光伏并【bìng】网逆【nì】变器按照应用场合的不同通常分为户用型，商用型和电站型等几大类。其中户用型和【hé】商用型通常是用于【yú】光伏建筑BIPV, BAPV或者屋【wū】顶电站【zhàn】等光伏系【xì】统中，具【jù】有相【xiàng】近的使用场景【jǐng】和共通的技术特点，因此通常归为一类，称为户用型或组串【chuàn】型并网逆【nì】变器，以区别于大【dà】型电站【zhàn】型或【huò】者集中型逆变器。户用型光【guāng】伏【fú】并网逆变器输出的功率等级【jí】范围【wéi】通常【cháng】为1kw~30kw或者几十千【qiān】瓦以下，这【zhè】类【lèi】的【de】逆【nì】变器通【tōng】常要满【mǎn】足以下【xià】几【jǐ】个要求：
● 单相或三相低/中压并网
● 无变压器设计，大于96%的转换效率
● 壁挂式安装，IP65防护等级，满足户外使用条件
● 整机轻便，显示界面友好，造型美观等
以上这些基【jī】本【běn】要【yào】求【qiú】实际【jì】上满足了最终用户、系统集【jí】成【chéng】商、安装商等【děng】各方【fāng】面需【xū】求主体要求光【guāng】伏系统或者光【guāng】伏变器【qì】能够产生更多的电力，能够安全可靠的并【bìng】网运行【háng】，方便安【ān】装、维护、系统的监控和电费的计量【liàng】等多方面的诉求。图【tú】1为户用型系统的应用场景
在光伏市场的发展【zhǎn】中【zhōng】，最早开【kāi】始的是国外的户用【yòng】型系统【tǒng】。在欧洲，澳大利亚【yà】等光伏市场发展较早【zǎo】和较【jiào】快的国【guó】家，政府较早的出台了相应的【de】补贴政策【cè】，相关的机构出台了【le】并网技术【shù】规范【fàn】和标【biāo】准，在这些政【zhèng】策【cè】和标【biāo】准的鼓励推动【dòng】下【xià】，这些国家的户用型光伏市【shì】场【chǎng】启动和发【fā】展的很快。光伏逆【nì】变【biàn】器受到【dào】来自两方面的需【xū】求和约束，一方面是来自用【yòng】户，无论是直接用户还是间接用户【hù】对逆【nì】变器厂【chǎng】商提出的产品功能和【hé】性能【néng】的需求，另一【yī】方面【miàn】并网【wǎng】逆变器要【yào】应对入网国家的【de】相关技术标【biāo】准和规范，满足产品认证的要求【qiú】，以适应并【bìng】网区域【yù】或者国家的【de】电网要【yào】求。光伏【fú】市场在这【zhè】些国家发展的速度很【hěn】快，因此来自以【yǐ】上两个方面的要求变化也很快，推动了【le】逆变器【qì】技术、产品的创新以【yǐ】及更【gèng】新换代【dài】。本【běn】文将全【quán】面总结【jié】和分析最近【jìn】出现的针对户用型并网【wǎng】逆变器在技术、产品功能等方面出现的一些新的特点和要【yào】求
● 能够接收来自电网的指令，进行并网电气参数的调整
在【zài】2012年德国最新颁布的逆变器并【bìng】入【rù】低压电【diàn】网的《VDE-AR-N 4105》标【biāo】准中，有两个重要的技术要求，第一【yī】是明确【què】要求由电网管理【lǐ】者降低有功，其要【yào】点如下【xià】：
◆ 出于安全考虑：电网过载。
◆电网管理者能过远程降低有功功率。
◆逆变器需在技术能以小于10%Pn的步长降有功。
◆ 通常的功率降低水平是100%,，60%,，30%，0%
◆响应时间1分钟以内。
另一项是关于无功功率控制的新要求，具体要求如下：
◆ 系统最大【dà】总视在功率【lǜ】ΣSmax≤3.68KVA，不【bú】需无功可调，功率因数范【fàn】围是±0.95。
