2016年10月31日-11月1日，由北極星太陽能光伏網(wǎng)主辦的“第二屆光伏電站質(zhì)量·設(shè)備選型高峰論壇暨2016金融機(jī)構(gòu)光伏電站投資風(fēng)控研討會(huì)”在北京艾維克酒店舉辦。來自國(guó)內(nèi)各大電站投資單位、電力設(shè)計(jì)研究院、大型金融機(jī)構(gòu)、光伏發(fā)電設(shè)備企業(yè)等近300人參與此次盛會(huì)，共同探討光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)如何走上質(zhì)量之路、效率之路。

會(huì)上，杭州禾邁電力電子技術(shù)有限公司總經(jīng)理?xiàng)畈òl(fā)表了主題為《從逆變器角度看光伏發(fā)電系統(tǒng)的高效和安全》的演講。

杭州禾邁電力電子技術(shù)有限公司總經(jīng)理 楊波

主要內(nèi)容如下：

禾邁在美麗的杭州，是一家為光伏電站和戶用光伏系統(tǒng)戶外系統(tǒng)提供逆變器等專業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)的電力電子公司。雖然公司還比較年輕，但是涉及的技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)很多，在新能源領(lǐng)域，除了太陽能，還有儲(chǔ)能技術(shù)、電動(dòng)汽車充電技術(shù)的直流充電等。

禾邁的創(chuàng)立其實(shí)很簡(jiǎn)單，是一家由浙江大學(xué)和杭開集團(tuán)共同合作的高新技術(shù)企業(yè)。浙江大學(xué)是一座擁有百年歷史的高等學(xué)府，杭開集團(tuán)則擁有雄厚的產(chǎn)業(yè)資源，禾邁創(chuàng)立之前就已經(jīng)開展了全方位的產(chǎn)學(xué)研合作。2008年在浙江大學(xué)電力電子國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，產(chǎn)品開始研發(fā)，2012年，在“浙江大學(xué)-杭開集團(tuán)新能源研發(fā)中心”基礎(chǔ)上，成立了禾邁電力電子這家公司，走到現(xiàn)在，剛好4年的時(shí)間。

我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)主要來自浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院的電力電子國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，包括博士后3人，博士10人，碩士25人。禾邁團(tuán)隊(duì)起步于學(xué)校，比較注重學(xué)術(shù)論文的發(fā)表創(chuàng)新技術(shù)的研究，已經(jīng)擁有了很多國(guó)家專利和軟件著作權(quán)，值得一提的是，2016年我和浙江大學(xué)為主體，我們一起獲得了國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。

今天的演講主題和光伏逆變器產(chǎn)品有關(guān)，但同時(shí)也和大家分享一些我們的創(chuàng)新技術(shù)和理念。

眾所周知逆變器在光伏系統(tǒng)中的作用，所有太陽能的功率都要全額通過逆變器，所以逆變器是光伏系統(tǒng)里面除了組件以外最為重要的核心。我們很關(guān)注逆變器的轉(zhuǎn)換效率，但是我們又在思考，影響電力電子的變流器的因素有很多，研究關(guān)鍵的并不只是它的效率的提升，更重要的是要明白弄清我們的電源能量源來自于哪里，有什么特性，太陽能組件的特性跟普通電池的特性不一樣，必須明白它的特性，才能研究開發(fā)出一個(gè)與之適配的變流器。

反觀之過來，光伏系統(tǒng)的需求就對(duì)逆變器提出了很多特殊要求。有件事情我印象很深，我在廣州的時(shí)候，跟正泰電源接觸比較多，他們常光伏行業(yè)的前輩曾和我說:汽車有3萬的，有30萬的，有300萬的，都是出行用的，價(jià)格的不同那是因?yàn)槠囉幸鐑r(jià)，但是光伏沒有溢價(jià)，每度電的收益是一樣的。讓我們的收益變多，必須從幾個(gè)方面來提出要求，比如說單位時(shí)間的發(fā)電量變高發(fā)電效率更高，發(fā)點(diǎn)時(shí)間更長(zhǎng)，系統(tǒng)收入成本和維護(hù)費(fèi)用降低，總收入必然增多。因此必須要實(shí)現(xiàn)高效的能量轉(zhuǎn)換，可靠的運(yùn)營(yíng)機(jī)制以及功率的匹配，以及更低的維護(hù)成本投入，這些也都是大家所關(guān)注的。這三件事情從我們電力電子角度總結(jié)，其實(shí)分成四大塊。

