光伏并網(wǎng)逆變器按照應(yīng)用場(chǎng)合的不同通常分為戶用型，商用型和電站型等幾大類。其中戶用型和商用型通常是用于光伏建筑BIpV，BApV或者屋頂電站等光伏系統(tǒng)中，具有相近的使用場(chǎng)景和共通的技術(shù)特點(diǎn)，因此通常歸為一類，稱為戶用型或組串型并網(wǎng)逆變器，以區(qū)別于大型電站型或者集中型逆變器。戶用型光伏并網(wǎng)逆變器輸出的功率等級(jí)范圍通常為1kw~30kw或者幾十千瓦以下，這類的逆變器通常要滿足以下幾個(gè)要求：

●單相或三相低/中壓并網(wǎng)

●無(wú)變壓器設(shè)計(jì)，大于96%的轉(zhuǎn)換效率

●壁掛式安裝，Ip65防護(hù)等級(jí)，滿足戶外使用條件

●整機(jī)輕便，顯示界面友好，造型美觀等

以上這些基本要求實(shí)際上滿足了最終用戶、系統(tǒng)集成商、安裝商等各方面需求主體要求光伏系統(tǒng)或者光伏變器能夠產(chǎn)生更多的電力，能夠安全可靠的并網(wǎng)運(yùn)行，方便安裝、維護(hù)、系統(tǒng)的監(jiān)控和電費(fèi)的計(jì)量等多方面的訴求。圖1為戶用型系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景

圖1住宅型光伏系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景

在光伏市場(chǎng)的發(fā)展中，最早開始的是國(guó)外的戶用型系統(tǒng)。在歐洲，澳大利亞等光伏市場(chǎng)發(fā)展較早和較快的國(guó)家，政府較早的出臺(tái)了相應(yīng)的補(bǔ)貼政策，相關(guān)的機(jī)構(gòu)出臺(tái)了并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在這些政策和標(biāo)準(zhǔn)的鼓勵(lì)推動(dòng)下，這些國(guó)家的戶用型光伏市場(chǎng)啟動(dòng)和發(fā)展的很快。光伏逆變器受到來自兩方面的需求和約束，一方面是來自用戶，無(wú)論是直接用戶還是間接用戶對(duì)逆變器廠商提出的產(chǎn)品功能和性能的需求，另一方面并網(wǎng)逆變器要應(yīng)對(duì)入網(wǎng)國(guó)家的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，滿足產(chǎn)品認(rèn)證的要求，以適應(yīng)并網(wǎng)區(qū)域或者國(guó)家的電網(wǎng)要求。光伏市場(chǎng)在這些國(guó)家發(fā)展的速度很快，因此來自以上兩個(gè)方面的要求變化也很快，推動(dòng)了逆變器技術(shù)、產(chǎn)品的創(chuàng)新以及更新?lián)Q代。本文將全面總結(jié)和分析最近出現(xiàn)的針對(duì)戶用型并網(wǎng)逆變器在技術(shù)、產(chǎn)品功能等方面出現(xiàn)的一些新的特點(diǎn)和要求

●能夠接收來自電網(wǎng)的指令，進(jìn)行并網(wǎng)電氣參數(shù)的調(diào)整

在2012年德國(guó)最新頒布的逆變器并入低壓電網(wǎng)的《VDE-AR-N4105》標(biāo)準(zhǔn)中，有兩個(gè)重要的技術(shù)要求，第一是明確要求由電網(wǎng)管理者降低有功，其要點(diǎn)如下：