◆系【xì】统最【zuì】大总【zǒng】视在功率3.68KVA< ΣSmax ≤13.8KVA，在±0.95范围内【nèi】按电网管【guǎn】理者提供特征曲线运行。
◆ 系统最【zuì】大总【zǒng】视在功【gōng】率13.8KVA< ΣSmax ，在±0.90范围内按电网管理者提供【gòng】特【tè】征曲线运行。
以上描述的VDE4105标准【zhǔn】明确要求【qiú】对无功，有功【gōng】功率【lǜ】进行【háng】调节和控制【zhì】，同【tóng】时提出了调【diào】节的方式【shì】，这些对逆变器厂商【shāng】，系统提供商和其它的【de】配套产品提供商都【dōu】提出了新的要求，特别是逆变器。为了满足新的标准【zhǔn】，低压并【bìng】网型逆变器必须【xū】在技术上做升级【jí】，这些升级包【bāo】含几个方【fāng】面的具体【tǐ】细节，第一是在控制上【shàng】增加输出功率额度可调的功【gōng】能【néng】，第二是功【gōng】率因数cosθ能【néng】够在一定范围内可调，即增加无功可【kě】调功能【néng】，通常为了实【shí】现cosθ在【zài】±0.9范围内可调付出的【de】代价并【bìng】不【bú】大。第【dì】三【sān】为了满足【zú】逆【nì】变器能够接【jiē】受【shòu】电网指【zhǐ】令来完成以上要求的【de】参数调【diào】整【zhěng】，逆变器必须在【zài】通【tōng】信【xìn】上能够提供接受电网指令的【de】接口，通信【xìn】协议能够【gòu】兼容一些【xiē】配套的监控设备【bèi】，当然【rán】逆变器【qì】厂【chǎng】商并不一定提供此类产【chǎn】品。因此在VDE4105标准出台以【yǐ】后，立刻对国内【nèi】外的小功【gōng】率逆变器厂商制【zhì】造了一个新的技术【shù】门槛【kǎn】，不能满足新标准，意味着此类产品将不【bú】能【néng】再德国售卖，同时欧【ōu】洲的其它国【guó】家【jiā】也会参照德国的新标准制定本国的标准，在这些技术【shù】点上将出台【tái】类似的要求，很快这些标【biāo】准【zhǔn】将在整个【gè】欧【ōu】洲国家内，甚至于在全球推广【guǎng】开来。
作为【wéi】国内的逆变器厂商，其户用型产品的【de】市【shì】场一直在国外，因【yīn】此包括【kuò】VDE4105标准等【děng】新颁布的并【bìng】网技术标准对这些【xiē】企业提出了新的挑战，目前国内有些企业【yè】，包括北京昆兰在【zài】内【nèi】都已经通【tōng】过了该项【xiàng】认【rèn】证，但【dàn】也有很多的企业持【chí】观望【wàng】态度，并没有提供类似功能，或者没有做【zuò】此【cǐ】类【lèi】认证。从短期利益考虑【lǜ】，目前在【zài】欧洲的许多国家以及其【qí】他的国家并没有明确提【tí】出类似VDE4105标准的技术要求，因此抱着观望态【tài】度的这些企业在【zài】当前利益没有【yǒu】收到影【yǐng】响或者影响很小的【de】驱动下，并没有【yǒu】认真考虑这些技术要求。但是从【cóng】未来的发展趋势【shì】分析，德国【guó】作为光伏【fú】技术，标准和市场发展最为先进的【de】国家，往往起【qǐ】到风向标的【de】作用，它【tā】的政策，标准【zhǔn】的【de】影响【xiǎng】力很大，其它欧洲【zhōu】国【guó】家及欧【ōu】洲以外的国家都【dōu】有效仿和跟随的态势【shì】，一旦【dàn】该【gāi】标准大面积【jī】推广，那些不能满足该【gāi】标准【zhǔn】新要求的企【qǐ】业势【shì】必【bì】遭【zāo】受到挫折和【hé】损失【shī】。