因此，除了電力電子要把轉(zhuǎn)換效率做到最高以外，在太陽能行業(yè)光伏逆變器還有三件要緊的事情需要解決，很多標(biāo)準(zhǔn)，很多企業(yè)都做了這些技術(shù)方面的要求。

回顧一下從我們公司產(chǎn)品的研發(fā)歷程講起。

首先，我們給中大型電站提供了模塊化逆變器的解決方案的模塊化逆變器，從整體機(jī)柜結(jié)構(gòu)來看它就是一個(gè)集中式的逆變器，從內(nèi)部電氣結(jié)構(gòu)來看是把集中式逆變器分成了很多的幾個(gè)模塊，以實(shí)現(xiàn)組串式的功能。模塊并采用了國(guó)際上最先進(jìn)的T型三電平變換，效率可做到99%。市面很多組串式逆變器效率都可以做到99%，未來禾邁即使做到了99.9%，由于不可能超過100%，進(jìn)步空間是非常小的，但即使變換的效率盡量提高，但到底是不是滿足了系統(tǒng)高效的要求？

第二個(gè)，我們?cè)诮o戶用系統(tǒng)上提供了第二個(gè)微型逆變器的解決方案，就是微型逆變器，在每個(gè)組件后面都加一個(gè)逆變器，這是另外一個(gè)解決方案。同樣我們禾邁現(xiàn)在微型逆變器做到了全球最高的效率，轉(zhuǎn)化效率有96.7%，靜態(tài)MPPT效率達(dá)到99.8%，CEC效率達(dá)到96.5%，但是是否就帶來了實(shí)質(zhì)發(fā)電量的增加？我們認(rèn)為完全不是不一定。

我現(xiàn)在要講就是從光伏系統(tǒng)的高效來看，轉(zhuǎn)換效率、MPPT效率只是對(duì)于光伏系統(tǒng)逆變器最表面的要求，實(shí)際要提高的是光伏發(fā)電系統(tǒng)效率，應(yīng)該包括更多方面，比如說高效的組件，更合理的配置方式等。單從逆變器的角度來看怎么提高的系統(tǒng)效率呢？除了前面提到共同關(guān)注的指標(biāo)，轉(zhuǎn)換效率99%，MPPT效率99.9%，其他可能更大的制約因素是哪些方面呢？比如怎么讓發(fā)電的時(shí)間更長(zhǎng)。太陽能是隨季節(jié)和時(shí)間波動(dòng)的，發(fā)電量差異每天、每周、每季的差異都很大。傳統(tǒng)的電池產(chǎn)品電力電子逆變器是針對(duì)傳統(tǒng)的電源輸入，輸出按額定功率和額定效率設(shè)計(jì)。但光伏系統(tǒng)的功率輸入變化就很大了，那對(duì)應(yīng)逆變器該如何設(shè)計(jì)？另一方面，怎么讓系統(tǒng)可靠性更高，維修時(shí)間更短?一個(gè)5000千瓦的逆變器停工一天損失是幾千塊錢，組串式逆變器更好的方式是MPPT，戶用系統(tǒng)的效率也很要緊，現(xiàn)在很多廠家都宣稱電費(fèi)不用了，每年還有收益，怎么做到的。這就些都是我想和大家分享的禾邁產(chǎn)品和貫穿的理念。

因此，除了高轉(zhuǎn)換效率以外要實(shí)現(xiàn)多MPPT技術(shù)、模塊化功率冗余技術(shù)、輕載高效技術(shù)等，我們認(rèn)為這個(gè)基礎(chǔ)就是模塊化技術(shù)。模塊化技術(shù)，之前艾默生做的最好，在此基礎(chǔ)上，我們做的更進(jìn)一步該做是什么呢？

