楊娜

面對(duì)碳中和的全球趨勢(shì)以及零碳發(fā)展的“星辰大?！保瑒?chuàng)新與企業(yè)家精神的充分綻放，將成為中國低碳轉(zhuǎn)型的加速器。

針對(duì)光伏發(fā)電平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）需進(jìn)一步下降的現(xiàn)實(shí)，儲(chǔ)能安全性、容量失配、壽命、運(yùn)維等方面存在的問題，以及新能源滲透率提升，電網(wǎng)友好性要求迅速提高的挑戰(zhàn)等，2021年在光伏與儲(chǔ)能領(lǐng)域的智能化創(chuàng)新正生逢其時(shí)。

3月17日，華為重磅推出《智能光儲(chǔ)解決方案》《智能組串式儲(chǔ)能解決方案》，同時(shí)攜手行業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)、合作伙伴針對(duì)電站安全、大電流組件適配、儲(chǔ)能新趨勢(shì)，重磅發(fā)布了《智能組串式儲(chǔ)能技術(shù)白皮書》《光伏方陣逆變器電氣安全設(shè)計(jì)白皮書》《針對(duì)大硅片組件逆變器相關(guān)選型設(shè)計(jì)白皮書》三大白皮書。

融合創(chuàng)新

雖然前途一片光明，光伏要成為主力能源，最重要的實(shí)現(xiàn)途徑還是經(jīng)濟(jì)性驅(qū)動(dòng)，即LCOE的降低。平價(jià)時(shí)代，通過技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)加速LCOE的降低，已經(jīng)成為不變的主旋律。

華為基于在光伏、儲(chǔ)能技術(shù)與數(shù)字信息技術(shù)的深度積累，將多個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)跨界融合，追求光伏電站端到端全面智能化。融合創(chuàng)新，助力能源數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型是華為成功的法寶。

作為全球領(lǐng)先的ICT基礎(chǔ)設(shè)施和智能終端提供商，華為不斷發(fā)揮著通訊、云計(jì)算及智能終端領(lǐng)域的深度積累，在技術(shù)研究與應(yīng)用上保持全球領(lǐng)先。在能源行業(yè)，華為更是深耕30年，通過在電力電子、儲(chǔ)能和并網(wǎng)技術(shù)上的深度研究，為智能發(fā)展提供綠色、高效、穩(wěn)定的供電解決方案。

華為擁有10年儲(chǔ)能研發(fā)積累，50億瓦時(shí)鋰電應(yīng)用，聚焦電池充放電管理、溫度控制與主動(dòng)安全等關(guān)鍵技術(shù)；擁有電力電子領(lǐng)域30年研發(fā)積累與百吉瓦應(yīng)用，從功率器件、拓?fù)涞剿惴ㄈ骖I(lǐng)先業(yè)界。華為服務(wù)全球179家電力公司，基于全球各種復(fù)雜類型電網(wǎng)數(shù)據(jù)的積累與分析，可持續(xù)針對(duì)不同電網(wǎng)特點(diǎn)優(yōu)化并網(wǎng)算法，實(shí)現(xiàn)可靠并網(wǎng)。

更優(yōu)度電成本

據(jù)華為數(shù)字能源公司首席運(yùn)營官、華為智能光伏業(yè)務(wù)總裁陳國光介紹，華為通過數(shù)字技術(shù)與光伏儲(chǔ)能技術(shù)融合，推出的FusionSolar智能光儲(chǔ)解決方案，通過電站端到端全面的智能化，可有效推動(dòng)生命周期內(nèi)LCOE降低5%，LCOS降低10%。

據(jù)國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)總監(jiān)胡彬分析，一般儲(chǔ)能系統(tǒng)10年生命周期內(nèi)保持額定放電能力14兆瓦時(shí)，采用傳統(tǒng)儲(chǔ)能方案不支持分期補(bǔ)電，初期配置23.3兆瓦時(shí)，投資預(yù)計(jì)4660萬元。如采用華為儲(chǔ)能方案支持模組級(jí)分期補(bǔ)電，初始配置將降低31%，有望減少總投資達(dá)1273萬元。

此外，該解決方案中可以進(jìn)一步降低度電成本的利器是智能運(yùn)維。今年華為推出智能IV診斷4.0版本，在線、全量的檢測(cè)助力運(yùn)維成本降低20%以上。在電站剛建成消缺時(shí)應(yīng)用，還可以加速消缺進(jìn)程。據(jù)悉，在山西領(lǐng)跑者項(xiàng)目中，消缺時(shí)間從60天縮短到了20天。同理，日常運(yùn)維時(shí)可改變傳統(tǒng)人工運(yùn)維模式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能運(yùn)維后，運(yùn)維人員只需針對(duì)性上站，極大降低了運(yùn)維成本。電站交易時(shí)通過IV診斷，快速生成全量組件診斷報(bào)告，更可提升電站交易價(jià)值。

