太阳能发电逆变器国内外研究背景

光伏、风力发电相信大家都不陌生，前面的文章也对这两个产业链进行了一些梳理。今天就重点说一说光伏发电和风能发电中比较核心的部分，光伏逆变器和风电变流器。

首先，什么是逆变器？简单来说是一种将低压 直流电 转变为 交流电 的电子设备。我们通常是将交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。

变流器，简单来说就是通过整流、逆变原理将 不稳定的电能 变换成为电压、频率恒定等符合并网要求电能的控制装置。包括整流器（交流变直流）、逆变器（直流变交流）、交流变流器和直流变流器。

光伏逆变器

由于太阳能光伏所发的是直流电能，因此需要通过逆变器转换为与电网同频率同相位的交流电能并入电网（电网一般为交流电网，直流电不能直接并网）起直流变交流之用。除此之外，逆变器还有主动运转和停机功能、最大功率追踪MPPT功能、孤岛效应的检测及控制功能、电网检测及并网功能等功能。说得具体一点，逆变器除了直流变交流之外，还监管电流运行情况，有点类似于“管家”的角色。

风电变流器

风力发出来的电本身是交流电，但由于风力发电有很大的不稳定性，且风速和设备本身等都会直接影响发电机转动，因此需要风电变流器进行整理，先交流变直流，再变交流，从而提高电能质量。在风电设备中，变流器是风力发电中非常重要的一种设备，如果想把风力的发出的电能实现并网，那么变流器是不可缺少的设备，所以也是决定能否产生经济利益的核心部件。

光伏逆变器发展格局及趋势

近几年，世界各国对光伏新能源大力发展，光伏发电装机容量快速增长的同时也带动了光伏逆变器产销量的不断增加，行业保持了快速发展。随着国内光伏逆变器市场表现出巨大的潜力，逆变器市场竞争更为激烈，价格越来越接近盈利临界点。更低的价格对光伏逆变器生产厂商的技术研发水平、产品生产实力等方面都提出极高要求。以购买元器件组装为主的中小逆变器生产企业将面临生存考验，难以获得持续发展。

纵观光伏逆变器市场竞争格局的发展变化，近10年以来，行业集中度逐步提升，全球前十家企业的市场份额已达到73％。细分结构来看，1－3名地位稳固，市占率维持在45％左右，4－10名名次不断轮换，市占率在30％左右，头部稳定，腰部竞争激烈。

按应用场景与功率划分：光伏逆变器可分为 集中型逆变器 （28.5%）、 组串型逆变器 （66.5%）与 微型逆变器 三种。其中组串型逆变器是未来行业三大趋势之一。

集中型逆变器 ：大型地面、水面、工商业屋顶（500-3400kw）

优势：技术成熟，逆变器和元器件数量少，故障点少可靠性高。

劣势：总功率受个别太阳能电池影响大，需要较大空间布置逆变器，后期维护较为复杂，总成本较高。

代表企业： 华为、阳光电源、上能电气 等企业

组串型逆变器 ：小型分布式和地面站-工商业屋顶、复杂山区（20-300kw）,户用（20kw以下）控制效果最好；

优势：逆变器体积小，重量轻便于安装，可最大限度提高发电量。

劣势：逆变器数量多，电子元器件多，总故障率相对较高。

代表企业： 锦浪 科技 、固德威 等

微型逆变器 ：单体容量一般在1kw以下，多路MPPT+单机集中逆变。

优势：安装简单，安全，可最大限度提高发电量。

劣势：价格较高，适用范围小。

以目前光伏逆变器的市场情况来看，微型逆变器市场份额小，集中式逆变器是光伏发展早期的首选，因安装不方便和总成本较高的限制，增速大不如前。组串式逆变器因价格较低，安装方便的优势，得到了用户的青睐，市场份额不断提高。在短短几年间就成为全球光伏逆变器出货量最高企业的华为，其主打产品就是组串式逆变器。

组串型逆变器适应于 分布式光伏 应用场景，同时向集中地面电站场景扩展。随着下游应用场景增加，分布式光伏占比不断提升，预计组串型逆变器的市场空间将达到523亿，2020-2025年间的复合增长率14%，增长空间巨大！

