十年電站 | 光伏電站的高質(zhì)量征途

2013年，我國新增光伏裝機(jī)容量12.92GW，2023年1-11月，我國光伏新增裝機(jī)163.88GW，超10倍的極速增長彰顯了十年間我國光伏產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。

不止于體量，十年來，我國地面光伏電站從粗獷式的開發(fā)運(yùn)營，邁入到智能化運(yùn)營新階段。而回看光伏電站的智能化、高質(zhì)量發(fā)展之路，離不開數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，更離不開華為等逆變器企業(yè)主導(dǎo)的研發(fā)創(chuàng)新。

自華為進(jìn)軍光伏逆變器領(lǐng)域后，將其30年來積累的數(shù)字技術(shù)與光伏、云與AI 技術(shù)創(chuàng)新融合，改寫了逆變器直流變交流的單一功能，讓逆變器真正成為電站的“大腦”。更為重要的是，以數(shù)字化為基礎(chǔ)的組串式逆變器方案可有效降低電站故障率，助力電站通過生命周期性考驗(yàn)。從電站實(shí)際運(yùn)行情況來看，10年來應(yīng)用華為智能光伏解決方案的電站故障率僅行業(yè)平均水平的十分之一，真正實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量運(yùn)行。

從試點(diǎn)到主流，組串式逆變器的應(yīng)用之路

光伏逆變器產(chǎn)品可分為集中式、組串式及微型逆變器三大類。因集中式逆變器功率高、且成本較低，在2013年以前是我國地面電站應(yīng)用的主流產(chǎn)品。而隨著單體電站的規(guī)模越來越大，集中式逆變器元器件諸多、可靠性較差，直流匯流箱故障頻發(fā)等問題顯現(xiàn)出來。尤其是在風(fēng)沙肆虐的西北地區(qū)，直流熔絲、風(fēng)扇等部件壽命縮短，影響著光伏電站收益。

彼時，地面電站迫切需要可靠性更高、運(yùn)維便捷、有效提高發(fā)電量的新方案。也是在這一年，華為經(jīng)過多方考慮選擇的組串式逆變器技術(shù)路線，并正式推出組串式逆變器產(chǎn)品，自此掀起了地面電站場景下，光伏逆變器應(yīng)用新變革。

據(jù)了解，因集中式逆變器含多個易損器件，其設(shè)備在運(yùn)行3-5年便需要更換。而華為的組串式逆變器，采用了無熔絲和無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，大大提高了設(shè)備的使用壽命。

此外，組串式逆變器體積更為小巧、重量更輕，基本兩個人就可完成安裝。即使任意一臺產(chǎn)品失效后，也可以單獨(dú)更換設(shè)備，而不影響其它逆變器正常發(fā)電，較集中式逆變器方案而言，運(yùn)維效率大大提高。不僅如此，組串式逆變器的多路MPPT設(shè)計(jì)，可有效降低早晚遮擋、灰塵、組串失配等影響，發(fā)電量提升5%以上。

憑借高可靠、高發(fā)電量等優(yōu)勢，華為組串式逆變器獲得了國家電投黃河水電及三峽新能源等央企的青睞。2014年，三峽新能源河北曲陽200MW山地光伏電站和青海省海西州格爾木市黃河水電光伏發(fā)電三期項(xiàng)目先后并網(wǎng),上述項(xiàng)目應(yīng)用了華為SUN2000-28KTL逆變器，開創(chuàng)組串式逆變器在大型地面電站應(yīng)用的先河。

在走訪格爾木黃河水電光伏發(fā)電項(xiàng)目時，現(xiàn)場工作人員反饋，電站并網(wǎng)八年來，年平均故障率低于0.1%，華為逆變器發(fā)電量也始終保持高效穩(wěn)定,單臺逆變器自2015年至今總發(fā)電量為332593Kwh，年平均有效利用小時數(shù)為1486小時。

青海省海西州格爾木市黃河水電光伏發(fā)電項(xiàng)目

三峽新能源曲陽光伏電站安裝的華為逆變器同樣經(jīng)得住時間的考驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)場電表實(shí)測數(shù)據(jù)，自2015年并網(wǎng)以來，華為28kW組串式逆變器相比于集中式逆變器提升約7.75%發(fā)電量，整體子陣組串式可利用小時數(shù)平均提高了3.84%。

三峽新能源河北曲陽200MW山地光伏電站

隨著華為解決方案持續(xù)迭代創(chuàng)新，組串式逆變器迅速在地面項(xiàng)目中得到推廣，改寫了逆變器的市場格局。根據(jù)北極星太陽能光伏網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，2023年至今在超162GW光伏逆變器集采招標(biāo)中，組串式逆變器規(guī)模為124GW，占比超76%。尤其是基于1500V的大功率組串式逆變器，幾乎成為風(fēng)光大基地項(xiàng)目的“標(biāo)配”。