第一個(gè)就是靈活可變的MPPT配置技術(shù)，目前據(jù)我了解只有禾邁推出了這樣的技術(shù)，現(xiàn)在我們都知道集中式逆變器現(xiàn)在可以做到125乘4一般一個(gè)MPPT，最多達(dá)到4個(gè)MPPT，組串式逆變器每個(gè)組串可以有一個(gè)MPPT，但它們的MPPT數(shù)量都是固定不可配置的，但是而對(duì)于模塊化來說，每個(gè)模塊組合就都可以實(shí)現(xiàn)靈活的MPPT配置了。在浙江，山地光伏應(yīng)用很多，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)應(yīng)用需求，集中式逆變器解決不了山地光伏多MPPT的需求的問題，組串逆變器又貴，但禾邁模塊化逆變器可以很好解決這個(gè)問題?，F(xiàn)在一個(gè)500千瓦的逆變器，里面有63千瓦乘8個(gè)的模塊，每個(gè)任意模塊都可以任意組合，比如說一個(gè)500千瓦的機(jī)器，可以150千瓦一個(gè)MPPT，可以100千瓦、200千瓦任意組合，125乘4也可以一百、兩百任意組合，這就是模塊化帶來的靈活配置，這樣的靈活配置就可以根據(jù)山地實(shí)際情況而相應(yīng)匹配。選址難，土地少條件差，可以通過模塊化逆變器可變MPPT配置來解決，集中式的監(jiān)控和運(yùn)維成本，但是解決了集中式和組串式都無法解決的問題，這是我們第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

第二個(gè)怎么增強(qiáng)增加它的發(fā)電時(shí)間呢？在輕載的時(shí)候，系統(tǒng)組件雖然是有效的，但發(fā)電量極低，如何解決逆變器不一定能啟動(dòng)發(fā)電，怎么辦?由于模塊可以隨意的智能加載和卸載，基本逆變器可一直保持在最高效率工作，設(shè)定滿載時(shí)可以把效率做到最高，這就是禾邁產(chǎn)品加權(quán)平均效率可以做到很高的原因。這樣有好處，第一發(fā)電量增加了，第二發(fā)電時(shí)間延長(zhǎng)了。早上和傍晚太陽能組件的輸出功率比較小，我們只用50千瓦模塊來發(fā)電，啟動(dòng)功率就變得非常小，可以有效的延長(zhǎng)發(fā)電時(shí)間。

第三個(gè)，在太陽能系統(tǒng)里面，太陽能電站的停機(jī)維護(hù)和停機(jī)檢修時(shí)間非常重要，這個(gè)事情上我一直認(rèn)為UPS的概念可以延續(xù)，這也是艾默生當(dāng)年做模塊化光伏逆變器的理念，任何一個(gè)模塊出現(xiàn)了故障，通常情況下一定要停機(jī)維修，組串式可以不停機(jī)維修其他模塊獨(dú)立工作，不用停機(jī)維修，理論上可以，稱為永不停機(jī)的逆變器。

禾邁另外一個(gè)是人性化的設(shè)計(jì)，禾邁永不停機(jī)這個(gè)人性化的設(shè)計(jì)，是在實(shí)踐中收受到的啟發(fā)。系統(tǒng)維護(hù)、運(yùn)維兩者都很重要，5分鐘修好還是5天修好，意味著幾千甚至上萬塊錢的損失，禾邁模塊化逆變器模塊的替換，一個(gè)人即可完成操作，非常簡(jiǎn)單，大大降低了運(yùn)維時(shí)間，可以讓發(fā)電時(shí)間有效增加。

最后總結(jié)一下，無論是集中式逆變器、組串式逆變器、模塊化逆變器都有自己的應(yīng)用場(chǎng)合。禾邁模塊化逆變器它在故障情況下的發(fā)電損失會(huì)降低到最小，即之加上之前所提的兩個(gè)靈活的配置，特別適合山地光伏等MPPT要求高的場(chǎng)合，這也是從業(yè)主的角度來考慮的?，F(xiàn)在有很多山地光伏，分布式的大型電站，有50千瓦甚至100千瓦的特殊需求，順便提一下，目前分布式電站，功率大小比較分散，對(duì)我們來說50千瓦的模塊可以隨意配置,從50kW到1000kW都可匹配，這樣可以給業(yè)主除了組串式逆變器以外增加一個(gè)選擇，并且降低很多逆變器的成本，整體來講我們的的逆變器成本會(huì)降低很多。

