免。無(wú)變壓器逆變器可以被并聯(lián)到一個(gè)中壓變壓器的單獨繞組上。每組逆變器僅需要一個(gè)獨立、標準的1000、1500、2000或2500 kVAR 規格的中壓變壓器。這就為站點(diǎn)配置提供了眾多可能性。由于其電流低于傳統逆變器的電流，因此安置逆變器和變壓器的方式還有更多靈活選擇。
無(wú)變壓器逆變器的尺寸約為傳統逆變器的一半，可直接轉換成更高的電壓，這就減少了所需占地面積、運輸和起重設備成本（加上遞增的設備墊板或公用機箱建造成本）以及連接繞組的大小和數量。此外，一個(gè)連接到無(wú)變壓器逆變器的標準配電板可以在無(wú)需單獨變壓器的情況下向追蹤器供電。由于變壓器減少，系統中的電抗組件隨之減少，從而實(shí)現最穩定的運行狀態(tài)。此外，每個(gè)逆變器均通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)和獨立尋址，從而消除了一切干擾問(wèn)題。
此外，完全被動(dòng)的反孤島技術(shù)(anti-islanding technique)不會(huì )干擾帶 VAR偏差的公用電壓，也不會(huì )在路線(xiàn)上設置其它瞬態(tài)，因此能夠實(shí)現高效、順暢、穩定的電源，這一起都為了相對削減安裝成本。
圖2.公用電場(chǎng)連通逆變器。a)全新雙極連接，變壓器數量減少；b)傳統單極連接，每個(gè)逆變器配備一個(gè)變壓器
在商業(yè)和公用安裝項目中發(fā)揮新的能力
電力集成商和公用電力事業(yè)機構可以通過(guò)將多個(gè)無(wú)變壓器逆變器直接整合到電網(wǎng)或中壓的方式發(fā)揮出新的能力。由此產(chǎn)生的最大發(fā)電量和高功效收益將繼續推動(dòng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電和替代性能源成為主流。同時(shí)，新型光伏系統設計實(shí)現了前所未有的靈活性和成本節省，對電力集成商和公用電力事業(yè)機構產(chǎn)生了意義深遠的廣泛影響。目前，許多機構都紛紛采用了無(wú)變壓器的逆變器技術(shù)，這種新的配置正在改變著(zhù)行業(yè)面貌。
結語(yǔ)
通過(guò)利用無(wú)變壓器的逆變器技術(shù)，電力集成商和公用電力事業(yè)機構能夠降低光伏系統的復雜性并最大限度地提高電力傳輸，無(wú)論是在商業(yè)安裝項目中直接接入電網(wǎng)，還是在公用安裝項目中接入中壓。此外，無(wú)變壓器逆變器技術(shù)可縮小光伏系統安裝規模，并降低系統平衡成本，從而扭轉了發(fā)展趨勢。新趨勢強調平準化發(fā)電成本 (LCOE)，本文討論的新一代無(wú)變壓器逆變器能夠大幅降低 LCOE，而這些只需提供直接的轉換即可實(shí)現――這是一個(gè)值得在未來(lái)探討的議題。
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