2021十大光伏逆变器品牌排行榜：

1、华为 2、阳光电源

3、上能电气 4、古瑞瓦特

5、固德威 6、特变电工

7、科华数据 8、科士达

9、锦浪 科技 10、首航新能源

风电变流器行业竞争格局及发展趋势

国内风电变流器厂商整体起步较晚，长期以来，风电变流器因技术及工艺设计难度大、可靠性要求高等因素而被ABB、西门子、艾默生等国外几个电气巨头所垄断。但随着国内风电行业的快速发展，以及国家政策的扶持，国产变流器厂家纷纷发力。经过“十二五”期间产业界的持续努力和竞争，目前国产陆上风电变流器在国内市场上已成为主导，进口产品的市场占有率逐年下滑，部分企业甚至淡出了国内风电市场竞争。

值得注意的是，与陆上风电变流器相比，海上风电变流器对产品功率、可靠性、稳定性以及抗高湿高盐雾性能的要求更为苛刻，技术壁垒极高。我国海上风电使用的主要还是国际大型电气公司的变流器产品。

目前国内风电变流器市场，主要有以下两类参与者：一是能够生产风电变流器的风电整机企业或其设立的以制造变流器为主业的子公司，产品主要供给自身或母公司，以金风 科技 子公司天诚同创为代表；二是广泛参与市场竞争的独立变流器生产厂商，以 禾望电气 为代表。

据了解， 金风 科技 、明阳智能 等行业龙头设有自己的变流器子公司，同时上述企业亦使用了部分第三方生产厂商生产的变流器产品。而其他风机厂商，变流器产品则主要外采自 禾望电气、阳光电源、日风电气 等第三方供应商。

总结：

逆变器和变流器是光伏和风电发电并网的核心部分，技术含量相对较高。光伏逆变器环节我们基本上实现了国产化；风电变流器方面，国产陆上风电变流器在国内市场上已成为主导，但海上风电目前技术还相对薄弱，在变流器的关键技术层面，我国与欧美等发达国家还有一定的差距，随着我国风电的快速发展特别是海上风电的建设，掌握核心技术是必须要做的事情。未来研发投入高，自主创新能力强，掌握核心技术企业将会走出来。

光伏逆变器是可以将光伏太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电的逆变器，可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。 其是光伏阵列系统中重要的系统平衡之一，可以配合一般交流供电的设备使用。它有配合光伏阵列的特殊功能，例如最大功率点追踪及孤岛效应保护的机能。

中文名

光伏逆变器

又称

电源调整器

分为

独立型电源用、并网用

整流电路

完成整流功能的电路

平衡压差

蒲微防水透气阀

简介

通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。

如上所述，逆变器有多种类型，因此在选择机种和容量时需特别注意。尤其在太阳能发电系统中，逆变器效率的高低是决定太阳电池容量和蓄电池容量大小的重要因素。

工作原理

光伏逆变器由升压回路和逆变桥式回路构成，升压回路主要用于将直流电压升压至逆变器输出所需直流电压，逆变桥式回路主要用于将升压后的直流电压转换为固定频率的交流电压。因此，经升压回路和逆变桥式回路完成将直流电转换为交流点的功能。

发展

2005至2010年，全球光伏逆变器市场规模由10.7亿美元增至71.8亿美元，年复合增长率为46.3%。欧洲、亚太地区及北美地区太阳能光伏产业的发展是光伏逆变器市场增长的主要推动力。

国内光伏逆变器与欧美企业相比，在价格、成本方面均有一定的成本优势，比如2012年SMA所销售逆变器产品的平均价格和平均成本分别为0.19欧元/W、0.15欧元/W，阳光电源则分别为0.69元/W、0.46元/W。另外随着太阳能逆变器产业不断发展，可观察到太阳能逆变器出现与模块品牌或系统品牌结合的现象。且大厂不断加强在各地市场布局，不管是透过代理商进入市场或在当地设工厂。而随着越来越多竞争者加入太阳能逆变器产业，预期制造商与经销商的毛利将逐渐降低。——（2014年全球光伏逆变器市场价格指数浅析）

目前，光伏逆变器产品价格将进入平缓的下降期，预计到2014年底将下降至0.4元/W，2015年底将跌破0.4元/瓦，在价格继续下滑的背后，预计2014年光伏逆变器收入增长7%至102亿美元。

据《2013-2017年全球光伏逆变器行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》监测数据显示，2007年我国光伏新增装机量仅20MW，到2010年国内光伏新增装机量约520MW，是2009年228MW装机量的2倍多。2011年我国新增装机量达到2.9GW，在全球排名第四。