◆出于安全考慮：電網(wǎng)過載。

◆電網(wǎng)管理者能過遠(yuǎn)程降低有功功率。

◆逆變器需在技術(shù)能以小于10%pn的步長(zhǎng)降有功。

◆通常的功率降低水平是100%，，60%，，30%，0%

◆響應(yīng)時(shí)間1分鐘以內(nèi)。

另一項(xiàng)是關(guān)于無(wú)功功率控制的新要求，具體要求如下：

◆系統(tǒng)最大總視在功率ΣSmax≤3.68KVA，不需無(wú)功可調(diào)，功率因數(shù)范圍是±0.95。

◆系統(tǒng)最大總視在功率3.68KVA《ΣSmax≤13.8KVA，在±0.95范圍內(nèi)按電網(wǎng)管理者提供特征曲線運(yùn)行。

◆系統(tǒng)最大總視在功率13.8KVA《ΣSmax，在±0.90范圍內(nèi)按電網(wǎng)管理者提供特征曲線運(yùn)行。

以上描述的VDE4105標(biāo)準(zhǔn)明確要求對(duì)無(wú)功，有功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，同時(shí)提出了調(diào)節(jié)的方式，這些對(duì)逆變器廠商，系統(tǒng)提供商和其它的配套產(chǎn)品提供商都提出了新的要求，特別是逆變器。為了滿足新的標(biāo)準(zhǔn)，低壓并網(wǎng)型逆變器必須在技術(shù)上做升級(jí)，這些升級(jí)包含幾個(gè)方面的具體細(xì)節(jié)，第一是在控制上增加輸出功率額度可調(diào)的功能，第二是功率因數(shù)cosθ能夠在一定范圍內(nèi)可調(diào)，即增加無(wú)功可調(diào)功能，通常為了實(shí)現(xiàn)cosθ在±0.9范圍內(nèi)可調(diào)付出的代價(jià)并不大。第三為了滿足逆變器能夠接受電網(wǎng)指令來完成以上要求的參數(shù)調(diào)整，逆變器必須在通信上能夠提供接受電網(wǎng)指令的接口，通信協(xié)議能夠兼容一些配套的監(jiān)控設(shè)備，當(dāng)然逆變器廠商并不一定提供此類產(chǎn)品。因此在VDE4105標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)以后，立刻對(duì)國(guó)內(nèi)外的小功率逆變器廠商制造了一個(gè)新的技術(shù)門檻，不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)，意味著此類產(chǎn)品將不能再德國(guó)售賣，同時(shí)歐洲的其它國(guó)家也會(huì)參照德國(guó)的新標(biāo)準(zhǔn)制定本國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，在這些技術(shù)點(diǎn)上將出臺(tái)類似的要求，很快這些標(biāo)準(zhǔn)將在整個(gè)歐洲國(guó)家內(nèi)，甚至于在全球推廣開來。

