“硅進(jìn)銅退”：開啟智能光伏電站時(shí)代

“華為將數(shù)字信息技術(shù)帶入可再生能源產(chǎn)業(yè)，從具體的產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，將極大的促進(jìn)智能電站、智能電網(wǎng)乃至智慧能源的快速發(fā)展，并將為中國(guó)從可再生能源大國(guó)走向可再生能源強(qiáng)國(guó)做出重要貢獻(xiàn)。”石定寰表示根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，2014年中國(guó)光伏裝機(jī)容量將達(dá)到14GW，其中分布式電站占8GW。但對(duì)于能否完成這一目標(biāo)，市場(chǎng)各方普遍表示并不樂觀。而制約分布式光伏電站發(fā)展的因素，無非還是那幾個(gè)老問題——融資難、并網(wǎng)難以及收益率低等。對(duì)此，有專事光伏電站設(shè)計(jì)的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，盡管上述問題大多是由于體制機(jī)制的原因造成，但體制的改變是一個(gè)緩慢的過程，對(duì)于行業(yè)的發(fā)展而言，最現(xiàn)實(shí)的解決路徑還是加大技術(shù)方面的創(chuàng)新，以技術(shù)進(jìn)步去逐步解決這些問題。“比如并網(wǎng)難問題，最根本的原因，還是在于光伏發(fā)電不穩(wěn)定、間隙性的自身特性，這注定了其對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)來說不夠‘友好’。怎么把它變成電網(wǎng)的友好型電源呢？至少，從技術(shù)上應(yīng)該思考如何盡可能的抑制諧波的產(chǎn)生。”該業(yè)內(nèi)人士表示。對(duì)于融資難題，業(yè)內(nèi)最大的寄望則是實(shí)現(xiàn)電站的資產(chǎn)證券化。但這也需要一個(gè)前提，即對(duì)光伏電站的運(yùn)行維護(hù)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查看。上述系統(tǒng)問題的背后，實(shí)際上涉及到了一個(gè)更大的命題——光伏電站智能化。而這，可能需要將數(shù)字信息技術(shù)與能源技術(shù)進(jìn)行充分的融合。作為橫跨數(shù)字信息技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大領(lǐng)域的知名企業(yè)，華為技術(shù)有限公司就正在光伏電站智能化方面進(jìn)行有益的嘗試，而逆變器，則充當(dāng)了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要介質(zhì)。“基于對(duì)光伏電站運(yùn)營(yíng)的深入思考，我們提出了‘硅進(jìn)銅退’的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念和‘智能光伏電站’的客戶價(jià)值主張。‘硅進(jìn)銅退’可以使逆變器的體積和重量大大減小，并易于技術(shù)創(chuàng)新和大規(guī)模制造降低成本。同時(shí)，通過芯片和軟件的引入，每臺(tái)逆變器都變成了一個(gè)‘大腦’，這開創(chuàng)了光伏電站的智能管理時(shí)代：可以對(duì)每路組串的輸入進(jìn)行智能檢測(cè)、智能故障處理，將數(shù)據(jù)上報(bào)到‘云端’的管理中心實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維，并接受電網(wǎng)的智能調(diào)度。”華為公司光伏逆變器業(yè)務(wù)部門相關(guān)人士介紹說。國(guó)務(wù)院參事、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)石定寰認(rèn)為，未來的可再生能源是分布的、間歇的，如果要將可再生能源的生產(chǎn)與使用更好的結(jié)合，則需要將數(shù)字信息技術(shù)與能源技術(shù)充分融合的智能技術(shù)。“華為將數(shù)字信息技術(shù)帶入可再生能源產(chǎn)業(yè)，從具體的產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，將極大的促進(jìn)智能電站、智能電網(wǎng)乃至智慧能源的快速發(fā)展，并將為中國(guó)從可再生能源大國(guó)走向可再生能源強(qiáng)國(guó)做出重要貢獻(xiàn)。”石定寰表示。“硅進(jìn)銅退”散熱能力、轉(zhuǎn)換效率等，一直以來都是逆變器技術(shù)發(fā)展中最受關(guān)注的核心指標(biāo)。不過，在前述專事光伏電站設(shè)計(jì)的業(yè)內(nèi)人士看來，隨著中國(guó)光伏應(yīng)用規(guī)模尤其是分布式光伏的不斷發(fā)展，僅僅重視上述技術(shù)指標(biāo)顯然已經(jīng)不夠，逆變器還需要承擔(dān)更大的功用，尤其是在實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的智能交互、光伏電站后期的智能運(yùn)維監(jiān)控等方面，應(yīng)該要發(fā)揮更大的作用。