固德威320kW逆变器针对PID的2种解决方案

政策市场背景

在碳达峰碳中和的大时代背景下，以及各个地方政府政策支持下，新能源发电持续高速发展。根据国家能源局发布2022年全国电力工业统计数据，截至2022年12月底，太阳能发电装机容量约3.9亿千瓦，同比增长28.1%。2022年全年光伏新增装机8741万千瓦，同比增长60.3%。

市场环境方面，疫情管控开放，国家工作重心转移到经济工作上，经济复苏。组件市场价格不断调整，同时随着电池新技术TOPCon、HJT的发展，不断推动光伏装机成本下降，大型地面电站的装机需求也进一步扩大。固德威紧跟市场需求，更大功率的320kW逆变器应运而生。

GW320K-UT & GW320KH-UT组串式逆变器迎合了当前的市场政策与客户需求，单机最大功率可达352kW，以更大的单机功率，更大的能量密度，在额定容量一定的光伏地面电站中，能减少逆变器的用量，支持更大容量的子阵设计，节省投资成本的同时也降低了后期运维成本，进一步降低电站的度电成本。

高效&可靠

320kW逆变器最高效率可达到98.5%，交流侧、直流侧均配备安全保护措施，如交直流侧均集成二级防雷保护，直流侧配备绝缘电阻监测、极性接反保护等，交流侧配备过电流保护、过电压保护、短路保护、高低压穿越功能等。能快速主动识别系统隐患，让逆变器及电网运行更安全。逆变器集成了智能脱扣开关，当直流侧发生故障时，能快速切断直流电以控制故障范围。

逆变器具备优良的环境兼容性能，防护等级达到IP66，防腐等级可达C5等级，可在高盐雾环境下可靠运行。高海拔、低温环境对逆变器内部电子元器件运行的可靠性、电气绝缘性能产生很大影响，固德威通过高标准的元器件选型，确保逆变器可在-35℃-60℃环境下，海拔5000米以下（4000米不降额）长期稳定运行。并且该逆变器可提供夜间无功补偿功能，能有效为电网提供无功补偿。

兼容性

市场上大功率组件越来越受青睐，组件厂家纷纷将硅片大尺寸化：大尺寸硅片具有更大的发电面积，能提高单个组件的瓦数表现，降低整体系统安装成本。2022年M6(166mm)尺寸快速退坡，市场份额从2021年的42%锐减到约15%；大尺寸硅片(M10、G12)则取而代之成为市场主流，目前市场上硅片尺寸以M10(182mm)为主、G12(210mm)次之，两者相加市占高达82%。目前预计短期主流仍为M10，但未来G12也将逐渐扩大市占率（信息源自InfoLink Consulting）。

320kW逆变器迎合了市场需求，推出两款机型，一款是GW320K-UT，配备15路MPPT，每路MPPT可接两串组件，每串最大接入电流允许15A，最大短路电流最大25A。另一款是GW320KH-UT，配备12路MPPT，每路MPPT可接2串组件，每串最大接入20A，最大短路电流最大30A，两款机型完美适配市场上主流182mm、210mm组件。

图1 两款逆变器适配组件

PID解决方案

随着光伏电站不断发展，组件在不同环境下的运用也越来越多，各种因素影响组件的正常使用，导致其功率下降，PID现象被人们所发现，PID带来的危害也逐渐被人所重视，PID的解决方案也迫在眉睫。

固德威320kW逆变器针对PID提供了2种解决方案：

一种是PID主动预防，固德威采用提升交流侧虚拟中性点电位的解决方案，以虚拟中性点电压以基准，提高PV-的电压到中性点的电位，从而补偿PV负极与地电位之间的电势差。该PID预防模块可以有效集成在逆变器内部，在白天提供PID主动预防功能。