作為國(guó)內(nèi)的逆變器廠商，其戶用型產(chǎn)品的市場(chǎng)一直在國(guó)外，因此包括VDE4105標(biāo)準(zhǔn)等新頒布的并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些企業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，目前國(guó)內(nèi)有些企業(yè)，包括北京昆蘭在內(nèi)都已經(jīng)通過了該項(xiàng)認(rèn)證，但也有很多的企業(yè)持觀望態(tài)度，并沒有提供類似功能，或者沒有做此類認(rèn)證。從短期利益考慮，目前在歐洲的許多國(guó)家以及其他的國(guó)家并沒有明確提出類似VDE4105標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，因此抱著觀望態(tài)度的這些企業(yè)在當(dāng)前利益沒有收到影響或者影響很小的驅(qū)動(dòng)下，并沒有認(rèn)真考慮這些技術(shù)要求。但是從未來的發(fā)展趨勢(shì)分析，德國(guó)作為光伏技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)發(fā)展最為先進(jìn)的國(guó)家，往往起到風(fēng)向標(biāo)的作用，它的政策，標(biāo)準(zhǔn)的影響力很大，其它歐洲國(guó)家及歐洲以外的國(guó)家都有效仿和跟隨的態(tài)勢(shì)，一旦該標(biāo)準(zhǔn)大面積推廣，那些不能滿足該標(biāo)準(zhǔn)新要求的企業(yè)勢(shì)必遭受到挫折和損失。另一方面德國(guó)出臺(tái)新的標(biāo)準(zhǔn)從技術(shù)上而言是對(duì)分布式發(fā)電的一項(xiàng)約束和貢獻(xiàn)的要求，約束體現(xiàn)在電網(wǎng)管理者會(huì)更具電網(wǎng)的承受能力，局部電網(wǎng)的穩(wěn)定性考慮等原因要求分布式發(fā)電裝置降低發(fā)電功率，動(dòng)態(tài)的調(diào)整輸出功率，貢獻(xiàn)體現(xiàn)在逆變器除了輸出有功功率外，也可以向電網(wǎng)輸出無(wú)功功率，并且輸出的額度，輸出容型有功還是感性無(wú)功是可以調(diào)節(jié)的，該點(diǎn)要求完全是基于現(xiàn)代電力電子技術(shù)能夠做到無(wú)功補(bǔ)償這一事實(shí)而提出的，在較早的電力電子技術(shù)中，不可控和半可控器件以及落后的控制技術(shù)等方面制約了類似的要求被實(shí)現(xiàn)出來。國(guó)內(nèi)的逆變器廠商也應(yīng)該充分的認(rèn)識(shí)到新標(biāo)準(zhǔn)要求后面的深刻技術(shù)背景，分布式發(fā)電要作為電網(wǎng)的一個(gè)補(bǔ)充，首先要做到安全，可靠，受控，清潔（電網(wǎng)的清潔指的是諧波含量盡可能小），因此接受來自電網(wǎng)的指令，完成相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整是完全必要而且是必須的，微電源的優(yōu)勢(shì)之一恰恰就在于雙向可控。

●多路MppT追蹤，提高系統(tǒng)發(fā)電效率

在光伏逆變器的第一個(gè)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)大潮中，追求單機(jī)轉(zhuǎn)換效率，MppT追蹤效率成為了大家競(jìng)相比拼的技術(shù)點(diǎn)，擁有更高轉(zhuǎn)換效率的逆變器無(wú)疑能夠贏得在這類競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)前一方面組串型逆變器還在技術(shù)朝著提高單機(jī)整體效率，單路MppT效率等方面發(fā)展，另一方面的事實(shí)也必須引起我們的關(guān)注，即在電力電子器件，新型成熟的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒有重大突破的現(xiàn)實(shí)下，提高效率的空間已經(jīng)不大，國(guó)內(nèi)的小功率逆變器廠商的產(chǎn)品和國(guó)外的主流逆變器廠商產(chǎn)品在效率參數(shù)上已經(jīng)看齊，在某些機(jī)型上甚至超過了國(guó)外產(chǎn)品。但組串型，無(wú)變壓器設(shè)計(jì)的逆變器的整機(jī)效率已經(jīng)達(dá)到了98%以上，逆變器廠商開始了在“小數(shù)點(diǎn)”上的掙扎，單機(jī)效率的提升已經(jīng)到了一個(gè)飽和線，進(jìn)一步提升的空間已經(jīng)不大，但帶來的代價(jià)也許很大。舉例而言，多電平技術(shù)能夠提升一定的系統(tǒng)效率，但代價(jià)是單管使用量加大，三相三電平如果采用傳統(tǒng)的二電平全橋，使用6個(gè)IGBT，如果改到三電平拓?fù)?，則要在逆變部分增加到12個(gè)IGBT，增加器件意味著增加了整機(jī)的成本，但能夠提升的效率空間在個(gè)位數(shù)以下，這些性能的提高往往并不能被客戶所埋單，客戶更加青睞性價(jià)比綜合較優(yōu)的機(jī)器選擇，而不會(huì)單純的追求單機(jī)效率。