另一【yī】方面【miàn】德国出台【tái】新的标【biāo】准从技术【shù】上而【ér】言是对分【fèn】布【bù】式发电的一项约束和贡献的【de】要求，约【yuē】束体现【xiàn】在电【diàn】网【wǎng】管理【lǐ】者【zhě】会更具【jù】电网的承受能力，局部电网的【de】稳定性考虑等原【yuán】因要求分布式发电装置降低发电功【gōng】率，动态的调整输出功率，贡献体现在逆变器【qì】除了输出有功功率外，也可以向电网【wǎng】输【shū】出无功功率，并且输出的额度，输出容型【xíng】有功还是感性无功【gōng】是可以调节的，该点【diǎn】要求【qiú】完全是基于现代电力电子技术能够做到无功补偿【cháng】这一【yī】事【shì】实而提出【chū】的，在较早的【de】电力电子【zǐ】技【jì】术中，不【bú】可控【kòng】和半可控器【qì】件以及落后的【de】控制技术等方面【miàn】制约了【le】类似的【de】要【yào】求被实现出来。国内的逆变器厂商也【yě】应该充分的认识到新标【biāo】准要求后面的深刻技术背景，分【fèn】布式发电要作为电网的一【yī】个补【bǔ】充，首先【xiān】要做到【dào】安全，可靠，受控【kòng】，清【qīng】洁(电网的清洁指的是谐波【bō】含量尽【jìn】可【kě】能小)，因此接受来自电网的【de】指令，完成相【xiàng】应的参数调整是完全必要而且是【shì】必须的，微电【diàn】源的优【yōu】势之一恰恰就在于双向可控。
●多路MPPT追踪，提高系统发电效率
在光伏逆变器的【de】第【dì】一【yī】个技术竞争大潮中，追求单【dān】机【jī】转换效率【lǜ】，MPPT追踪效率成为了大家竞相比拼的技术点，拥有更【gèng】高转【zhuǎn】换【huàn】效【xiào】率的逆变器无疑能够赢得在这类竞争。当前一【yī】方【fāng】面组串【chuàn】型逆【nì】变器还在技术朝着提高单机整体效率，单路MPPT效率等【děng】方面【miàn】发展，另一方【fāng】面【miàn】的事实也【yě】必须引起我们的关注，即在【zài】电力电子器件，新型成熟的【de】拓扑结【jié】构在较长的时【shí】间内没有重【chóng】大【dà】突破【pò】的现实下，提高效率的【de】空间已经不大，国内【nèi】的【de】小功【gōng】率逆变器厂商的产品【pǐn】和国外的主流逆【nì】变【biàn】器厂【chǎng】商产品在效【xiào】率【lǜ】参数上已经看齐，在某些机型【xíng】上甚【shèn】至超【chāo】过了国外产品。但【dàn】组串型，无【wú】变压器设计的逆变器的整【zhěng】机效率已经【jīng】达到了98%以上，逆变器【qì】厂商开始了在“小【xiǎo】数点”上【shàng】的挣扎，单【dān】机效率的提升已经【jīng】到了一个饱和线，进一步提升的空【kōng】间已经【jīng】不大，但带来的代价也许很大。举例而言，多电平技术能够提【tí】升一定的系统效率，但代价是单管使用量加大，三相三【sān】电平如果采用【yòng】传【chuán】统【tǒng】的二电平全桥，使用6个IGBT，如果改到三电平拓扑，则要【yào】在逆变部分增加到12个【gè】IGBT，增加器件意味着【zhe】增加了【le】整机的成本，但能够提升的效率【lǜ】空【kōng】间【jiān】在个位数以下，这些性【xìng】能的【de】提【tí】高往往并不能【néng】被客【kè】户所【suǒ】埋单，客户更加青睐性价【jià】比综合【hé】较【jiào】优的机【jī】器选【xuǎn】择，而【ér】不【bú】会【huì】单纯【chún】的追求单机效率。