目前，光伏行業(yè)內(nèi)的IV檢測(cè)水平參差不齊。為規(guī)范這一特性，北京鑒衡認(rèn)證中心去年推出了認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，從識(shí)全率、重現(xiàn)率、致因判斷準(zhǔn)確率等幾個(gè)維度做出評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試結(jié)果顯示，華為智能IV診斷實(shí)際檢測(cè)結(jié)果識(shí)全率為100%、重現(xiàn)率96.23%、準(zhǔn)確率96.8%。以上均達(dá)到90%以上，獲行業(yè)最高L4等級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于競(jìng)爭對(duì)手。

更高發(fā)電量

隨著大尺寸硅片組件的應(yīng)用，常規(guī)逆變器每路組串輸入電流最大僅為15安，無法匹配大電流組件17.3安峰值電流，基于青海共和與寧夏同心光伏電站的仿真結(jié)果，常規(guī)逆變器直流限發(fā)損失為0.86%和0.48%。

在電站安全特性上，華為推出全球首個(gè)具備智能組串分?jǐn)喙δ艿墓夥刂破鳎嵘夥绷飨到y(tǒng)的可靠性。為匹配大尺寸組件高功率、大電流的特性，華為基于HAV3平臺(tái)全球35吉瓦的成熟應(yīng)用，推出了更優(yōu)適配大尺寸組件的寬電流逆變器，通過將每路組串輸入電流從15安提升至20安，有效避免了限發(fā)，提升光伏電站的發(fā)電量。

隨著光伏直流功率的不斷提升，原有光伏直流系統(tǒng)的短路保護(hù)問題越發(fā)嚴(yán)峻，交流側(cè)保護(hù)當(dāng)前已十分成熟，但光伏直流側(cè)保護(hù)還應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)。

交流側(cè)短路時(shí)，短路電流來源于電網(wǎng)。當(dāng)短路電流高達(dá)幾十安時(shí)，斷路器能夠可靠地分?jǐn)啾Ｗo(hù)。但是光伏直流側(cè)短路電流來自于組件，僅為組件峰值電流的1.1倍。而傳統(tǒng)組串式直流側(cè)無主動(dòng)分?jǐn)嚅_關(guān)，在逆變器內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，也無法分?jǐn)喙收想娏鳌?/p>

華為智能組串分?jǐn)嗤ㄟ^高精度直流傳感器，精確檢測(cè)每路組串電流信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，可快速發(fā)出脫扣保護(hù)和主動(dòng)告警，能夠?qū)崿F(xiàn)組串反灌保護(hù)與逆變器內(nèi)部故障保護(hù)，有效提升光伏直流系統(tǒng)安全。

同時(shí)，該解決方案還憑借SDS智能直流發(fā)電系統(tǒng)，優(yōu)化跟蹤支架算法，平均提升發(fā)電量超過1%。這一數(shù)據(jù)在廣西玉柴、安徽濉溪、青海共和以及印度、西班牙等全球多處電站均得到了驗(yàn)證。其中廣西玉柴從2020年12月至2021年3月，SDS測(cè)試4個(gè)月時(shí)間提升發(fā)電量2.26%。之所以有這么高的提升，主要原因是廣西地處低緯度地區(qū)雨水較多。針對(duì)早晚反跟蹤和陰雨天完美匹配，將SDS帶來更高發(fā)電量提升的優(yōu)勢(shì)反映出來。

據(jù)悉，目前行業(yè)主流支架廠家都已經(jīng)與華為形成了跟蹤支架算法優(yōu)化的合作，希望能夠一起建立智能跟蹤新生態(tài)。

極致安全的組串式儲(chǔ)能

國網(wǎng)國調(diào)中心副總工程師裴哲義指出，目前行業(yè)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了電池模塊缺陷、BMS缺陷、充放電時(shí)間、充放電功率達(dá)不到設(shè)計(jì)值、電池一致性差等問題，應(yīng)高度重視電化學(xué)儲(chǔ)能安全問題。

北京鑒衡認(rèn)證中心副主任紀(jì)振雙認(rèn)為，從電站安全的角度，一批已建成電站安全保障程度不夠，應(yīng)更加注重全要素、全過程安全風(fēng)險(xiǎn)防控，特別是利用智能化手段，提高電站安全智控水平和主動(dòng)安全能力。