以上是我從各個(gè)技術(shù)方面來分析，或者說把我們的技術(shù)理念放在融入我們產(chǎn)品中做出來的模塊化逆變器的一些簡(jiǎn)單的介紹。

回歸到再來講我們的第二個(gè)產(chǎn)品，也是想把這個(gè)理念拓展，即為什么做微逆。微型逆變器做的最好的公司是美國(guó)的一家公司，它在美國(guó)的出貨量一年是500臺(tái)400萬臺(tái)左右，在美國(guó)已經(jīng)有60%超過一半戶用光伏系統(tǒng)用微型逆變器而不是組串式逆變器。4年前我們開始研發(fā)微型逆變器，現(xiàn)在我們?cè)趪?guó)內(nèi)國(guó)外占據(jù)了較大的市場(chǎng)份額。

戶外家庭系統(tǒng)，通過逆變器建立兩種方案，一個(gè)是組串式的方案，一個(gè)是微型逆變器的方案接入家庭電網(wǎng)。

模塊化逆變器和微型逆變器是一個(gè)理念，微逆針對(duì)每塊組件提供一個(gè)MPPT，從技術(shù)上來講有了多個(gè)MPPT對(duì)于每塊組件來講可以最高效的提供發(fā)電效益給大家。給用戶

美國(guó)雜志NERL上發(fā)表的一篇論文，大概在兩年多以前，在美國(guó)很多大量地區(qū)做了很多實(shí)踐和理論的工作，得出一個(gè)結(jié)論，就是在輕度陰影、中度陰影和重度陰影，微逆系統(tǒng)較比組串式系統(tǒng)發(fā)電效率提升5%到15%。，順便提一下，組件特性的不同也可以等效視為有陰影發(fā)生，即我們通常說的光伏發(fā)電短板效應(yīng)，專業(yè)術(shù)語叫功率失配。

微逆可以允許不同組件在系統(tǒng)中混用，在國(guó)外采用微逆的系統(tǒng)可以有很多增加的隨意增加光伏組件，對(duì)同樣廠家每個(gè)快組件的性能質(zhì)量電氣特性沒有任何要求，允許混用不同廠家組件，因?yàn)槭敲繅K組件發(fā)揮作用獨(dú)立在逆變工作，可以隨意的DIY接入進(jìn)去，可以隨意增加系統(tǒng)功率。

另外一個(gè)是系統(tǒng)安全，這個(gè)可能會(huì)涉及到引起組串式逆變器廠家的要求反感，所以這一段我們只談技術(shù)，現(xiàn)在基本上戶外用系統(tǒng)80%火災(zāi)都是由于光伏組件串聯(lián)的直流高壓引起的，微型逆變器它的主流輸入電壓只有40伏以內(nèi)左右，所以完全是安全的，它一方面很難發(fā)生引起電弧也很難導(dǎo)致起火，現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)做的扶貧屋頂項(xiàng)目據(jù)說已經(jīng)有很多事故發(fā)生，主要是高壓直流引起的觸電和火災(zāi)。當(dāng)然，采用組串式逆變器如果安裝規(guī)范、配件質(zhì)量有保障、安裝質(zhì)檢到位，這些隱患也可以有效降低。

所以微型逆變器有很多優(yōu)點(diǎn)，微型逆變器什么時(shí)候能徹底取代組串式，我說現(xiàn)在還不行，微型逆變器現(xiàn)在還是相對(duì)高端，它有一個(gè)壞處不利就是價(jià)格相對(duì)比較高。但是從性價(jià)比的角度來說，我來北京之前，剛剛被我導(dǎo)師批評(píng)了，我在浙大的導(dǎo)師是我們中國(guó)第一位院士，我做這件事情他非常支持，他說微型逆變器作為一個(gè)電力電子轉(zhuǎn)換器質(zhì)保15年，我非?？春脟?guó)內(nèi)的戶用實(shí)驗(yàn)，他找我去約談，跟我講，他說他認(rèn)為一個(gè)電力電子產(chǎn)品從技術(shù)的角度來講，從壽命的角度來講應(yīng)該有3到5年的壽命，他說你不要壞了我的名聲，你這15年能不能保，我說我15年之內(nèi)免費(fèi)更換，你公正來說，其實(shí)性價(jià)比是超過組串式的。后來他被我說服了。

