在大型地面電站日益發展的今天，單個電站的容量越來越大，設備數量越來越多，逆變器作為電站系統中的核心設備，日常維護速度勢必引起大家的關注。如何縮短電站設備的維護時間？如何快速處理設備故障，降低對發電量的影響？是每個業主最關心的話題。于是，采用模塊化設計理念的逆變器產品便應運而生。

一、特變電工模塊化集中式逆變器的發展思路

受到了模塊化UPS的啟發，優秀的逆變器廠商特變電工在2011年推出了第一代模塊化設計的集中式逆變器，也是國內首臺采用該設計的光伏并網發電設備。隨著光伏并網發電技術的進步，在2012年和2013年，特變電工陸續推出了采用模塊化設計+前維護設計的第二代、第三代500kW集中式逆變器，該款設備的特點在于維護人員站在逆變器的正面即可完成對設備的日常維護。在2014年，特變電工推出了具備模塊化+前維護+可插拔功能的第四代500kW并網逆變器，在延續了上一款機型優點的同時提高了設備的功率密度。該款機型采用模塊化插拔設計，能夠有效縮減逆變器的維護時間，維護效率更高。


二、模塊化集中式逆變器是怎樣煉成的？

集中式逆變器的模塊化設計看似簡單，實則是一個龐大的系統工程，需要充分考慮原材料、模塊布局、結構件尺寸、電氣元件尺寸和接線、接插件選型、器件安裝、發熱器件的散熱等等，是一個充分將理論與實際相結合的過程。通過將設計計算與模型仿真相結合，并進行多次打樣和實驗，最終才能確定一種成熟、可靠的逆變器結構設計。

目前集中式逆變器的柜體結構按照功率流走向設計可分為直流柜和交流柜，太陽能電池組件輸出的直流電通過逆變器直流柜接入，經過逆變轉變為交流電后，最終通過交流柜輸出，所以集中式逆變器的模塊化設計必須在功率流順暢的基礎上進行。

首先根據元器件的特點將逆變器分為如下4個模塊：交直流分斷部分、逆變部分、控制部分、散熱部分，通過對這4個模塊進行優化設計，來實現模塊化設計思路。

（1）交、直流分斷部分模塊化設計

交、直流分斷部分包括交、直流斷路器，目前所有的逆變器均采用下進下出的接線方式，所以交直流分斷部分應分別布置于直流柜和交流柜下部，便于接線和維護。



（2）逆變部分模塊化設計

逆變部分包括IGBT、母線支撐電容、吸收電容、通訊及驅動等，通過將這部分封裝成一個模塊，配合接插件和滑道，將A、B、C三相功率器件設計為抽屜式模塊化設計。

（3）控制部分模塊化設計

控制部分由PCBA、指示燈、加熱器等構成，通過將這部分封裝成一個模塊，配合插針式接口，將控制部分模塊化設計。


（4）散熱部分模塊化設計

散熱部分由散熱風機、指示燈、內擋板等構成，通過將這部分封裝成一個模塊，將散熱部分模塊化設計。



三、模塊化集中式逆變器的應用價值

通過以上描述，了解到了模塊化集中式逆變器的設計過程，那么這種設計能為客戶帶來什么樣的價值呢？

（1）便于裝配

說到裝配，很多人可能認為這并不是為客戶帶來便利，而是為廠商帶來的便利，實則不然。根據目前光伏電站的建設趨勢，縮短貨期，快速建站是客戶非常普遍的需求。采用模塊化設計的集中式逆變器，相比傳統的非模塊化設計，裝配時間可以縮短很多，能夠盡可能滿足客戶的需求，確保電站建設的順利進行。

（2）便于維護

維護便利是模塊化設計帶來的最直接的應用價值，通過對散熱風機、控制板、功率模塊、分斷器件進行模塊化設計，每個模塊均設有獨立的滑道和接插部件。當模塊發生故障時，運維人員拆卸掉固定螺絲后，可直接通過把手抽出更換，單個模塊更換時間不大于20分鐘，能夠有效縮減維護時間，提高維護效率。

（3）維護成本降低

維護成本降低是模塊化設計帶來的經濟性價值，在故障定位后，僅需更換故障模塊即可完成設備的維護，與組串式方案的整機更換相比，維護成本要低很多。

四、總結

集中式逆變器的模塊化設計是大功率機型的發展趨勢，也是國內優秀的逆變器廠商研發實力的體現。采用模塊化設計的集中式逆變器具有維護和調試簡便、維護效率高等特點，相比非模塊化設計的逆變器，能夠有效縮減電站維護時間，降低因設備故障造成的影響。

未來優秀的逆變器廠商將不斷通過技術創新為客戶帶來更加優質的光伏逆變器產品，特變電工也會通過不斷的研發創新，推出技術更加先進、質量更加可靠的光伏并網發電設備，促進光伏產業的和諧發展。