事實(shí)上，要使太陽(yáng)能逆變器的效率提高1%非常困難，然而由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，而導(dǎo)致發(fā)電效果降低10%的情況，卻并不少見，有些甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法長(zhǎng)期正常運(yùn)行。從這個(gè)事實(shí)出發(fā)，對(duì)逆變器設(shè)計(jì)提出了新的要求，即滿足更加靈活的系統(tǒng)配置。在單路MppT追蹤的情況下，所有的pV組件串接起來，接入逆變器，如果組串中有pV組件失效情況發(fā)生，則該路的整體MppT效率會(huì)受到影響，從而有可能使得系統(tǒng)的效率大大下降，無(wú)論逆變器有多高的轉(zhuǎn)換效率和追蹤效率，都無(wú)法發(fā)揮作用。為了減少這種失效帶來的系統(tǒng)效率降低的風(fēng)險(xiǎn)，戶用型小功率逆變器出現(xiàn)了多路獨(dú)立MppT追蹤的技術(shù)趨勢(shì)，多路MppT能夠減小單路MppT失效帶來的損失，給系統(tǒng)的配置帶來了更大的靈活性。圖2為一種2路MppT獨(dú)立追蹤的三相三電平并網(wǎng)逆變器電路拓?fù)鋱D

圖2一種兩路獨(dú)立MppT逆變拓?fù)潆娐?/p>

由于采用了新型的拓?fù)湓O(shè)計(jì)，提供了多路的MppT追蹤通道，單通道的效率依然可以做到很高，但同時(shí)給用戶提供了更加靈活的系統(tǒng)配置以及降低了潛在的系統(tǒng)效率損失的風(fēng)險(xiǎn)，毫無(wú)疑問多路MppT追蹤是受用戶歡迎的一個(gè)新功能。

●多重通信解決方案，滿足靈活的監(jiān)控需求

戶用型逆變器安裝，使用的場(chǎng)合較為復(fù)雜，可以適用于住宅，倉(cāng)庫(kù)，公用建筑，辦公樓宇，車棚等環(huán)境，這也對(duì)逆變器的監(jiān)控提出了更加靈活多變的需求。以前的逆變器設(shè)計(jì)中，通信多采用有線，如基于RS485的通信接口，客戶免不了要在安裝時(shí)進(jìn)行布線，同時(shí)客戶端監(jiān)控的手段多為基于pC機(jī)的應(yīng)用軟件，可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的監(jiān)控?，F(xiàn)在這一模式受到了很大的挑戰(zhàn)，客戶不在滿足于有線的方式，而是更多的要求逆變器能夠提供無(wú)線的監(jiān)控方案，這一變化一方面要求逆變器本身能夠兼容無(wú)線通信協(xié)議和接口，另一方面能夠提供整體的監(jiān)控方案，特別是客戶端的無(wú)線監(jiān)控方案。對(duì)于逆變器的設(shè)計(jì)而言，突破了傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)通信接口和系統(tǒng)監(jiān)控方案設(shè)計(jì)的技術(shù)路線將對(duì)許多從傳統(tǒng)電力行業(yè)轉(zhuǎn)型過來的逆變器企業(yè)構(gòu)成了挑戰(zhàn)。新型的通信和監(jiān)控方案更多的是基于IT通信領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)，和傳統(tǒng)的電氣技術(shù)開發(fā)截然不同，并且這類產(chǎn)品和解決方案有一定的獨(dú)立性，可以單獨(dú)進(jìn)行產(chǎn)品銷售。因此對(duì)于逆變器廠商完全可以同專門進(jìn)行監(jiān)控產(chǎn)品開發(fā)的廠商合作，并提供整體解決方案給客戶，逆變器廠商只要開放其部分協(xié)議給監(jiān)控廠商，這種合作模式在目前的逆變器行業(yè)中是較為普遍的一種。

