【2022年12月23日,中國,深圳】華為面向行業(yè)舉辦智能光伏十大趨勢(shì)發(fā)布會(huì)。會(huì)上,華為智能光伏業(yè)務(wù)總裁陳國光從多場景協(xié)同、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、重構(gòu)安全等維度出發(fā),全面解讀了智能光伏十大趨勢(shì),為光伏產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供參考,并發(fā)布重磅白皮書。
光伏正在迎來最好的時(shí)代。隨著以光伏為代表的新能源占比不斷提升,如何持續(xù)降低光儲(chǔ)系統(tǒng)度電成本,提升運(yùn)營運(yùn)維效率,提升電網(wǎng)對(duì)新能源消納能力的同時(shí)保持電網(wǎng)穩(wěn)定性,以及保障端到端的系統(tǒng)安全是業(yè)界共同面對(duì)的關(guān)鍵難題。
陳國光表示,“雙碳”戰(zhàn)略在全球的逐步落地,大大加速了光伏成為主力能源的進(jìn)程。 光伏產(chǎn)業(yè)大爆發(fā)背景下,挑戰(zhàn)永遠(yuǎn)與機(jī)遇并存。華為展望光伏行業(yè)發(fā)展十大趨勢(shì),希望能給業(yè)界同仁及所有關(guān)心綠色可持續(xù)發(fā)展的組織與個(gè)人帶來一些啟發(fā)。
趨勢(shì)一 光儲(chǔ)發(fā)電機(jī)
隨著新能源占比不斷提升,給電網(wǎng)帶來了沖擊,使其面臨系統(tǒng)穩(wěn)定性、功率平衡以及電能質(zhì)量等多種復(fù)雜的技術(shù)問題。
因此,改變新能源控制模式,提高有功和無功控制與響應(yīng)能力,主動(dòng)緩解頻率和電壓波動(dòng),讓光伏發(fā)電從Grid Following走向Grid Forming,將成為解決光伏并網(wǎng)消納的重要舉措。通過光儲(chǔ)融合+Grid Forming技術(shù),打造智能光儲(chǔ)發(fā)電機(jī),將新能源的控制邏輯,從電流源型控制轉(zhuǎn)為電壓源型控制,并具備強(qiáng)慣量支撐、瞬時(shí)穩(wěn)壓與故障穿越能力,讓光伏發(fā)電從適應(yīng)電網(wǎng)走向支撐電網(wǎng),加速光伏成為主力能源。
趨勢(shì)二 高密高可靠
光伏電站向大功率、高可靠發(fā)展已成為趨勢(shì)。 以光伏逆變器為例,直流電壓已經(jīng)由1100V提升到1500V。通過碳化硅、氮化鎵等新材料的應(yīng)用,以及將數(shù)字技術(shù)與電力電子技術(shù)、熱管理技術(shù)等充分結(jié)合,預(yù)計(jì)未來5年,逆變器的功率密度將再提升~50%,同時(shí)保證設(shè)備的高可靠性。
青海省海南州特高壓項(xiàng)目2.2GW光伏電站, 9216臺(tái)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行在3100米高海拔嚴(yán)酷環(huán)境中,華為逆變器總計(jì)可用時(shí)長高達(dá)2千萬小時(shí),系統(tǒng)可用度高達(dá)99.999%,保障系統(tǒng)高發(fā)電量,降低度電成本。
趨勢(shì)三 組件級(jí)電力電子(MLPE)
分布式光伏在產(chǎn)業(yè)政策和技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下近年來迎來蓬勃發(fā)展。如何充分利用屋頂資源、提升發(fā)電量、同時(shí)保障光儲(chǔ)系統(tǒng)安全成為關(guān)鍵要點(diǎn),因此,引入更精細(xì)化的管理成為必須。
組件級(jí)電力電子器件(Module-Level Power Electronics, MLPE)在光伏系統(tǒng)中指能對(duì)單個(gè)或幾個(gè)光伏組件進(jìn)行精細(xì)化控制的電力電子設(shè)備,包括微型逆變器、功率優(yōu)化器和關(guān)斷器,組件級(jí)發(fā)電、監(jiān)控和安全關(guān)斷是其獨(dú)特價(jià)值。隨著光伏系統(tǒng)向著更安全、智能化發(fā)展,預(yù)計(jì)2027年MLPE在分布式市場滲透率將提升至20%-30%。
趨勢(shì)四 組串式儲(chǔ)能