經(jīng)過10年積累，華為儲(chǔ)能專職研發(fā)人員超500人，并已建立十億瓦時(shí)級(jí)別儲(chǔ)能生產(chǎn)線，以及從電芯到儲(chǔ)能整機(jī)的端到端驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)。其領(lǐng)先的電池精度管理、云BMS、消防設(shè)計(jì)等技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信站點(diǎn)能源、數(shù)據(jù)中心、戶用及微網(wǎng)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)中，累計(jì)鋰電儲(chǔ)能發(fā)貨已超50億瓦時(shí)。在極寒的珠峰、高溫的赤道國家、高濕的佛得角等海島，可能是基站，也可能是離網(wǎng)項(xiàng)目，都可以看到華為的儲(chǔ)能產(chǎn)品高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

這些應(yīng)用于全球的實(shí)例，就是華為儲(chǔ)能產(chǎn)品最好的證明。在華為智能光儲(chǔ)解決方案中，推出了首個(gè)智能組串式儲(chǔ)能系統(tǒng)與智能儲(chǔ)能控制器，通過模塊化設(shè)計(jì)、電池包精細(xì)化管理與簇級(jí)溫控，提升儲(chǔ)能系統(tǒng)在生命周期的放電量。

基于組串化、智能化、模塊化的設(shè)計(jì)理念，華為智能組串式儲(chǔ)能解決方案將儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理精細(xì)化到電池包級(jí)，通過一包一優(yōu)化，充放電量提升6%，一簇一管理，充放電量提升7%。還有創(chuàng)新的分布式散熱架構(gòu)，可保障電池壽命。模塊化設(shè)計(jì)無易損件，儲(chǔ)能系統(tǒng)可用度99.9%。整個(gè)產(chǎn)品方案具備更高放電、更優(yōu)投資、極簡運(yùn)維、安全可靠等一系列優(yōu)勢(shì)。

更強(qiáng)支撐電網(wǎng)

利用自身在軟件方面的優(yōu)勢(shì)，華為通過智能并網(wǎng)算法，可以適應(yīng)SCR為1.2的極弱電網(wǎng)環(huán)境，以及強(qiáng)電網(wǎng)的環(huán)境。在全場(chǎng)景下都可以實(shí)現(xiàn)滿功率穩(wěn)定并網(wǎng)運(yùn)行，以及諧波小于1%和連續(xù)高低電壓穿越不脫網(wǎng)。行業(yè)里很多廠家都宣傳支持弱電網(wǎng)SCR1.2和1.5場(chǎng)景，但實(shí)際上做不到在弱電網(wǎng)場(chǎng)景下滿功率輸出，或者在高低電壓穿越時(shí)直接脫網(wǎng)，諧波也會(huì)大幅超標(biāo)。所以在關(guān)注弱電網(wǎng)場(chǎng)景時(shí)，一定要關(guān)注弱電網(wǎng)不同場(chǎng)景下的運(yùn)行指標(biāo)，而不是僅僅關(guān)注是否宣稱是否支持。

2019年，澳洲制定了全球最嚴(yán)格的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求，不僅要求逆變器要適應(yīng)SCR為1.5的弱電網(wǎng)環(huán)境，更要求支持持續(xù)1.8秒、連續(xù)15次高低電壓穿越不脫網(wǎng)。華為逆變器已成為業(yè)界首款通過該標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的逆變器，充分展示了華為在電網(wǎng)適應(yīng)性方面的強(qiáng)大技術(shù)能力。

特高壓會(huì)成為未來新能源電力的主要輸送線路。截至目前，國家電網(wǎng)建成投運(yùn)“十四交十二直”共26項(xiàng)特高壓工程，直流線路在特高壓工程中占比45%。由于直流線路的電力電子特性，若光伏電站在高電壓穿越期間，有功功率波動(dòng)過大，極易引起網(wǎng)側(cè)電壓震蕩，嚴(yán)重情況下甚至?xí)?dǎo)致區(qū)域大停電。針對(duì)以上情況，我國在2019年也出臺(tái)了新的光伏逆變器并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)GB/T37408，條款中明確要求1.3倍高電壓穿越時(shí)，逆變器有功波動(dòng)需要小于10%。

華為組串式逆變器運(yùn)用智能并網(wǎng)算法，保證高電壓穿越期間輸出不降額。華為196千瓦機(jī)型在2020年4月份通過了新國標(biāo)測(cè)試，成為業(yè)界首款通過該標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的逆變器。

坐擁領(lǐng)先技術(shù)、面對(duì)廣闊市場(chǎng)，陳國光表示：“在光伏迎來大發(fā)展機(jī)遇時(shí)，華為不會(huì)盲目發(fā)展。我們希望行業(yè)內(nèi)的合作伙伴們秉承開放、合作、共贏的態(tài)度，共同完善標(biāo)準(zhǔn)體系和商業(yè)模式，建設(shè)更多高標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量電站，讓整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈分享收益。讓整個(gè)行業(yè)能夠長期穩(wěn)定健康發(fā)展。”■