事实【shí】上【shàng】，要使太阳能逆变【biàn】器的效【xiào】率提高【gāo】 1%非常困【kùn】难，然而由【yóu】于系统设【shè】计【jì】不当，而导致【zhì】发电效果【guǒ】降低【dī】10%的情况，却并不【bú】少【shǎo】见，有些【xiē】甚至【zhì】可能导致系统无法长期正常运行。从这个事实出【chū】发【fā】，对【duì】逆变器设计提出了新的【de】要求，即满足更加【jiā】灵活的系统【tǒng】配置。在单路MPPT追【zhuī】踪【zōng】的【de】情况下，所有的PV组件串接起来，接入逆变器，如果组串中有PV组件【jiàn】失效情况【kuàng】发生，则该路的整体MPPT效率会受到【dào】影响，从而有可能使得系统的效率大大下【xià】降，无论逆【nì】变器有多高的【de】转换【huàn】效【xiào】率和【hé】追踪效率，都无法发挥作【zuò】用。为了减少这种失效带来的系统效率降低的风险【xiǎn】，户用型小功率逆变【biàn】器出现了多路独【dú】立MPPT追踪的【de】技术趋势，多路MPPT能够减【jiǎn】小单路MPPT失效带来的损失，给系统【tǒng】的配置带来了【le】更大的灵活性。图2为一种2路【lù】MPPT独立【lì】追踪的【de】三相【xiàng】三电【diàn】平并网逆变器电路拓扑【pū】图【tú】
由于采【cǎi】用了新型【xíng】的【de】拓【tuò】扑设计【jì】，提供了多【duō】路【lù】的【de】MPPT追踪通道，单通道的效率依然可以做到【dào】很高，但同时给【gěi】用户提供了更加灵活的系统配置以及降低【dī】了潜在的【de】系统【tǒng】效率损失的风险，毫【háo】无疑问多路MPPT追【zhuī】踪是受用户欢迎的一【yī】个新功能。
●多重通信解决方案，满足灵活的监控需求
户【hù】用型【xíng】逆变器【qì】安装，使用的场合较为【wéi】复杂，可以适用于【yú】住宅，仓库，公用建筑，办公楼宇，车棚【péng】等环境，这也对【duì】逆变器的监控提出了更加灵活【huó】多变的需求。以前【qián】的逆变器设计中【zhōng】，通【tōng】信多【duō】采用【yòng】有【yǒu】线，如基于RS485的通信接口，客户免不了要在安【ān】装时进行布线【xiàn】，同时客户端【duān】监控【kòng】的手段多为基于PC机的应用软件，可【kě】以实【shí】现一对多的监控。现在这一模式【shì】受【shòu】到【dào】了【le】很大的挑战，客户不在【zài】满足于有线的方式【shì】，而是更多的要求【qiú】逆变器能够提供无线的监控方案，这一【yī】变化一方【fāng】面【miàn】要求逆变【biàn】器本【běn】身能够兼【jiān】容无线通信协议和接【jiē】口，另一方面能【néng】够提供整体的监控方【fāng】案，特【tè】别是客户端的无线监控方案。对于逆变器的设【shè】计而言，突破了【le】传统【tǒng】工业系统通【tōng】信接口和系统监控方案设计的技【jì】术路线将【jiāng】对许多从传统电力行业转型过来的逆【nì】变器企业构成了挑战【zhàn】。新型的通信和监控方案更多【duō】的是【shì】基于IT通【tōng】信【xìn】领域的技术开发，和传统的电气技术开发截然不同【tóng】，并且这类产【chǎn】品和【hé】解决方【fāng】案有一【yī】定的【de】独【dú】立性，可以单独【dú】进行产【chǎn】品【pǐn】销售【shòu】。因此对于逆变【biàn】器厂商【shāng】完全可以同专门进【jìn】行监控产品开发的厂商【shāng】合作【zuò】，并提供【gòng】整体解决【jué】方【fāng】案给客户，逆变【biàn】器厂【chǎng】商只要开放其部分协议给监控厂商，这种合【hé】作【zuò】模式在目前的【de】逆变器行【háng】业【yè】中【zhōng】是较为普遍的一种【zhǒng】。
