熊俊峰：中天昱品1500V集中式高效逆变器创新技术与应用

索比光伏网讯:2016年10月31日-11月1日，由北极星太阳能光伏网主办的“第二届光伏电站质量-设备选型高峰论坛暨2016金融机构光伏电站投资风控研讨会”在北京艾维克酒店举办。来自国内各大电站投资单位、电力设计研究院、大型金融机构、光伏发电设备企业等近300人参与此次盛会，共同探讨光伏发电产业如何走上质量之路、效率之路。

会上，中天昱品科技有限公司总工程师熊俊峰发表了主题为《中天昱品1500V集中式高效逆变器创新技术与应用》的演讲。

中天昱品科技有限公司总工程师 熊俊峰

以下为演讲内容：

各位领导、专家，下午好！今天新老朋友欢聚一堂，接下来我主要分享技术多一点，本身我也是技术出身的，首先是我们中天科技的介绍，中天科技是起步于1992年，2002年上交所上市，经过20多年三次转型，我们现在已经形成了通信、电力传输、新能源三足鼎立的产业格局，2015年的销售收入突破了260亿。随着我们三大产业不断的发展，我们公司每年都以30%左右的速度高速发展，2016年预计销售收入突破300亿，中天昱品是我们中天科技一个全资子公司，2010年成立的，注册资金是2亿。实际上从2007年开始，我们就着手微电网技术的研究，与中科院电工所、南航等科研机构建立“微电网关键技术”研究基地，组建了一支专业化的微电网技术研发团队，共同承担国家“863”重大课题---“孤岛型智能微电网关键技术研究与示范”。

我们投建了新的工业园区，整个工业园区占地92亩，整个产能将得到很大的提升。

接下来介绍一下我们主营产品光伏逆变器，包括30千瓦，50千瓦，100千瓦的组串式逆变器，整个发展的趋势是效率更大、功率更大、性能更优。

目前我们最新款500kW高效逆变器中国效率高达98.48%，集中式逆变器中中国效率最高，达到行业领跑者。

我们自主研发的智能光伏云平台，中天有500MW自持电站，对于电站施工和运维方面有些心得。中天科技自主开发“赫尼乌斯”智能光伏云平台，我们自持的所有电站都接入我们这个云平台，这个云平台具有故障报警、故障定位、故障诊断、发电量排名等大数据分析功能，另外提供手机APP方便运维人员。

接下来我重点介绍一下我们中天昱品的领跑者逆变器。首先是领跑者逆变器的背景，2015年工信部做了一个光伏制造行业规范条例，对不同类型的逆变器效率有一定要求，随后我们国家能源局等三个部委推出了光伏领跑者计划，山西大同2015年也出台了相应的招标文件，对于整个逆变器的综合效率和最高效率有一个明确的规定。所以未来的领跑者计划将是我们大型集中式逆变器的一个发展趋势。

我们中天昱品怎么样做到光伏行业的领跑者呢。我重点从技术角度跟大家进行分享，以上是中国效率的测试标准，中国效率测试实际上是北京鉴衡认证中心认证技术规范《光伏并网逆变器中国效率技术条件》，如何提高逆变器的综合效率，实际上是想办法提高转化效率和MPPT效率。

逆变器转化效率的分析方面，从上面的公式可以看出来，逆变器损耗越小，逆变器的转化效率越高，分别把我们的逆变器损耗进行一个分析，主要是电抗器损耗、IGBT损耗、风机损耗和其他损耗，IGBT损耗占到30%以上。

我们逐一进行分析，如何降低我们电抗器损耗呢，主要是包括两个方面，一方面是我们的磁损，从上面的公式可以看出来，磁损与谐波、磁通密度成正比。降低磁通密度，选择磁通密度更低的磁。降低输出电流，增大额定输出电压值。

上面这个图表可以看出来，磁损与磁通密度成正比，选用磁通密度小的磁芯材料，磁损越小。现在为了降低磁损，采用硅钢片和铁芯达到降低磁损的目的。

另外一方面怎么降低谐波呢，谐波越小，磁损也就越小。我们降低谐波想到一个办法就是采用LCL的方式。

接下来重点分析一下IGBT损耗，我们进一步进行仿真和分析，得到相应的不同的导通损耗的占比，可以看出来导通损耗比较大，导通损耗和输出电流成正比的。

因此，我们通过想办法降低导通损耗来达到降低IGBT损耗的目的。一种方法就是目前主流的，就是说1000V系统向1500V系统发展，我们知道1000V系统里面目前主要是500千瓦，我们的输出电流变化不是很大的，我们容量进行提升了2倍，但是输出的电流实际上增加不是很多，所以说整个一个1500兆的能量需要提高的，可以看出来我们1500V单机要比1500V效率有所提升的。

第二种方式就是拓扑结构的升级，从原来的两电平升级到三电平，我们也知道三电平的拓扑结构整个谐波更低，IGBT的损耗也会更小，以上是我们对于两种模块进行的有效分析。

第三种方法，对于软件算法进行优化，传统所使用的SVPWM的方法，调整之后用DPWM的方式效率提升了0.04%。

另外，降低风机损耗也是必要措施之一，我们采用业界领先的热管散热技术，它比普通的铝型材散热效果好的多。我们发现整个IGBT温升要降低20度，使转化效率得到0.01%的提升。

接着介绍一下我们采用先进的MPPT的优化方式，传统的MPPT是上面的两点法判断，通过两点的电压比较来看，但是传统的观察法面对这样的问题，在跟踪最大功率点附近的能量时造成振荡，造成能量损失，我们怎么解决这种在MPPT附近的能量损失呢，最有效的方法肯定是减小步长，但是步长减小跟踪速度就会降低。

于是就衍生了一种MPPT的优化方式，利用光照复杂的变化引起扰乱观察法引起误判，用我们的方法消除误判，MPPT的效率提升0.1%到0.2%。这使得我们逆变器最高转化效率达到99%，最终中国效率达到98.48%。

最后，简单总结一下如何来实现高效逆变器的几大类措施。

一个方面是低损耗磁芯的应用，当然成本方面也有优势，达到科学降本的目的。

第二个方面高电压大容量的电站型逆变器发展趋势。像我们电压从1000V到1500V的升级。

第三个就是多电平技术应用。从两电平到三电平的发展是一个必然趋势。

第四个方面就是低损耗IGBT器件应用。

第五个方面就是功率预测控制加入MPPT算法。

我的汇报结束，非常感谢北极星提供这样一个平台给各位光伏同仁交流合作，感谢各位同行朋友对中天科技的支持和关注！谢谢！