2015年9月8日中国能源峰会在北京顺义国展新馆举行，万银电力电子科技(北京)有限公司副总经理王明慧女士在2015中国光伏技术与装备论坛上做了题为“新型超过大集中式逆变器在无人职守的电站的应用”主题演讲。

　　以下是演讲实录：

　　王明慧：各位专家大家下午好!下面由我简单分享一下我们作为逆变器供应厂商，在光伏领域的一些经验。我的题目是“新型超过大集中式逆变器在无人职守的电站的应用”。可能很多人没有听说过我们公司，我做一个简单的介绍。我们公司成立于2012年12月份，在这个行业是一家比较新的公司，但是我们公司的研发团队，以及部分的管理团队都是在新能源行业有十几年以上的经验。我们这个团队全部来自于以前西班牙有一家W2PS公司，我们的研发团队全部来自西班牙，西班牙有一个电网导则，也是由我们这个团队带领起草写的这样一个电网导则。前身公司另外一项业务，像光伏逆变器，还用低电压穿越改造。

　　万银科技是纯粹一家国内的中国公司，主要的业务范围是原来的像低电压穿越检测车，包括内蒙古电网，CQC，中国质量都是我们低电压穿越检测车的一个客户。我们的光伏逆变器包括液冷和风冷两个领域，光伏逆变器还包括新能源电动汽车充电桩，国内外项目开发、咨询。北京是我们公司的总部，酒泉是我们的研发生产基地，我们主要研发恩中心是在西班牙。

　　我们公司的核心团队，杜方勇先生是我们公司的创始人，他在新能源领域有十多年以上的工作经验，也是原W2PS这个公司的亚太区总裁，在西班牙、墨西哥，以及很多欧洲公司都有相当多的丰富经验。我们的总经理是Juan FRAGA先生，他是国际新能源领域有30年以上的工作经验，也是原欧洲议会联盟的创始人兼终身秘书长，也是以前欧洲多个新能源政策的制订者，包括九几年他提出新能源不能作为一个仅仅是节能减排的工具，要作为一个产业的发展。所以，它也是我们W2PS公司市场部的总监。我们公司的研发总监David UGENA先生在新能源领域有15年以上的工作经验，在W2PS他任公司的研发副总裁，在西班牙Iberdrola能源建设公司和Cedex-Ciemat公司项目经理，我们这个团队有相当多的工作经验。

　　我的题目是无人职守，现在光伏电站大部分在一个比较荒漠的地区。一般情况下，目前在国内大部分还是一个有人值守的一个状况。通常一个20兆瓦的电站，常规至少需要二到四个运维人员，但是在国外，其实在国外这些，包括我们在西班牙，以及在一些欧洲做的光伏电站的一些项目，他们业主都是明确要求我们是不需要有人职守现场的。因为光伏电站大家知道条件比较艰苦。组件这块也有相当多的新技术来减少它的蒙尘，以及故障，除尘也可以用机器完成。变电站目前自动化的程度比较高，都可以做到无人职守，基本可以做到无人职守的状况。其实逆变器虽然说在整个光伏行业，整个光伏电站投资这块占的比重是比较小，但是它其实作为一个光伏电站的一个核心的部件，它的质量好坏，它的性能直接决定，直接影响了光伏电站的投资收益。

　　那么，其实国内的逆变器有很多问题。第一、除尘方面的问题。运维人员可能要定期对逆变器除尘，不仅要对组件，要更换一些滤网，以及清除逆变器的故障。其实有些清除逆变器故障，找一些厂家打电话让他们过来，但是你打电话也需要一些人员在现场，必须要陪同这些相应的人员来清楚这些故障。所以，这些都是需要占一部分人力资源的。

　　那么，作为光伏电站，如果要做到无人职守，要对逆变器有哪些考验?首先，集成度高。一个同等大小的光伏电站，如果它的逆变器数量太多，因为大家都知道，逆变器的核心部件也就是IDVT这些核心的部件，如果数量过于庞大，它的故障可能同时在故障率一定的情况下，他同时出故障的台数可能会比较多，可能需要很多人每天清楚一部分逆变器的故障。

　　第二、可靠性。作为逆变器必须提高它的可利用率，很多业主，他们很关心我逆变器的效率要提升到99%，甚至以上，但是其实他们要忽略了另外一点，就是逆变器的可利用率。如果逆变器的效率再高，但是故障率比较高，它一年利用率也比较少，这样其实你对整个业主的电站投资来说，都是不利的。

　　第三、防尘的问题。在中国西部的问题，沙尘暴天气，雾霾天气比较严重。逆变器作为电器元器件这样一个堆积的产品，它除了本身自己有一些静电以外，常规的逆变器必须要对流，逆变器内部积尘问题非常严重。