第一，太陽能系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，因?yàn)槲覀冮L(zhǎng)期的電子電離電平器是長(zhǎng)時(shí)間滿額工作的，這個(gè)會(huì)影響它的壽命，而太陽能是早上、中午、晚上，他其實(shí)不是全額工作的，這個(gè)會(huì)降低它的要求，會(huì)延長(zhǎng)它的壽命，這是太陽能系統(tǒng)本身的特點(diǎn)。

第二，其實(shí)現(xiàn)在器件技術(shù)以及我們對(duì)微型逆變器的一些掌控，可以把微型逆變器做到25年壽命，所以我們有信心去保這15年。

一方面是講這個(gè)故事跟大家聽，另外一方面是我想告訴大家，如果真正想持有一個(gè)好的戶用電站，甚至給老百姓安裝一個(gè)好的戶用電站，我覺得微型逆變器是一個(gè)非常好的選擇，我有15年的質(zhì)保。，相對(duì)來說價(jià)格就比組串式價(jià)格的便宜了。

另外，微逆給后期運(yùn)維帶來的方便也很重要。當(dāng)然，在運(yùn)維方面我覺得對(duì)系統(tǒng)商來說也很重要，我可以開放給安裝商每個(gè)組件包括運(yùn)維商，禾邁微逆系統(tǒng)可以上網(wǎng)看到每塊組件的發(fā)電情況，可以有效的規(guī)避組串式只能看到一串的情況，。戶用是千家萬戶的，怎么上門維修，發(fā)電量少了你不知道哪一塊組件壞掉了，怎么修？而我們知道，但我們的微逆系統(tǒng)可以清楚地看到，這樣可以給運(yùn)維用戶降低很多成本。

最后，總結(jié)一下，第一個(gè)是我們現(xiàn)在全新推出的模塊化逆變器，我們改變了很多艾默生留下提高了模塊化逆變器的穩(wěn)定性和可靠性的問題，還推出了全新的提供了靈活配置的多MPPT結(jié)構(gòu)。

第二個(gè)，我們想為戶外客戶提供多一種選擇智能微型逆變器，是我們給家庭戶用光伏電站提供的另一種選擇就是我們的微型逆變器。我們的。禾邁微逆全球最高效率96.7%，最高防護(hù)等級(jí)IP67，國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)免費(fèi)質(zhì)保15年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占占有率第一。

第三個(gè)，利用技術(shù)創(chuàng)新，為客戶提供更多的選擇。我希望我們禾邁的技術(shù)創(chuàng)新給客戶提供更多的多一種選擇，。技術(shù)方面講完了，跟大家簡(jiǎn)單分享一下我們的典型案例。這是我們浙江的30MW山地電站，就應(yīng)用了大量的智能微型逆變器，它全部采用禾邁模塊化的設(shè)備逆變器，這里運(yùn)用到我們的多MPPT技術(shù)，因?yàn)樗胁煌钠露?，用到了很多的技術(shù)。這個(gè)電站現(xiàn)在發(fā)電狀況非常好，歡迎大家看一看。

前期更多的我們其實(shí)是針對(duì)了更多的中大型的屋頂，因?yàn)槲蓓攲?duì)于MPPT的技術(shù)要求多高一點(diǎn)，因?yàn)榍捌诘牡孛骐娬局饕诒容^平的地方，現(xiàn)在山地電站多了很多，我們現(xiàn)在也蠻好。

我們做的最多的還是10兆瓦以內(nèi)的屋頂，地面也做了幾十兆瓦等級(jí)的。這是我們?cè)谡憬锨舻募彝ス夥到y(tǒng)，全部采用其實(shí)微逆變器，布置非常方便，不需要任何培訓(xùn)，跟組件一樣方便安裝，現(xiàn)在老百姓反饋非常好，也請(qǐng)大家可以去看一看。，而且是DIY模塊化的，謝謝大家！

今天就講到這里，謝謝大家!