监【jiān】控产【chǎn】品【pǐn】并不只限【xiàn】于对逆变器等光伏系统【tǒng】产品的监控，前面分析提【tí】到，逆变器同样要接收来自电网的指【zhǐ】令并【bìng】完成一【yī】些电气的控制【zhì】动作，也就是说监【jiān】控系【xì】统和逆变器【qì】的通信是双【shuāng】向的，并且下【xià】行指令(监控系【xì】统到【dào】逆【nì】变器)具有一定【dìng】的实时【shí】性要求【qiú】。因此监控类【lèi】产品逐渐的具有更强的专【zhuān】业性，提供此类【lèi】产品的公司应当更加广泛【fàn】而深【shēn】入的了解新的技【jì】术标准，更加紧密的和逆变【biàn】器等下游产【chǎn】品合作【zuò】，不断完【wán】善产品和解决方案。图【tú】3为KLNE提供的户用系统监【jiān】控方【fāng】案。
●更加的注重外观、结构的设计
在最近的几场光伏展【zhǎn】会上，越来越【yuè】少【shǎo】有全新【xīn】的产品推【tuī】出来，各逆变器厂商在产【chǎn】品功能，性能等关键因素上趋于【yú】相同【tóng】，竞争的【de】差异化【huà】不在于核【hé】心技术，而是转向【xiàng】了产品外观设计、显示【shì】面板【bǎn】、机构设计等【děng】非核心技【jì】术的差异化。
户用【yòng】型逆【nì】变器的终端【duān】用户【hù】是个【gè】人【rén】，家庭，因此逆变器【qì】的外观设计向着家用【yòng】电器类的产品设【shè】计靠【kào】拢，美【měi】观，体积小【xiǎo】巧，安装方便，整【zhěng】机重【chóng】量轻巧，做【zuò】工细腻，显示面板【bǎn】图形化，直观。这些特【tè】征【zhēng】恰恰符合了人们对一个进入【rù】家庭的日【rì】用产品的【de】需【xū】求，很多情况下，家用型逆变【biàn】器是放置【zhì】在室【shì】内【nèi】使【shǐ】用的，因此产品【pǐn】本身应该满足噪音低，美【měi】观，体积小【xiǎo】，显示界面直观，美观，重量小的特点，对于逆变器厂商而言，应该充分的研究目标市场【chǎng】用户对【duì】这【zhè】类电【diàn】气产品在外观，审【shěn】美，安装【zhuāng】等方面的需求，满足客户的差异化需【xū】求【qiú】，使【shǐ】得逆变器产品除了【le】具备安【ān】全性，高效率等条件【jiàn】外【wài】，也能够符合用户对外【wài】观【guān】，界面显示，安装等方面【miàn】的【de】需求，以更好的满【mǎn】足客户【hù】需【xū】求，促进市场发展和产品更新换【huàn】代。
国内逆变器厂商在产品【pǐn】的性能方【fāng】面已【yǐ】经和国外的同【tóng】行站到了同一起跑线上，但【dàn】在【zài】产品的稳定性，特别是产品的外观设计方面还【hái】整体落后于【yú】国外产【chǎn】品，产品外观设计缺乏创意，外观较为【wéi】古板，显【xiǎn】示面【miàn】板【bǎn】简【jiǎn】单朴素，颜色材【cái】质也很单一，这样在和国外同【tóng】类产品在同【tóng】一市场竞争缺乏【fá】优【yōu】势。造成这一结【jié】果的原因【yīn】是多方面，既有主【zhǔ】观的，也有客观的【de】原因，主观的原因在【zài】于国【guó】内的逆变【biàn】器产品【pǐn】是跟在国外逆变器【qì】产品后面发【fā】展起来的，开始是在产【chǎn】品【pǐn】的【de】稳定性【xìng】，性能【néng】方面投【tóu】入了大量的【de】尽力和关注度，并没【méi】有非常【cháng】的重视非核心技术方【fāng】面的产品特征【zhēng】，另【lìng】一方面的客观原因是【shì】产品设计并不是很了解国外客户对【duì】产品外观等方面【miàn】的需【xū】求，同【tóng】时也缺乏这方面的研发人才，这并不是逆变【biàn】器产品的【de】个例，实际上国内很多产品在外观【guān】，客户体验【yàn】方面【miàn】都和国外产品有很【hěn】大差距，因此这也【yě】是【shì】造【zào】成这一结【jié】果的【de】一个【gè】原因。