“現(xiàn)在也有不少企業(yè)推出實(shí)時(shí)的電站監(jiān)控和管理系統(tǒng)，但大多是獨(dú)立于現(xiàn)有光伏設(shè)備之外的，在安裝以及后期的服務(wù)方面，都會(huì)面臨一些不便。而如果將逆變器進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)革新，以實(shí)現(xiàn)從相對(duì)單一的功能型向智能型的轉(zhuǎn)變，對(duì)于電站業(yè)主而言會(huì)更加便利，還帶來發(fā)電量高、電能質(zhì)量好、建設(shè)安裝簡(jiǎn)單、免維護(hù)等價(jià)值。”他表示。正是基于實(shí)現(xiàn)“智能光伏電站”這一大目標(biāo)，華為提出了“硅進(jìn)銅退”的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念。這里的“銅”，指的是電容、電感等電力電子部件，其發(fā)展相對(duì)平穩(wěn)。“硅”指的則是以芯片、軟件為代表的數(shù)字信息部件。“硅進(jìn)銅退”就是增加芯片、軟件等“硅”部件的使用，通過多電平等更精確的功率轉(zhuǎn)換和控制技術(shù)，使輸出交流波形更平順，同時(shí)減少電容、電感等“銅”部件的數(shù)量和容量。由于“銅”部件的數(shù)量和容量的減少，“硅進(jìn)銅退”使得逆變器的體積和重量大大減小，并更容易通過技術(shù)創(chuàng)新和大規(guī)模制造來降低成本。“組串式”優(yōu)勢(shì)據(jù)了解，目前華為已經(jīng)推出了其基于“硅進(jìn)銅退”產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念的新產(chǎn)品——組串式逆變器。華為表示，相對(duì)于傳統(tǒng)的集中式逆變器，組串式逆變器具有更高的發(fā)電量、更安全可靠、更低運(yùn)維成本、可持續(xù)服務(wù)客戶等優(yōu)勢(shì)。在提高發(fā)電量方面，“組串式逆變器通過多路MPPT的運(yùn)用，在大型地面電站應(yīng)用環(huán)境下，可以降低如早晚遮擋、灰塵、組串失配的影響，發(fā)電量可以提升5%以上。而在屋頂、山地電站中則可降低不同朝向、陰影遮擋的影響，發(fā)電量可以提升8-10%。”華為公司光伏逆變器相關(guān)技術(shù)人員介紹說。此外，與集中式逆變器出現(xiàn)故障后影響面更大、維修時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)相比，組串式逆變器則具有任意一臺(tái)逆變器出現(xiàn)故障都不影響其它逆變器正常發(fā)電，以及更換簡(jiǎn)單、普通人員0.5~2小時(shí)即可實(shí)現(xiàn)更換等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)華為光伏逆變器相關(guān)技術(shù)人員介紹，在逆變器的散熱方面，組串式逆變器本質(zhì)上是分布式散熱，這避免了集中式逆變器熱匯聚帶來的對(duì)器件可靠性的沖擊，可以大幅提高產(chǎn)品的可靠性。而從質(zhì)保期來看，全球范圍內(nèi)組串式逆變器質(zhì)保期是五年，集中式只有兩年，其中的巨大差異，就主要是由散熱能力的差異引起的。在提升電網(wǎng)友好型方面，華為此次推出的逆變器多機(jī)具有并聯(lián)智能電網(wǎng)自適應(yīng)功能，可以主動(dòng)適應(yīng)電網(wǎng)諧波，使THDi更優(yōu)，能夠更好地滿足電網(wǎng)接入要求，提升了光伏電力的電網(wǎng)友好性。對(duì)于一些工業(yè)屋頂項(xiàng)目而言，組串式逆變器由于沒有直流匯流箱，且其直流線纜長(zhǎng)度更短，還可以極大減少直流側(cè)故障引起的火災(zāi)隱患，由此降低潛在的廠房火災(zāi)。在電站的運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面，則可以智能化地將整個(gè)光伏電站的數(shù)據(jù)和信息管理通過無線管道傳輸，并實(shí)現(xiàn)電站健康檢查，減少了人工上站維護(hù)的成本。在《第三次工業(yè)革命》一書中，杰里米﹒里夫金向世人描繪了一個(gè)新的、充滿活力的經(jīng)濟(jì)前景——信息技術(shù)與可再生能源的完美結(jié)合，將化解人類所面臨的資源困境。目前，國(guó)內(nèi)的光伏電站，盡管投資目的不一，但大部分都還沒有精細(xì)化管理和運(yùn)維的概念。而華為在數(shù)字技術(shù)和電力電子兩大信息技術(shù)領(lǐng)域也已深耕多年，且成就斐然。攜天時(shí)、地利與人和，華為的深度介入，其猶如天然具備豐滿雙翼的基因，必將給全球光伏產(chǎn)業(yè)注入科技創(chuàng)新的發(fā)展新動(dòng)力。