　　第四、故障预警系统，其实也就是高度智能化的一个产物。其实我的设备在我还没有发生故障的时候，我就已经知道它可能需要更换哪些部件。这些相当重要。

　　第五、模块化设计。我的所有的产品，出了故障，短时间之内要快速的更换。

　　我们万银的ZENIT液冷逆变器就是助力光伏电站无人职守的一台逆变器。我简单介绍一下我们的特性。

　　第一、集成度高。这是我们2MW，以及4MW机型正面的一个图，可以看到它上面的尺寸，我们ZENIT 2MW的尺寸含直流柜的。4MW的逆变器也是一样的，这里讲的2MW也好，4MW也好，我们讲的是单机，这个单机功率，目前全世界做的单机功率最大的可能就是我们公司，像SMA他们有全球2.475这样一个单机功率的逆变器，我们这款能做到单机3.2M/4MW这样的容量。

　　第二、在功率密度上升的同时，还有电器元器件总数少，我们常规的2MW机型的逆变器，IGBT数量其实只有12个，传统的500千瓦的三变频的逆变器要达到同等容量的产品可能需要4台，它的IGBT数量是144个，或者192个。40kw组串式的逆变器也是用三变频的500多个，IGBT是600个。大家也可以猜得到，目前IGBT这样一个电压等级，常规可能国内用1200V，或者1400V的等级，我们用的是更高以及等级，1700V的IGBT。IGBT将来可能更高像6300，这些更高一个等级，越高等级，可能在控制领域，包括驱动领域，对技术要求会比较高。

　　那么，针对这款逆变器，我们其实这么大的容量，其实就用了一个主板，不像常规的多个模组并联的逆变器，它可能需要三个或者四个以上的逆变器，并联起来。那么，这样你就需要，像一个人一样，你是一个大脑控制你的四肢，这样整个协调性，以及控制方面更精准一些。可能常规的三到四个模组并联的逆变器，可能谐波以及相关的控制方面都不够精准。所以，当然这个控制主板也是我们公司自主知识产权生产的这样一块主板。

　　我们现在有了硬件，电压等级越高的IGBT应用起来有一个很关键的问题，就是开关损耗的问题，功率等级越高，可能损耗越大，怎么样才能把损耗降下来，这也是一个很棘手的问题，也是很多企业之所以不选择，用更高等级的IGBT的原因之一。我们针对1700V的IGBT，研究出了一套低聚损耗控制策略，就是把谐波降的比较低的一个水平的同时，还用它的效率也能达到一个比较高的值。

　　可以看出，传统的这样一个兆瓦级的逆变器，他们开关频率在3000赫兹以上。我们这款逆变器开关频率才2.5kHz，我们开关频率提高，也是为了降低它的谐波，或者一系列的这样一些措施。那么，我们能够在比较低的开关频率的情况下，把谐波控制在1%以内。所以，这也是得益于我们自己的这样一个软件和硬件的这样一个配合。

　　第二、可靠性。常规的像光伏逆变器的一些故障，大概我列举了几点。第一、IGBT这块，它可能温度过高，常常听到很多业主讲，哪个IGBT又爆了，这种情况发生，会使常规的IGBT坏了以后，更换时间比较长。第二、也是让很多业主头痛的问题，就是积尘问题，逆变器内部，很多逆变器打开里面是厚厚的一尘灰，是相当头疼的问题。还有主板故障、死机、电抗器、电容器。第四、冷却系统有一些问题。

　　我们首创了一他全封闭内置的液冷系统，所有的核心散热部件温度都在可控范围内，而且在一个比较低的恒温状态下运行。经过实验，我们ZENIT系列的IGBT满功率工作温度一般都是在90度一下，传统的风冷逆变器他们的满功率工作温度可以达到120度。

　　其实大家很多可能对这个数字不是太敏感，其实作为IGBT，你的工作温度越高，可能它损坏的概率也就越大。就是你把它的温度控制下来，它的寿命可能会得到有效的延长，这也是我们采用液冷这样一个原因之一。更全面的配置，可能常规的用比较低等级的IGBT，我们用更高规格的模块的IGBT，1700V的。第二、我们配备了UPS，现在常规的逆变器，大家为了节约成本，都把UPS去掉了，其实UPS在我们看来，尽量不要去掉，因为不除了第一、高一级规格的功率模块的应用1700vdc，UPS的功能，就是逆变器内部所有的开关电源是直接从UPS供电，UPS电源质量，肯定比常规电网电能质量高得多，进一步使内部的电器元器件使用寿命得到了有效的延长。第三、冷却系统IGBT及电抗器运行温度更低聚。第四、PLC更加智能的数据采集和控制。我们能够控制大量的相关的元器件的一些数据。

　　我们使用基本上就是国内外比较知名的这样一个品牌，像西门子、莱姆的传感器这些。所以，这些品牌元器件的使用也保证了产品的可靠性。

　　第三、主动防尘设计。我们的逆变器，它的气流的方向，以及常规的逆变器，他们冷却的这样一个系统的气流方向。可以看出，第一种，它的风是不需要传过整个逆变器的。因为我所有的热量都是先被液体从内部带出来以后，然后到集中式的换热片，经过风冷再把它冷却出来。所以，像中国西部的那些很多风沙的地区，我这个灰尘是不需要经过流到我这个逆变器内部，直接从这儿进来，又直接派出来了，不需要人工的清扫，它要打开以后，内部也更清洁。