在当【dāng】前户用型变器产品在国际市场竞争【zhēng】日益【yì】激烈的情况下，特别是产【chǎn】品的功能【néng】，性能等方面趋同的情况下，国内【nèi】逆变【biàn】器产品应该更【gèng】加的【de】重视【shì】产品【pǐn】的外【wài】观设【shè】计【jì】，培养和引进产品外观，结构设【shè】计【jì】方面的【de】专业人【rén】才，深入研究和了【le】解国外用户的需求，借【jiè】鉴国外同行产品在这方面的经【jīng】验，大力缩小这【zhè】一差距。
以上总结了【le】户【hù】用型逆变器出现的一些【xiē】新的技术【shù】特点【diǎn】，毫【háo】无疑问，市【shì】场当前和未来不仅仅追求一【yī】个【gè】高效率的发电装置，来自【zì】各方【fāng】面的【de】技术约束【shù】条件【jiàn】和需求使得这类逆变器要更【gèng】要着重整机【jī】的外观设计，体积重量【liàng】将进一步【bù】减小，功率密度【dù】增大，具有高级显示面板和【hé】图形【xíng】化的【de】显示【shì】界面，具【jù】备进行无线通【tōng】信【xìn】的接口【kǒu】，具有多路MPPT追踪以及更宽【kuān】的MPPT电压范围【wéi】，能够接受电网侧【cè】的调节指令进行无功【gōng】，有功功率【lǜ】等【děng】实时调节，低电压穿越【yuè】的功能(德国BDEW技术标准要【yào】求)。国内的逆【nì】变【biàn】器产品【pǐn】在国外【wài】销售【shòu】具有很强的价格优势，但一位的追【zhuī】求低价并不【bú】是【shì】一【yī】个企业长远发展的策略，也不利于国内光伏逆变器企业在国【guó】外整体的竞争【zhēng】，一味的低价势必导致类似于【yú】电【diàn】池组件【jiàn】遭遇【yù】的“双【shuāng】反”惩罚，给整个行业【yè】的发展带来危机【jī】。因此国内的逆变器【qì】企业应该做好产品的细节，主【zhǔ】动【dòng】适应最【zuì】新的技术要求【qiú】和规范，在提升产品的综合竞争力上下功夫。
北【běi】京昆兰新能源技术有【yǒu】限【xiàn】公【gōng】司是一家国际化的光伏逆变器企业，掌握有光伏并【bìng】网逆变器的【de】核心技术，在【zài】户用【yòng】型并网逆变【biàn】器技术，市场方面一直处于国内的领先地位【wèi】。逆变器【qì】品【pǐn】牌KLNE Sunteams系列，Solatec系列逆变器【qì】先后荣获Photon实验室A级【jí】能效评测【cè】结果，整机性能优【yōu】异。新推出的Sunteams 10-15Kw系列中功【gōng】率逆变器已经通过了VDE4105标准【zhǔn】认证，具备多路【lù】MPPT追踪，图【tú】形【xíng】化【huà】的显【xiǎn】示界面【miàn】方便直【zhí】观客户【hù】查看关键运行数据。基【jī】于先进数字【zì】化技术平台【tái】推出的SolartecD系列户用【yòng】型逆变器具【jù】有2路独立【lì】MPPT追踪，满足VDE4105标准，图形化显示界面，支【zhī】持蓝牙【yá】通【tōng】信，提供手机监控方案和各种无【wú】线监控方案【àn】，产品的【de】外观设【shè】计【jì】新颖，美观，是昆兰基【jī】于对市场【chǎng】，技术，客户需求【qiú】良好把【bǎ】握的前提下【xià】推出的【de】重【chóng】量级产品【pǐn】。北京昆兰将继续在保证产品质量，保【bǎo】持技术先进性的【de】前【qián】提下，提供给客户【hù】优质性价比的产品，走长远，稳健【jiàn】的发展道路。
