技术科普 | 什么是集中式光伏逆变器？应用场景有哪些？ - 技术

技术科普 | 什么是集中式光伏逆变器？应用场景有哪些？

能课堂、中国光伏行业协会CPIA等 2024-10-12

光伏逆变器是将太阳能光伏组件产生的可变直流电压，转换为市电频率的交流电，可以接入到公用电网输电系统，或者供离网的电网使用，是光伏系统必不可少的一部分。被称为光伏发电系统的“大脑”或“心脏”。

01 什么是逆变器？

逆变器又称电源调整器、功率调节器，通常，物理上把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。

用于光伏发电系统的逆变器，一般统称为“光伏逆变器”。

光伏逆变器主要由逻辑控制电路，滤波电路与以及逆变电路组成，其中逆变电路是逆变器核心。

光伏逆变器按技术路线分为：集中式逆变器、组串式逆变器、集散式逆变器和微型逆变器。

02 什么是集中式光伏逆变器？

集中式光伏逆变器是先汇流、再逆变，它先将多路并行的组串汇流到直流输入端，进行最大功率峰值跟踪后，再集中转换为交流电，通常单体容量都在500兆瓦以上。

集中式光伏逆变器系统集成度高，功率密度大，功率从最初的500千瓦逐步提升至630千瓦、1.25兆瓦、2.5兆瓦、3.125兆瓦、3.3兆瓦、4.4兆瓦等。

特变电工TC3125KFT

图片来源：特变电工新能源

集中式光伏逆变器主要应用光照均匀的集中型地面大型光伏电站，如山地、荒漠、水面等场景。

03 集中式光伏逆变器与其他类型光伏逆变器对比

逆变器作为光伏发电系统的核心设备，其作用是将光伏组件产生的可变直流电压转换为市电频率交流电，是光伏阵列系统中重要的系统平衡之一。目前，市面上常见的逆变器主要为集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器。

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图片来源：阳光电源

04 集中式光伏逆变器的行业格局

根据各大央国企招标平台等公开数据整理统计，2024年上半年，光伏逆变器招投标项目中，定标项目数量高达313个，合计容量130.09GW。

集中式逆变器方面，2024年上半年，有25.64GW光伏逆变器招标项目定标，18家逆变器企业中标。由于集中式逆变器采购项目多出自央国企的集采项目，因此许多项目未能确定中标企业的中标份额。

在明确中标规模的8.94GW项目中，特变电工、上能电气、阳光电源、株洲变流以及科士达排名前五位，中标容量均超1GW。

05 集中式光伏逆变器部分企业

阳光电源

阳光电源股份有限公司是一家专注于太阳能、风能、储能、氢能、电动汽车等新能源电源设备的研发、生产、销售和服务的国家重点高新技术企业。主要产品有光伏逆变器、风电变流器、储能系统、水面光伏系统、新能源汽车驱动系统、充电设备、可再生能源制氢系统、智慧能源运维服务等，并致力于提供全球一流的清洁能源全生命周期解决方案。

公司核心产品光伏逆变器先后通过TÜV、CSA、SGS等多家国际权威认证机构的认证与测试，已批量销往全球170多个国家和地区。

科华数能

厦门科华数能科技有限公司（简称“科华数能”）立足于35年电力电子转换技术钻研和应用，在光伏、储能、微网、风电、综合能源服务等领域推出了多元化的解决方案，积累了丰富的项目经验。

在光伏领域，科华数能提供覆盖全功率段的整体解决方案，广泛应用于大型地面、复杂山地、水面、工商业及户用屋顶等多种场景。截至2021年底，科华数能全球光伏装机量已超过21GW，储能装机量超过2.6GW/3.8GWh，连续7年入选全球新能源企业500强。

禾望电气

深圳市禾望电气股份有限公司专注于新能源和电气传动产品的研发、生产、销售和服务，主要产品包括风力发电产品、光伏发电产品、储能产品、制氢电源产品、电能质量产品、电气传动产品等，拥有完整的大功率电力电子装置及监控系统的自主开发及研发实力与测试平台。公司通过技术和服务上的创新，不断为客户创造价值，现已成为国内新能源领域最具竞争力的电气企业之一。

在新能源领域，禾望产品系列覆盖国内750kW~30MW风电变流器、5kW~3.125MW光伏逆变器及1.0MW~6.25MW箱逆变一体机等主流机型。

特变电工新能源

特变电工新疆新能源股份有限公司（简称：特变电工新能源）是世界领先的绿色智慧能源服务商，创立于2000年，业务遍及全球20余个国家和地区。

公司专注于光伏、风电、电力电子、能源互联网等领域，为客户提供清洁能源项目开发、投（融）资、设计、建设、智能设备、调试、智能运维整体解决方案，在光伏、风电EPC，逆变器等领域占据全球领先地位。