數(shù)字化賦能，光伏電站掀變革

光伏逆變器被稱為光伏電站的“大腦”，然而在數(shù)字化技術(shù)落地之前，逆變器僅具備單一的直流轉(zhuǎn)交流的功能。十年來，以華為為代表的逆變器企業(yè)在大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)的加持下，為逆變器賦能更多價值，從設(shè)備端到系統(tǒng)端、電網(wǎng)端，帶領(lǐng)光伏電站進(jìn)入智能化新時代。

2014年，華為通過數(shù)字技術(shù)和電力電子技術(shù)的融合創(chuàng)新，推出了FusionSolar 1.0智能光伏解決方案，該解決方案應(yīng)用了4G通訊技術(shù)、手持式4G智能無線終端、PLC技術(shù)、藍(lán)牙等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了光伏電站可視、可控、可管。

2015年，黃河水電和華為成立聯(lián)合創(chuàng)新中心，結(jié)合雙方在產(chǎn)業(yè)、科研、平臺和人才等方面優(yōu)勢，在智能組串逆變器、無線通訊、智能 IV 診斷、智能 EL 檢測、跟蹤支架+雙面組件+智能逆變器融合應(yīng)用、光伏電站智能管理等領(lǐng)域取得重大突破。

為順應(yīng)用戶對于高效組件及跟蹤支架的應(yīng)用需求，華為智能光伏解決方案基于AI自學(xué)習(xí)跟蹤算法的SDS系統(tǒng)，可將跟蹤支架調(diào)整到最優(yōu)角度，實(shí)現(xiàn)雙面組件跟蹤支架+多路MPPT智能光伏控制器的更優(yōu)融合，使電站發(fā)電量平均提升1%。

不僅如此，傳統(tǒng)的電站運(yùn)維巡檢費(fèi)時費(fèi)力，為進(jìn)一步提高電站運(yùn)維效率，華為智能光伏在行業(yè)首推智能IV診斷技術(shù)，可快速掃描電站故障。據(jù)了解，目前華為智能光伏新一代智能IV診斷4.0無需人工上站，即可實(shí)現(xiàn)在線、全量的檢測，識全率、一致性、準(zhǔn)確率大于90%，獲得行業(yè)最高等級L4認(rèn)證；IV+CV組件級智能融合診斷，發(fā)揮IV診斷快，CV診斷細(xì)的兩大特點(diǎn)，精準(zhǔn)消缺，降低發(fā)電損失，總體可提升發(fā)電量約1%以上。

在保障電站安全性上，華為智能光伏首創(chuàng)的智能組串分?jǐn)嗉夹g(shù)（SSLD-TECH），開創(chuàng)性地實(shí)現(xiàn)了直流側(cè)的主動分?jǐn)嗪途珳?zhǔn)的組串級分?jǐn)喾雷o(hù)，有效提升電站主動安全能力。

近兩年，隨著新能源配置儲能政策的普及，為順應(yīng)光伏產(chǎn)業(yè)走向光儲融合新時代，華為智能光伏將逆變器和儲能系統(tǒng)深度融合，基于智能組串式架構(gòu)與Grid-forming算法，創(chuàng)新推出“智能光儲發(fā)電機(jī)”，為風(fēng)光大基地項(xiàng)目高質(zhì)量運(yùn)行保駕護(hù)航。

實(shí)際上，不止于地面電站，華為智能光伏在工商業(yè)及戶用場景下，均持續(xù)為客戶帶來更優(yōu)LCOE、更優(yōu)LCOS、增強(qiáng)電網(wǎng)、主動安全等價值，加速降低光伏電站生命周期的度電成本、全面提升電網(wǎng)支撐性能，助力光伏成為主力能源。

2013年，華為工商業(yè)項(xiàng)目應(yīng)用的組串式逆變器具備IP65全密閉防護(hù)，可實(shí)現(xiàn)部件級高可靠、免維護(hù)，屬于行業(yè)首創(chuàng)。如今，隨著工商業(yè)場景

更加多樣，屋頂愈發(fā)復(fù)雜，在配置儲能的政策下，商業(yè)模式也出現(xiàn)多樣化。為促進(jìn)企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型、降低用能成本，華為作為行業(yè)唯一“優(yōu)光儲充網(wǎng)云”解決方案，聚焦主動安全、更多發(fā)電、長久可靠、極簡運(yùn)維、更優(yōu)用電五大核心價值，重新定義安全新高度，產(chǎn)品做到不挑屋頂、對各種應(yīng)用場景友好，賦能千行百業(yè)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自首款SUN2000-28KTL組串式逆變器應(yīng)用以來，華為以創(chuàng)新為驅(qū)動力，推出了SUN2000-20KTL、SUN2000-40KTL、SUN2000-70KTL、SUN2000-36KTL、SUN2000-50KTL-C1、SUN2000-60KTL、SUN2000-100KTL、SUN2000-196KTL等多款逆變器產(chǎn)品。

項(xiàng)目現(xiàn)場實(shí)景

從智能光伏到智能光儲，過去十年，華為智能光伏的高可靠性得到驗(yàn)證。下一個十年，華為將帶來哪些新變革，光伏電站又將走向何方？業(yè)內(nèi)翹首期待。