前瞻网预计，2015年我国光伏逆变器需求量将达到5.0GW，2020年将达到10GW。

在我国“十一五”期间，诸如逆变器等光伏发电配套设备多处在研发和创新阶段，较少受到政策关注。“十二五”时期，光伏发电市场的趋势是向全产业链发展，晶硅、组件以外的配套设备将受到市场与政策的进一步关注，发改委将逆变器列入指导目录鼓励类，就是这一趋势的体现。

2010年，我国光伏并网容量达500兆瓦，逆变器市场在5亿元左右。目前，“十二五”国内的光伏装机容量目标大幅上调到10GW，较之前公布的目标翻了一番。假设这些装机全部并网，按照1元/瓦造价计算，预计到2015年，国内逆变器市场将达到100亿元。

随着光伏逆变器行业竞争的不断加剧，大型光伏逆变器企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内优秀的光伏逆变器生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的光伏逆变器品牌迅速崛起，逐渐成为光伏逆变器行业中的翘楚！[2]

光伏逆变器是电力电子技术在太阳能发电领域的应用，行业技术水平和电力电子器件、电路拓扑结构、专用处理器芯片技术、磁性材料技术和控制理论技术发展密切相关。

[3]另外，功率等级在200 瓦～500 瓦的微型逆变器，可方便地在幕墙、窗台、小型屋面上使用，在最近几年也成为一个细分市场热点。组串型光伏逆变器单相产品以升压电路+单相无变压器拓扑结构为主；组串型光伏逆变器三相产品以升压电路+三相三电平无变压器拓扑结构为主；电站型光伏逆变器以三相桥式电路拓扑为主，同时包括无变压器和有变压器两类。光伏逆变器重点关注以下技术指标：高效率：光伏逆变器的转换效率的高低直接影响到太阳能发电系统在寿命周期内发电量的多少。

根据产品型号的不同，国际一流品牌的产品的转换效率最高可达98%以上。长寿命：光伏发电系统设计使用寿命一般为20 年左右，所以要求光伏逆变器的设计寿命需要达到较高水平。高可靠性：光伏逆变器发生故障将会导致光伏系统停机，直接带来发电量的损失，所以高可靠性是光伏逆变器的重要技术指标。宽直流电压工作范围：因为单块太阳电池组件的输出直流电压比较低，所以在实际应用中需要进行多块串联，得到一个较高的直流电压，再进行多组并联后输入到光伏逆变器。由于不同功率、不同电压的光伏电池、不同的串并联方案组合，要求对同一规格的光伏逆变器能够适应不同的直流电压输入。所以，光伏逆变器具有越宽的直流电压工作范围，就越能适应客户的实际应用需求。

符合电网并网要求：各国电网对于接入电网的设备都有着严格的技术要求，包括并网电流谐波、注入电网直流分量、电网过欠压时保护、电网过欠频时保护、孤岛保护等。随着大量可再生能源发电设备的接入，对电网的运行、调度提出了新的挑战，电网提出了如低电压穿越、无功补偿、储能等新要求。

1.要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。

2.要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。

3.要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V蓄电池，其端电压可在10V～16V之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。

4.在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的要求，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免与公共电网的电力污染，也要求逆变器输出正弦波电流。

编辑本段

工作原理

逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V，在中、小容量的逆变器中，由于直流电压较低，如12V、24V，就必须设计升压电路。

中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种，推挽电路，将升压变压器的中性插头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功 光伏并网逆变器率晶体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。

全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管调节输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地，因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外，为防止上、下桥臂发生共同导通，必须设计先关断后导通电路，即必须设置死区时间，其电路结构较复杂。

编辑本段

控制电路工作

上述几种逆变器的主电路均需要有控制电路来实现，一般有方波和正弦波两种控制方式，方波输出的逆变电源电路简单，成本低，但效率低，谐波成份大。正弦波输出是逆变器的发展趋势，随着微电子技术的发展，有PWM功能的微处理器也已问世，因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。

1.方波输出的逆变器

1.方波输出的逆变器目前多采用脉宽调制集成电路，如SG3525，TL494等。实践证明，采用SG3525集成电路，并采用功率场效应管作为开关功率元件，能实现性能价格比较高的逆变器，由于SG3525具有直接驱动功率场效应管的能力并具有内部基准源和运算放大器和欠压保护功能，因此其外围电路很简单。