另一种是PID夜间修复功能，该模块在逆变器不工作时，从逆变器内部市电获取交流电转换为高压直流电，在直流负极对地之前产生一个正向电压，可促使光伏电池片中的杂质电子流回玻璃面板，从而实现光伏组件PID修复。PID模块同时具备对地绝缘阻抗功能，绝缘阻抗低于限制值时，PID模块停止工作并告警。两种方案可同时配备，能有效提升组件发电效率，延长组件寿命。

图2 逆变器PID控制原理

以逆变器为核心的整体地面电站解决方案

根据InfoLink Consulting供需数据库统计，可再生能源安装量出现超乎预期的快速增长，其中又以光伏的增长最为明显。2022年全球光伏需求最终达到278GW，对比2021年178GW有100GW的增量，年增率高达56%。今年仍将是中国、欧洲两大市场为需求的重点支撑，预期各都将占据超过1/3的全球需求份额，推升全年需求上看338-398GW。2023年随着各个组件厂家不断扩大产能，整体供应链价格下跌，被延后的项目将陆续在今年开始动工，并刺激在去年表现相对疲软的地面电站市场，进一步推升整体需求。固德威也推出了以逆变器为核心的整体地面电站解决方案。该解决方案涵盖逆变器、箱变解决方案、通讯解决方案和站控解决方案。

图3 整体地面电站解决方案

固德威箱变最高电压等级可达40.5kV，设计紧凑，箱变中的环网柜、中压开关、变压器等设备全部集成在标准20尺集装箱中，便于安装、运输。变压器支持双分裂或双绕组设计。箱变整体通过IEC 60076、IEC 62271-200、EN 50708等标准认证。逆变器与箱变接入示意如图4，可通过箱变低压侧800V环网柜接入，经过变压器升压至35kV，接入中压开关柜，之后通过电力电缆从中压柜引出接入升压站。

图4 逆变器与箱变连接示意

图5所示为固德威通讯解决方案。固德威新一代通讯箱SCU3000支持RS485，PLC通信方式，其中PLC采用了HPLC（宽带PLC）技术，大大提高的通讯速度和稳定性。PLC通信也节省通讯线缆及施工成本。SCU3000与逆变器、三方设备（气象站、清洁机器人、跟踪支架等）支持Modbus TCP, Modbus RTU 以及 IEC 103协议，与站控侧支持IEC 60870-5-104，Modbus TCP等通讯协议。并且能与多台SCU3000通讯箱组成光纤环网，多台设备互为冗余配置，提高通讯可靠性。通讯箱与逆变器完美兼容，支持PPC远程控制，有功功率调节响应时间60ms，无功功率调节响应时间30ms。

图5 通讯解决方案

在站控层，固德威也推出了SolarOS智能运维平台，SolarOS 站控系统具有数字化监控系统，能够监控光伏电站运行状态，可以远程对逆变器及箱变的运行进行操控，故障告警、数据分析，评估电站的运行状态。系统中包含电站视图、子阵视图以及逆变器视图等，可进行电站级、子阵级、设备级进行运行分析并生成报告。

逆变器在与固德威站控系统SolarOS的组合使用时，能通过SolarOS对逆变器进行一键升级。SolarOS 系统中智能 IV 诊断功能能够诊断出组串中组件的故障，能对逆变器及整站进行一键扫描，快速定位故障，大大提高了运维效率，节约运维成本，并能够给出针对性的建议，生成诊断报告，对电站运维起到很大指导意义。其诊断报告的生成时间短， 以 100MW 电站为例，对整个电站的 IV 诊断报告生成时间在 30 分钟以内。

总结

全球各国致力于碳中和、碳达峰目标推动着光伏发电蓬勃发展，同时近期组件价格的调整，进一步降低了地面电站的LCOE，为地面电站的发展带来了契机。固德威除了可以提供逆变器外，还可以提供箱变、通讯、站控的全套解决方案，迎合了市场需求。未来，固德威将继续紧跟全球减排趋势及客户需求，不断提升自身核心竞争力，致力于提供完整的数字化解决方案。

编辑：黄飞