監(jiān)控產(chǎn)品并不只限于對(duì)逆變器等光伏系統(tǒng)產(chǎn)品的監(jiān)控，前面分析提到，逆變器同樣要接收來自電網(wǎng)的指令并完成一些電氣的控制動(dòng)作，也就是說監(jiān)控系統(tǒng)和逆變器的通信是雙向的，并且下行指令（監(jiān)控系統(tǒng)到逆變器）具有一定的實(shí)時(shí)性要求。因此監(jiān)控類產(chǎn)品逐漸的具有更強(qiáng)的專業(yè)性，提供此類產(chǎn)品的公司應(yīng)當(dāng)更加廣泛而深入的了解新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，更加緊密的和逆變器等下游產(chǎn)品合作，不斷完善產(chǎn)品和解決方案。圖3為KLNE提供的戶用系統(tǒng)監(jiān)控方案。

圖3戶用系統(tǒng)監(jiān)控方案

●更加的注重外觀、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在最近的幾場(chǎng)光伏展會(huì)上，越來越少有全新的產(chǎn)品推出來，各逆變器廠商在產(chǎn)品功能，性能等關(guān)鍵因素上趨于相同，競(jìng)爭(zhēng)的差異化不在于核心技術(shù)，而是轉(zhuǎn)向了產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)、顯示面板、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等非核心技術(shù)的差異化。

圖4新型戶用型逆變器外觀設(shè)計(jì)

戶用型逆變器的終端用戶是個(gè)人，家庭，因此逆變器的外觀設(shè)計(jì)向著家用電器類的產(chǎn)品設(shè)計(jì)靠攏，美觀，體積小巧，安裝方便，整機(jī)重量輕巧，做工細(xì)膩，顯示面板圖形化，直觀。這些特征恰恰符合了人們對(duì)一個(gè)進(jìn)入家庭的日用產(chǎn)品的需求，很多情況下，家用型逆變器是放置在室內(nèi)使用的，因此產(chǎn)品本身應(yīng)該滿足噪音低，美觀，體積小，顯示界面直觀，美觀，重量小的特點(diǎn)，對(duì)于逆變器廠商而言，應(yīng)該充分的研究目標(biāo)市場(chǎng)用戶對(duì)這類電氣產(chǎn)品在外觀，審美，安裝等方面的需求，滿足客戶的差異化需求，使得逆變器產(chǎn)品除了具備安全性，高效率等條件外，也能夠符合用戶對(duì)外觀，界面顯示，安裝等方面的需求，以更好的滿足客戶需求，促進(jìn)市場(chǎng)發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代。

國(guó)內(nèi)逆變器廠商在產(chǎn)品的性能方面已經(jīng)和國(guó)外的同行站到了同一起跑線上，但在產(chǎn)品的穩(wěn)定性，特別是產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)方面還整體落后于國(guó)外產(chǎn)品，產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)缺乏創(chuàng)意，外觀較為古板，顯示面板簡(jiǎn)單樸素，顏色材質(zhì)也很單一，這樣在和國(guó)外同類產(chǎn)品在同一市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)缺乏優(yōu)勢(shì)。造成這一結(jié)果的原因是多方面，既有主觀的，也有客觀的原因，主觀的原因在于國(guó)內(nèi)的逆變器產(chǎn)品是跟在國(guó)外逆變器產(chǎn)品后面發(fā)展起來的，開始是在產(chǎn)品的穩(wěn)定性，性能方面投入了大量的盡力和關(guān)注度，并沒有非常的重視非核心技術(shù)方面的產(chǎn)品特征，另一方面的客觀原因是產(chǎn)品設(shè)計(jì)并不是很了解國(guó)外客戶對(duì)產(chǎn)品外觀等方面的需求，同時(shí)也缺乏這方面的研發(fā)人才，這并不是逆變器產(chǎn)品的個(gè)例，實(shí)際上國(guó)內(nèi)很多產(chǎn)品在外觀，客戶體驗(yàn)方面都和國(guó)外產(chǎn)品有很大差距，因此這也是造成這一結(jié)果的一個(gè)原因。在當(dāng)前戶用型變器產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的情況下，特別是產(chǎn)品的功能，性能等方面趨同的情況下，國(guó)內(nèi)逆變器產(chǎn)品應(yīng)該更加的重視產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)，培養(yǎng)和引進(jìn)產(chǎn)品外觀，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的專業(yè)人才，深入研究和了解國(guó)外用戶的需求，借鑒國(guó)外同行產(chǎn)品在這方面的經(jīng)驗(yàn)，大力縮小這一差距。