2.正弦波输出的逆变器

2.正弦波输出的逆变器控制集成电路，正弦波输出的逆变器，其控制电路可采用微处理器控制，如INTEL公司生产的80C196MC、摩托罗拉公司生产的MP16以及MI－CROCHIP公司生产的PIC16C73等，这些单片机均具有多路PWM发生器，并可设定上、下桥臂之间的死区时间，采用INTEL公司80C196MC实现正弦波输出的电路，80C196MC完成正弦波信号的发生，并检测交流输出电压，实现稳压。

编辑本段

主电路功率器件的选择

逆变器的主功率元件的选择至关重要，目前使用较多的功率元件有达 小功率的光伏并网逆变器设计图林顿功率晶体管（BJT），功率场效应管（MOS－FET），绝缘栅晶体管（IGBT）和可关断晶闸管（GTO）等，在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET，因为MOSFET具有较低的通态压降和较高的开关频率，在高压大容量系统中一般均采用IGBT模块，这是因为MOSFET随着电压的升高其通态电阻也随之增大，而IGBT在中容量系统中占有较大的优势，而在特大容量（100kVA以上）系统中，一般均采用GTO作为功率元件。

光伏逆变器 并网逆变器 太阳能逆变器SolarMax的光伏逆变器规格全，既有小功率的组串逆变器，又有大功率的集中式逆变器，随着中国光伏发电市场的迅速发展，SolarMax逆变器必然会被越来越多的中国客户使用。

其他光伏逆变器概念股还有： 固德威、茂硕电源、国电南瑞、许继电气、盛弘股份、上能电气、动力源、金杯电工、禾望电气、海陆重工、时代电气等。

拓展资料：

一、捕捉龙头股的准备工作

1、首先要选择在未来行情中可能形成热点的板块。需要注意的是:板块热点的持续性不能太短，板块所拥有的题材要具备想象空间，板块的领头羊个股要具备能够激发市场人气、带动大盘的能力。

2、所选的板块容量不能过大。如果出现板块过大的现象，就必须将其细分。例如深圳本地股的板块容量过大，在一轮中级行情中是不可能全盘上涨的，因此可以根据行业特点将其细分为几个板块，这样才可以有的放矢地选择介入。

3、精选个股。选股时要注意:宜精不宜多，一般每个板块只能选3～6只，多了不利于分析、关注以及快速反应的出击。

4、板块设置。将选出的板块和股票设置到分析软件的自定义板块中，便于今后的跟踪分析。自定义板块名称越简单越好，如A、B、C??看盘时一旦发现领头林小羊启动，可以用键盘精灵一键敲定，节约操盘时间，有条件的投资者可以开启预警功能。

5、跟踪观察。投资者选择的板块和个股未必全部能成为热点，也未必能立刻展开逼空行情，投资者需要长期跟踪观察，把握最佳的介入时机。

二、捕捉龙头股的技巧

1、根据板块个股选龙头股。具体操作方法是密切关注板块中的大部分个股的资金动向，当某一板块中的大部分个股有资金增仓现象时，要根据个股的品质特别留意有可能成为领头羊的品种，一旦某只个股率先放量启动时，确认向上有效突破后，不要去买其它跟风股，而是追涨这只领头羊，这叫"擒贼先擒王"。这种选股方法看上去是追涨已经高涨且风险很大的个股，实际上由于龙头股具有先板块启动而起，后板块回落而落的特性，所以，它的安全系数和可操作性均远高于跟风股，至于收益更是跟风股望尘莫及。

2、追涨龙头股的第一个涨停板。如果，投资者错过了龙头股启动时的买入机会，或者投资者的研判能力弱，没能及时识别龙头股，则可以在其拉升阶段的第一个涨停板处追涨，通常龙头股的第一个涨停板比较安全，后市最起码有一个上冲过程，可以使投资者从容地全身而退。具体的追涨方法有两种:

A、在龙头股即将封涨停时追涨。如:中国联通在2003年1月14日上午开盘45分钟后封上涨停板，投资者可以有充足的时间，在它即将封涨停板时追涨买入。B、在龙头股封涨停后打开涨停时追涨。如:中信证券在2003年1月9日开盘后不到10分钟，即涨停，使投资者来不及介入。但这种快速封涨停的个股，往往一时立足未稳。中信证券在封涨停板后不久，盘中曾经出现5分钟打开涨停的时间，投资者可以乘机买入。