相較于傳統(tǒng)集中式儲(chǔ)能解決方案,智能組串式儲(chǔ)能解決方案是將數(shù)字信息技術(shù)與光伏、儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行跨界融合,基于分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu),采用電池模組級(jí)能量優(yōu)化、電池單簇能量控制、數(shù)字智能化管理、全模塊化設(shè)計(jì)等創(chuàng)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期內(nèi)更高放電、更優(yōu)投資、極簡運(yùn)維、安全可靠的價(jià)值。其具有組串式、智能化、模塊化三大特點(diǎn)。
在東南亞地區(qū)最大的儲(chǔ)能電站項(xiàng)目——新加坡200MW/200MWh項(xiàng)目中,針對(duì)客戶電網(wǎng)調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用的應(yīng)用場景,智能組串式儲(chǔ)能通過充放電精細(xì)化管理,實(shí)現(xiàn)更長時(shí)間的恒功率輸出,保障調(diào)頻收益。同時(shí),通過電池包級(jí)自動(dòng)SOC標(biāo)定功能,節(jié)省人力開支,大幅提升運(yùn)維效率。
趨勢(shì)五 電芯級(jí)精細(xì)管理
正如光伏系統(tǒng)向組件級(jí)電力電子(MLPE)發(fā)展一樣,鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)也一定會(huì)朝著更小的管理顆粒度進(jìn)發(fā)。 只有針對(duì)電芯開展精細(xì)化管理,才能更有效地應(yīng)對(duì)效能與安全問題。當(dāng)前,傳統(tǒng)端側(cè)BMS只能將有限的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和簡單分析,幾乎不可能做到故障的早期發(fā)現(xiàn)與預(yù)警。因此,需要讓BMS(Battery Management System)“更敏感”、“更智能”,甚至要“預(yù)知未來”,這有賴于大量數(shù)據(jù)的采集與運(yùn)算處理,并結(jié)合AI技術(shù)找到最優(yōu)點(diǎn)、對(duì)趨勢(shì)做出預(yù)判。
趨勢(shì)六 “光儲(chǔ)網(wǎng)”融合
在發(fā)電側(cè),建設(shè)光儲(chǔ)清潔能源基地,利用特高壓送至負(fù)荷中心已在成為趨勢(shì)。在用電側(cè),構(gòu)建虛擬電廠(VPP)把海量分布式光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能及可控負(fù)荷相結(jié)合,將分散的發(fā)電單元、儲(chǔ)電單元靈活調(diào)度,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷也已在多個(gè)國家開始落地。
因此,構(gòu)建“光儲(chǔ)網(wǎng)”融合的穩(wěn)定能源系統(tǒng),支撐光伏送出與消納,將成為解決能源安全與能源獨(dú)立關(guān)鍵舉措。通過融合數(shù)字技術(shù)、電力電子技術(shù)與儲(chǔ)能技術(shù),實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)、協(xié)調(diào)互濟(jì)。應(yīng)用5G、AI、云技術(shù),能將海量分布式光儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行智能化管理、運(yùn)營與電力交易,構(gòu)建VPP虛擬電廠,為用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源參與市場交易、負(fù)荷側(cè)響應(yīng),為電網(wǎng)削峰填谷提供堅(jiān)強(qiáng)技術(shù)保障。
趨勢(shì)七 重構(gòu)極致安全
光儲(chǔ)安全是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石,這要求我們站在全場景、全鏈路的角度系統(tǒng)考量,并充分融合電力電子技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、熱管理技術(shù)與數(shù)字技術(shù),重構(gòu)系統(tǒng)極致安全。