株洲变流

株洲中车时代电气股份有限公司是中国中车旗下股份制企业，其前身及母公司——中车株洲电力机车研究所有限公司创立于1959年。中车时代电气扎根株洲，走好两条钢轨，走出两条钢轨，2006年12月20日在香港联合交易所有限公司成功上市。2021年9月7日，在上海证券交易所科创板成功上市。

株洲变流技术国家工程研究中心有限公司隶属株洲中车时代电气股份有限公司。公司经原国家计委批准成立，以提升我国变流技术与电传动技术的自主知识产权和核心竞争能力为使命，是中国大功率变流技术领域的国家级工程研究中心。公司作为变流技术“同心技术多元化”的战略布局，已成功孵化工业变流、工业传动、光伏发电、风电变流四大路外产业，广泛应用于轨道交通、电力、化工、有色、矿业、钢铁、港口、油田、船舶等重点行业。公司践行央企的责任与使命，倡导绿色装备世界，秉承“唯实尊重创新成事”的企业精神，力致成为国际知名、国内行业领先的工业传动产品及系统解决方案首选供应商。

上能电气

上能电气股份有限公司是一家专注于电力电子产品研发、制造与销售的国家高新技术企业，业务涵盖光伏逆变器、储能系统、电能质量治理、电站开发等多个领域，致力于以全球领先的绿色科技解决方案，持续推动世界建设更清洁、更安全、更美好的未来。

在光伏领域，上能电气提供全场景的光伏发电解决方案，产品覆盖3kW~8800kW全功率段光伏逆变器，广泛应用于大型地面、山地、水面、工商业屋顶和户用等多种场景，满足客户多样化需求。

科士达

深圳科士达科技股份有限公司成立于1993年，2010年在深圳证券交易所上市，30年来专注于UPS电源、空调与微模块、电池、光伏、储能、电动汽车充电桩产品的研发制造，是引领行业的智慧能源领域全能方案供应商。

奥太电气

山东奥太电气有限公司作为国家重点高新技术企业和面向全球的工业焊割设备制造商，专业为用户提供工业焊割设备、机器人焊割系统、自动化焊割装备、智能焊接云系统和新能源装备及其应用解决方案，服务于高铁、船舶、机械、钢构、冶金、石化等不同行业。

奥太公司自1993年起一直专注于逆变技术及焊接技术的研究与创新，拥有国家地方联合实验室、国家工程实验室、国家特色专业型工业互联网平台、自动化焊接专机及机器人实验室、物联网及云计算焊接实验室及行业内实力强的研发队伍，是中国焊接装备行业中两次获得“国家科技进步奖”、入选“国家制造业单项冠军示范企业”、入选“改革开放40周年机械工业杰出产品”的企业。

06 集中式光伏逆变器的发展趋势

中国光伏行业协会公布数据显示，2023年，光伏逆变器市场仍然以组串式逆变器和集中式逆变器为主。其中，组串式逆变器市场占比为80%，集中式逆变器市场占比为20%。受应用场景变化、技术进步等多种因素影响，未来不同类型逆变器市场占比变化的不确定性较大。

2023-2030年我国不同类型逆变器市场占比变化趋势

来源：中国光伏行业协会

逆变器额定功率是指在一定的环境温度下可长时间持续稳定输出的功率。2023年，集中式逆变器单台主流功率为3200kW/台，同时还有3300kW/台、4400kW/台等型号也在市场上销售；2023年集中式电站用组串式逆变器单台主流功率为294kW/台，预计2024年主流功率为300kW级。未来逆变器单机额定功率的提升除技术创新外，也要考虑LCOE成本最优以及与高功率组件的匹配等因素，因此市场中逆变器单机主流额定功率将由市场需求和技术发展决定。

2023-2030年我国逆变器单机主流额定功率（单位：kW/台）

来源：中国光伏行业协会

逆变器功率密度是指逆变器额定功率与逆变器设备自身的重量比值。随着电力电子器件的升级以及逆变器生产厂家在逆变器结构上的创新，逆变器的功率密度显著提升。2023年集中式逆变器功率密度为1.20kW/kg，集中式电站用组串式逆变器功率密度为2.63kW/kg。

2023-2030年我国逆变器功率密度变化趋势（单位：kW/kg）

来源：中国光伏行业协会

逆变器功率模块在地化供应率指的是应用本土产功率模块的逆变器占国内逆变器总量的比例。在近几年国际局势影响下，出于加强我国产品供应链安全的角度考虑，我国需要具备一定的功率芯片和器件的在地化生产能力。2023 年集中式逆变器在地化供应率为30%，部分头部企业的功率器件在地化率已超过50%；1500V组串式逆变器在地化供应率为20.3%，部分头部企业已超过50%；1000V组串式逆变器在地化供应率为40%，部分头部企业已超过60%。随着逆变器厂商技术进步，我国逆变器功率模块在地化供应率将得到显著提升。