按照我们一般的设计来说，光伏电站的PR值都是在80%以上，而光伏电站的实际效率为什么会远低于我们的设计预期，我们做了梳理，一个是光伏组件的问题，这里面包括了光伏组件自身质量的问题这是整个直流端对我们系统PR值影响最大的一块，另一个是在部件上的问题当然就是光伏逆变器，包括光伏逆变器质量、光伏逆变器效率问题，光伏逆变器质量，前天在西部某个电站又发生了爆炸的事情，实际上是过热起火，但是从侧面上反映了我们光伏逆变器现在在散热装置上依然有偏差的。所以本文主要针对我司在内蒙各地面电站中使用了两种不同形式的逆变器，通过集中式和组串式逆变器两种形式的逆变器的整体效率对对应电站系统效率PR的影响进行分析。

光伏逆变器有静态MPPT效率、动态MPPT效率、转换效率、总效率等表征指标，而在欧美相应制定了适应本地区的资源的计算公司即欧洲效率和加州效率，这两种效率评价方法均使用了效率加权，体现了当地环境资源条件的影响,下面简单介绍下逆变器的各种效率。

图一   逆变器的各种效率

1.1    转化效率

在一定的测量周期内，光伏逆变器交流侧出的电能与直流侧输入的电能的比值。

1.2    总效率

在辐照强度恒定工况下，在一定的测量周期内被测光伏逆变器交流侧输出的电能与光伏方阵穆尼其理论上最大功率点提供直流电能的比值。

1.3    中国效率^[1] China efficiency：

按照欧美国家针对太阳能资源特征的效率加权评估方案思路，根据各地太阳能资源状况和工程建设条件，我国太阳能资源区分为四类。在此四类资源区划分的基础上，在每一类地区中选取代表性区域分析不同功率区间的年累计发电量，按照欧洲效率以及加州效率取点的原则，选取相对稳定且能覆盖全功率范围的统计区间，并计算出每段功率分档上的年发电量的权重占比。

                     表一    逆变器不同地域的中国效率

中 国 效率(ηE)	逆变器负载率		5%	10%	20%	30%	50%	75%	100%
	转换效率		η1	η2	η3	η4	η5	η6	η7
	加 权 值	Ⅰ类	0.01	0.02	0.04	0.12	0.3	0.43	0.08
		Ⅱ类	0.01	0.03	0.07	0.16	0.35	0.34	0.04
		Ⅲ类	0.02	0.05	0.09	0.2	0.34	0.28	0.02
		Ⅳ类	0.03	0.06	0.12	0.22	0.33	0.22	0.02

表二    逆变器的欧洲效率计算

欧 洲 效率(ηE)	逆变器负载率	5%	10%	20%	30%	50%	100%
	转换效率	a	b	c	d	e	f
	加权值	0.03	0.06	0.13	0.1	0.48	0.2

我们通常所知的逆变器效率为欧洲效率ηE,而这一公式是适用于欧洲的中部地区。这一公式定义为不同百分比时的额定交流功率在逆变器效率上所起的作用，如下列公式：

ηE=0.03*a+0.06*b+0.13*c+0.1*d+0.48*e+0.2*f

ηE是一个适当的方法来描述一个固定不动的光伏系统的效率(如：没有太阳光跟踪系统)。

MPPT效率，最大功率峰值跟踪的最大效率ηMPPT，可以定义为在定义的一段时间内逆变器从太阳能阵列获得的能量与理想状态下的最大功率峰值跟踪从太阳能阵列获得的能量的比率。ηMPPT =PDC/Pm ，其中PDC是直流输入到逆变器的功率(即逆变器的实际输入功率)，Pm 是最大功率峰值。

1.5.1            静态MPPT效率

这个效率反映了在稳态光照情况下，我们光伏逆变器的直流侧输入的电能与光伏方拟器理论上在最大功率上提供直流电能的比值。

1.5.2            动态MPPT效率

在辐照强度变化工况下，在一定的测量周期内被测光伏逆变器直流侧输入的电能与光伏方阵模拟器理论上在最大功率点提供直流电能的比值。

美国洛杉矶地区与达拉斯地区一年的辐照强度，统计不同区间的年累计发电量，在此基础上计算出每段功率分档水平上的年总发电量的权重占比：

ηE=0.04*A+0.05*B+0.12*C+0.21*D+0.53*E+0.05*F

表三    逆变器的加洲效率计算

加 洲 效率(ηE)	逆变器负载率	10%	20%	30%	50%	75%	100%
	转换效率	A	B	C	D	E	F
	加权值	0.04	0.05	0.12	0.21	0.53	0.05

图二   组串式逆变器发电原理

本项目采用“分块发电，集中并网”的总体设计方案，每个发电单元为186串组件并联，每串由21个光伏组件串联成一条支路； 40kW组串式逆变器，每台逆变器由3路MPPT组成，在接线时将条件相同的两条支路接入一个MPPT，每个发电单元先通过32台组串式智能逆变器逆变成三相交流480V之后通过6台交流主配电箱（6进1出）汇流，接入1台1100kVA箱式变电站，然后经箱变升压至35kV。

 根据电站10天的数据统计，统计汇总出下表数据，如表四。

表四    大同电站PR统计表

图三   集中式逆变器发电原理

托克托电站是集中式项目，分为40个子系统，每个子系统为1MWp，每个1MW光伏并网单元的太阳能电池组件按照一定数量串连经光伏阵列汇流箱汇流后，接至2台500kW直流配电柜，分别与2台500kW并网逆变器相连，逆变器全部采用箱式一体化结构，华为逆变器配置，交流侧电压为315V，然后经箱变升压至35kV。

根据电站10天的数据统计，统计汇总出下表数据，如表五。

表五    托克托电站PR统计表

通过目前我们使用同一厂家的组串式和集中式逆变器的转换效率统计结果来看，虽然理论上采用分布式逆变器可以更好的挽回组件失配、阴影遮挡、与汇流箱等配套设备消耗和直流电缆电压差等损失，但从统计数据来看，集中式逆变器在转换效率、PR整体转换效率等方面还是略胜组串式逆变器，原因主要在于常见的组串式并网逆变器功率开关管采用小电流的MOSFET，拓扑结构采用DC-DC-BOOST升压和DC-AC全桥逆变两级电力电子器件变换，而集中式逆变器采用功率器件采用大电流IGBT，系统拓扑结构采用DC-AC一级电力电子器件变换全桥逆变，工频隔离变压器的方式，正是因为多一级直流升压电路从而导致逆变器整机效率下降，通常单级变换要比两级变换效率高0.4%以上，而组串式逆变器的效率通常是在高直流输入电压下测得，相当于关闭DC-DC逆变电路，但实际应用中母线电压不可能时刻保持在高电压下，所以组串式逆变器效率远低于实际效率。

我们光伏发电的效率实际上从直流端到交流端看下来，直流端最主要的还是适配的问题，交流端最主要的还是逆变器的问题，因为我们一般来说，我们变压器损耗相对来说是固定的，逆变器的效率特别是加权效率和在多峰情况下的转化效率，直接决定了我们发电量，而且同样容量情况下组串式逆变器较分布式多几倍，维护工作量较大，所以从目前的技术发展来看，地面光伏电站的主流仍然是集中式逆变器，适用于日照均匀的且地面平整的电站，系统总功率大，组串式逆变器，适用于中小型屋顶光伏发电系统，小型地面电站，所以根据实际情况逆变器的选型非常关键。