在光伏電站場景,據(jù)統(tǒng)計(jì)直流側(cè)引發(fā)的故障可占到所有故障的70%以上,逆變器需要具備智能組串分段與端子自動(dòng)檢測功能;在分布式光伏場景,電弧故障自動(dòng)斷路功能AFCI將成為標(biāo)配、組件級(jí)快速關(guān)斷功能將給維護(hù)和消防人員帶來安全保障;在儲(chǔ)能場景,需要結(jié)合電力電子、云與AI等多種技術(shù)對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)品從電芯到系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化管理,從傳統(tǒng)以被動(dòng)響應(yīng)及物理隔離為主的防護(hù)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的自動(dòng)防護(hù)、甚至提前預(yù)測告警,實(shí)現(xiàn)從硬件到軟件、從結(jié)構(gòu)到算法的多維安全設(shè)計(jì)。
趨勢(shì)八 安全可信
光伏系統(tǒng)在帶來收益的同時(shí),也蘊(yùn)含著各種安全隱患,包括設(shè)備安全與信息安全。設(shè)備安全隱患主要指設(shè)備故障導(dǎo)致的停機(jī),信息安全隱患指的是來自外部的網(wǎng)絡(luò)攻擊。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)與威脅,企業(yè)與組織需要建立一整套“安全可信”的管理機(jī)制,具體包括系統(tǒng)與設(shè)備的可靠性、可用性、安全性和韌性,此外,光伏電站系統(tǒng)對(duì)外還需要注重對(duì)人身、環(huán)境的無害性以及對(duì)數(shù)據(jù)隱私性的保護(hù)。
趨勢(shì)九 全面數(shù)字化
傳統(tǒng)的光伏電站設(shè)備數(shù)量眾多,缺乏信息收集與上報(bào)通道,基本都屬于“啞巴“式設(shè)備,且電站是“孤島”式的電站,不具備協(xié)同的能力,電站的管理也處于原始的“粗放式”管理。
引入諸如5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、傳感技術(shù)和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù),傳統(tǒng)的光伏電站就可以變成會(huì)“說話”和擅長“表達(dá)”的電站,可以達(dá)到用“比特”管理“瓦特”的目的,實(shí)現(xiàn)“發(fā)-輸-儲(chǔ)-配-用”全鏈路的可視、可管、可控。目前全球已經(jīng)有很多光伏電站正在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型,預(yù)計(jì)到2027年,95%以上電站實(shí)現(xiàn)全面數(shù)字化。
趨勢(shì)十 AI增效
當(dāng)能源行業(yè)逐步邁向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的時(shí)代,如何更好地將數(shù)據(jù)收集、利用并且最大化地挖掘數(shù)據(jù)背后的價(jià)值已成為整個(gè)產(chǎn)業(yè)最關(guān)心的問題之一。
AI技術(shù)可以普遍應(yīng)用到強(qiáng)波動(dòng)、高不確定性的新能源領(lǐng)域,在制造、建設(shè)、運(yùn)維、優(yōu)化、運(yùn)營等光儲(chǔ)的全生命周期內(nèi)發(fā)揮不可替代的作用。AI與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等支撐技術(shù)的融合不斷深入,圍繞數(shù)據(jù)處理、模型訓(xùn)練、部署運(yùn)營和安全監(jiān)測等各環(huán)節(jié)的工具鏈也將不斷豐富。在新能源領(lǐng)域,AI也將與電力電子、數(shù)字化技術(shù)一樣,帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的深刻變革。
最后,陳國光表示,5G、云、AI的融合應(yīng)用正在塑造一個(gè)萬物感知、萬物互聯(lián)、萬物智能的世界,它比我們想象中更快地到來。華為展望光伏行業(yè)發(fā)展十大趨勢(shì),勾勒和闡述了一個(gè)可觸碰的綠色智能世界,希望全社會(huì)各界人士攜起手來,共同推動(dòng)早日達(dá)成雙碳目標(biāo),共建綠色美好未來!