以上總結(jié)了戶用型逆變器出現(xiàn)的一些新的技術(shù)特點(diǎn)，毫無(wú)疑問，市場(chǎng)當(dāng)前和未來不僅僅追求一個(gè)高效率的發(fā)電裝置，來自各方面的技術(shù)約束條件和需求使得這類逆變器要更要著重整機(jī)的外觀設(shè)計(jì)，體積重量將進(jìn)一步減小，功率密度增大，具有高級(jí)顯示面板和圖形化的顯示界面，具備進(jìn)行無(wú)線通信的接口，具有多路MppT追蹤以及更寬的MppT電壓范圍，能夠接受電網(wǎng)側(cè)的調(diào)節(jié)指令進(jìn)行無(wú)功，有功功率等實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，低電壓穿越的功能（德國(guó)BDEW技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求）。國(guó)內(nèi)的逆變器產(chǎn)品在國(guó)外銷售具有很強(qiáng)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但一位的追求低價(jià)并不是一個(gè)企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的策略，也不利于國(guó)內(nèi)光伏逆變器企業(yè)在國(guó)外整體的競(jìng)爭(zhēng)，一味的低價(jià)勢(shì)必導(dǎo)致類似于電池組件遭遇的“雙反”懲罰，給整個(gè)行業(yè)的發(fā)展帶來危機(jī)。因此國(guó)內(nèi)的逆變器企業(yè)應(yīng)該做好產(chǎn)品的細(xì)節(jié)，主動(dòng)適應(yīng)最新的技術(shù)要求和規(guī)范，在提升產(chǎn)品的綜合競(jìng)爭(zhēng)力上下功夫。

北京昆蘭新能源技術(shù)有限公司是一家國(guó)際化的光伏逆變器企業(yè)，掌握有光伏并網(wǎng)逆變器的核心技術(shù)，在戶用型并網(wǎng)逆變器技術(shù)，市場(chǎng)方面一直處于國(guó)內(nèi)的領(lǐng)先地位。逆變器品牌KLNESunteams系列，Solatec系列逆變器先后榮獲photon實(shí)驗(yàn)室A級(jí)能效評(píng)測(cè)結(jié)果，整機(jī)性能優(yōu)異。新推出的Sunteams10-15Kw系列中功率逆變器已經(jīng)通過了VDE4105標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，具備多路MppT追蹤，圖形化的顯示界面方便直觀客戶查看關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)?；谙冗M(jìn)數(shù)字化技術(shù)平臺(tái)推出的SolartecD系列戶用型逆變器具有2路獨(dú)立MppT追蹤，滿足VDE4105標(biāo)準(zhǔn)，圖形化顯示界面，支持藍(lán)牙通信，提供手機(jī)監(jiān)控方案和各種無(wú)線監(jiān)控方案，產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)新穎，美觀，是昆蘭基于對(duì)市場(chǎng)，技術(shù)，客戶需求良好把握的前提下推出的重量級(jí)產(chǎn)品。北京昆蘭將繼續(xù)在保證產(chǎn)品質(zhì)量，保持技術(shù)先進(jìn)性的前提下，提供給客戶優(yōu)質(zhì)性價(jià)比的產(chǎn)品，走長(zhǎng)遠(yuǎn)，穩(wěn)健的發(fā)展道路。

圖5KLNESolartec家用型并網(wǎng)逆變器