　　第四、故障预警系统，上午也有很多专家讲到这一点。你大数据也好，云计算也好，所有要基于一些数据采集，以及最基层的一些东西。我们的Smart HMI，可以远程监控所有器件的参数。我们这台机器配备了15寸的液晶触摸显示屏，基本上是业界最大的显示屏。其实大麦显示屏以后可以看出，它的主界面是这样的。如果把门打开，能看到机器内部三个柜子，这是我们的功率柜，我如果在北京，能看到我在敦煌，或者在新疆的电站，逆变器么到底是个什么状况，是谁在那儿把门打开了，都有相应的故障报警在上面。

　　再点进来以后，这个界面可以看出，所有的元器件的实施状态以及参数，都可以在触摸显示屏上，以及远程监控后台上都能看到。这个就是一些像功率模块，以及相应的运行实时参数，IGBT的温度，以及是否过流，电压，这些比较详细的参数，全部都能在上面看到。我们相当于做了很大量的工作，在它的数据监控与采集上面，做了很多的工作。那么，也为后续的大数据也好，云计算也好，智能运维也好，奠定了很坚实的基础。

　　这个界面就是我们液冷界面。液冷界面可以看到，它分几部分。对上面这部分是我们的风扇，我们采用了一个涡轮式的飞机马达式的风扇，可以把风并向的排出去，这个是功能模块，冷却液体通过调节进入液冷变抗器，然后液冷与IGBT背板直接接触，这样会保证散热的效果更好。常规的IGBT可能运行在120度的时候，我们可能才到80多度这样一个水平。

　　第五、模块化设计，这是我们3.2兆瓦逆变器内部全部打开以后的样子，包含中间的主控柜，左右量变的功率柜，最左边和最右边都是直流柜，每个都是配备了24路直流的，每个模块都是模块化设计，都是可以快速更换的。

　　我们这种逆变器其实跟国内的常规的逆变器也好，整个路线是不太一样的。如果大家看过产品的实物，大家也都知道，这款产品基本上不一样。它能够带给客户的价值是什么?第一、更高的发电量，因为我们的产品没有降额运行，在夏季比较高温的时候，尤其像中午11：00到下午14：00、15：00之间，温度可能达到35度以上，IGBT如果长期高负荷的运行，温度可能会超过120度，系统一般会采取一些降额运行的策略。我们这款逆变器没有降额运行。

　　针对一个传统的风冷逆变器，它每年因为降冷的损失，然后我们做了一个简单的对比。假设以100兆瓦为例，每年降额运行的天数假设100天，西部电价6、7、8、9月份，平均降额100天不过分，每年假设降额运行2个小时，每次降额运行15%，100兆瓦的电站，每年因为降额运行要损失270万的利润。

　　更低的单位投资成本。我们公司在做这个产品之初就已经考虑到，如何应用这款产品，在大型的地面电站当中，你怎么样去设计，怎么样去优化布局，然后能让它的前期的初始投资成本降低。我们公司也提供这样一项服务，能够快速的找出一个最优的方案。比如一个电站，它的一个单元是以一兆瓦为一个单元，还是以两兆瓦，还是以2.5兆瓦为一个单元，其实每个地方，或者每个电站是不一样的，汇流箱怎么排列，这得具体情况具体分析。我们通过有设计，可以降低单位投资2%这样一个水平。不好意思，这张图应该不是这个样子，可能显示出来不对，这个图的大概意思就是我的这种2兆瓦的机型，除了在直流电缆部分增加一部分，在其他部分，汇流箱箱变都会节省投资的状态。

　　第三、更高的系统效率，传统的逆变器需要一个两兆瓦的机型，只是需要一个双料组(音译)的变压器，传统的需要两套。我做过一个详细的对比，一个20兆瓦的电站，把它的直流，以及变压器，还有交流电缆，它的所有的损耗都做了一个计算。最后发现其实像我们这种2兆瓦的方案，它在损耗方面比传统的1兆瓦的方案损耗要低5%左右的样子。

　　第四、更低的故障运维成本。在同一故障率的情况下，假设设备的故障概率、元器件都是2%的情况下，一个100兆瓦的电站，不同的形式的逆变器，它25年需要这样一个运维费用差别是非常大的。就是传统的比较大的可能它25年只需要25万，它的组串式可能更高了。

　　第五、耿绍的除尘花费，一个100兆瓦的电站，如果25年需要除尘可能都需要上千万的等级，假设每个人每年清扫一万台逆变器，一年清扫12次，由于我们采用了主动防尘设计的逆变器，它不需要比较频繁的除尘，可能一年除两次尘达到的效果跟常规的500千瓦的逆变器一年除12次尘达到的效果一样，这样它的25年的花费，我们的除尘花费可以说只是常规的500千瓦逆变器的一个零头。以上是我的汇报，谢谢大家!