摘要：光伏電站產品的長期可靠性直接影響投資人收益，在長達25年的投資回報期內，降低產品故障、提高發電收益,是永恒不變的主題。目前國內光伏電站質量長期可靠性隱患重重，逆變器作為光伏電站的核心發電單元，其安全可靠性更成為了大家關注的熱點。文章從系統可靠性原理、逆變器失效率、可用度及可維護性幾方面對比分析了集中式逆變器和組串式逆變器的安全可靠性。

　　2014年的慕尼黑的intersolar論壇上，資深的光伏從業人士Manfred Bachler（曾是全球最大的EPC廠商Phoenix solar的首席技術官）提出了用組串式逆變器改造現存的集中式逆變器的方案，給出的結論是5～6年可以收回改造的成本，主要的原因是因為集中式逆變器維護麻煩，可用性差，僅僅在可用度方面就比組串式逆變器差6%。

　　近日，行業內對于組串式與集中式逆變器的故障率、可靠性眾說紛紜。本文將從以下幾個角度詳細分析，拋磚引玉。

　　1、系統可靠性基本原理差異

　　組串式方案組件和逆變器直接相連，逆變器輸出通過升壓變接入電網，輸變電鏈路設備少,直流線纜短，輸電主要以交流線纜為主；集中式方案主要設備有直流匯流箱、直流配電柜、逆變器以及升壓變，輸變電鏈路設備多，輸電線路直流線纜較多。筆者將從以下幾個方面分析系統方案可靠性原理差異。

　　1.1直流和交流線路對系統安全性能的影響

　　直流電特點是易產生拉弧故障且不易熄滅，存在無法撲滅的風險，因為只要有光照，就會有電流產生，危害性大；交流電由于存在過零點，即使發生電弧故障，電弧也會在過零點處熄滅，危害性小。

　　1.2系統故障響應時間

　　交流側出現短路故障時，由于能量來自于電網，能量足夠大，電氣保護設備可及時跳脫，切斷短路路徑，保護用電設備；直流側短路時，由于故障電流小，且斷路器常有降額設計，斷路器不能快速保護，切斷短路路徑，其間可能出現絕緣老化、軟化，進而引發火災。

圖1-1 直流線纜間發生短路燒毀　　　　 圖1-2直流斷路器拉弧起火

　　1.3關鍵設備成熟度

　　由于交流電技術已經發展了100多年，發電技術穩定、成熟，應用范圍廣，與之相關的電器件也已發展成熟；而直流電是隨著光伏行業才逐步發展起來的，技術積累少，有很多亟待解決的技術難題；且直流電壓范圍廣，能量差異較大，相關應用器件發展還不成熟，如，用于高壓直流保護的器件，只有極少數廠家才能提供。

 　　1.4系統關鍵器件選型

　　當前，逆變器器件選型時，部分廠家為追求低成本，交流斷路器用在集中式逆變器直流側的現象非常普遍，這樣會對系統帶來極大的安全隱患；首先，由于交流電和直流電電壓等級不同，交流斷路器用于直流場景，則工作電壓超出器件額定電壓，長期使用會造成斷路器功能失效，安全隱患大；其次，由于直流電壓等級高，工作電流大，斷路器切斷過程易產生電弧，直流和交流特點不同，斷路器滅弧裝置設計也勢必不同，當交流斷路器應用在直流場景時，直流電弧不能有效熄滅，如果電弧持續太久（幾十毫秒），則會產生爆炸事故。

　　從以上系統角度分析可知，組串式逆變器比集中式逆變器可靠性更好，組串式方案比集中式方案更安全，更可靠。據統計，集中式逆變器幾乎每月都有起火燒毀的重大事故，而組串式直流線纜很短，交流部分安全性經過一百多年驗證，全球范圍至今10G以上組串式電站，也未聽說發生過嚴重的起火事故。