3、在龙头股强势整理期间介入。即使最强劲的龙头股行情，中途也会有强势整理的阶段。这时，是投资者参与龙头股操作的最后阶段，投资者需要把握其休整的机遇，积极参与。但是，这种操作方式也存在一定风险，当市场整体趋势走弱，龙头股也可能会从强势整理演化为真的见顶回落。识别龙头股是见顶回落还是强势整理，主要应用心理线指标PSY:当龙头股进转入调整时，PSY有效贯穿50的中轴线时，则说明龙头股已经见顶回落，投资者不必再盲目追涨买入。如果，PSY始终不能有效贯穿50的中轴线，则说明龙头股的此次调整属于强势整理，后市仍有上涨空间，投资者可以择机介入。

光伏逆变器会用最大功率点追踪（MPPT）的技术来从太阳能板抽取最大可能的功率。

太阳能电池的太阳辐照度、温度及总电阻之间有复杂的关系，因此输出效率会有非线性的变化，称为电流-电压曲线（I-Vcurve）。

最大功率点追踪的目的就是在各环境下，针对太阳能模组的输出取_，产生一个（太阳能模组的）负载电阻来获得最大的功率。

离网：光伏组件通过充电控制器给蓄电池充电，通过逆变器给负载使用。先用光伏的电，余电储存，不可将电接入国家电网

微网储能：由多种能源体搭建而成，光伏发电，风力发电，柴油机发电，水力发电，将这些电通过EMS能源管理系统，以最优的配置管理，自用，用蓄电池储能，余电接入国家电网。也有户用级的。

三种逆变器应用不同的场合：

并网：有市电接入点，平时有市电可用，当阴雨天组件不能发电时，不影响用户使用。

离网：目的是将光伏发电供自己用，多余的电储存起来晚上或阴雨天时用，不受市电停电的影响。在无电地区应用比较多。

微网储能：一般应用在大型无电地区，以镇，村级为单位，海岛上等大型公共场合。一般户用级也有安装储能逆变器的，可能成本上高了一些。

总之，根据自己的应用条件来选择适合自己的光伏系统，在应用，成本上都能得到最优的配置。

离网逆变器相当于自己建立起一个独立的小电网，主要是控制自己的电压，就是一个电压源。

并网逆变器不需要储能，但能量不可调控，光伏发多少就往网上送多少，根本就不管人家要不要。电网很不喜欢。

离网一般需要储能，并不往网上送能量。电网无权干涉。

混合逆变器没有明确的概念，但目前既储能双并网的逆变器确实有，有接收调控制的能力，希望电网能接收，毕竟光伏产业需要他们的支持。

在我国未来发展绿色经济、低碳经济的过程中，光伏逆变器是我们有效利用太阳能这一清洁能源的必备装置。光伏逆变器研发技术水平的提升对提高我国新能源科技利用技术与装备水平有着重要意义。

对于光伏发电而言，大功率光伏并网逆变技术就是光伏发电系统的核心。兆瓦级光伏逆变器研发平台项目建成后，将增强我国新能源技术研发和创新力度，有望打破关键技术被国外垄断的局面，高端产品也可以实现国产化。

前瞻网发布的 《 中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》指出

目前国内厂商进入者较多的领域是中小功率逆变器，其技术已与国外厂商处于同一水平。而国内企业由于产能建设快，劳动力成本相对较低，在中小功率逆变器上具有较明显的竞争优势。

我国逆变器的发展趋势是向两头集中：电站型大功率逆变器和微逆变器。随着技术的进步和规模的扩大，成本的降低使其应用前景值得看好。

未来光伏并网安装量将占据90%的市场，大型电站的建立、屋顶太阳能的应用是光伏业的主要发展方向。但随着未来发电成本达到常规水电、火电成本水平后，离网应用比例会增加。现阶段并网逆变器为各厂商投入开发的重点，其技术指标代表了光伏逆变器技术水平的高低。

前瞻预计，在未来几年，微逆变器的使用将在小型发电站建设中普及开来，如果能使用优化器，集合两种逆变器的优势：产差电量提高、即时掌握装置的故障情况以及能够在光伏电池板出电口切断电源，那么微逆变器的使用也能在大型发电站建设中得到普及。

2.离网系统就是指，光伏发电系统发出来的电存储到蓄电池，通过逆变器变为交流电供用电设备直接使用，或者不经过逆变直接供直流用电设备用电，并不与电网相连。太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。奥太储能逆变器可以是实现户用离网储能发电。

3.并网和离网的区别就是并网要接入电网，而离网可以储能直接供电使用，不接入电网。