中国一直是全球光伏市场成长迅速的巨大推手之一,呈现逐年快速成长的趋势。2021年中国新增53吉瓦光伏并网量,同比成长10%,其中有55%的装机来自分布式项目。这是中国历史上首次出现分布式占比超过集中式,为分布式项目的成长立下了重要的里程碑。业界预期已经形成共识,分布式占比将持续逐年增量,会成为中国光伏市场发展的一大重心。
6月中旬,国家能源局发布《关于印发开展分布式光伏接入电网承载力及提升措施评估试点工作的通知》。为充分发挥分布式光伏在推进我国新型能源体系建设中的积极作用,着力解决分布式光伏接网受限等问题,文件提出选择山东、黑龙江、河南、浙江、广东、福建6个试点省份,每个省选取5~10个试点县(市)开展试点工作。省级能源主管部门组织电网企业公布评估结果并做好接网工作。每个省最低抽查县(市)数量不少于2个。
国信证券分析师评价,各地科学评估分布式光伏接入容量,有利于个人、开发商及投资方合理进行电站开发建设,利于行业健康发展;同时,分布式光伏接网能力提升措施方案围绕配储展开,也利好用户侧储能的壮大。
碳中和趋势下 企业降碳机遇与挑战并存
2023年,“双碳”政策正向千行百业细化,推进各行业加速减碳。众多的跨国企业不仅自身在追求ESG,他们也在评估和追踪伙伴在生产和运营过程中的减碳,碳交易与碳关税也将对行业产生着非常深远的影响。
降低碳排和碳排的成本使越来越多的企业选择自建光伏,用清洁的可再生能源发电。这种方式不仅可以节约电费,还可以提高企业绿色的形象和社会责任。无论从成本还是政策维度考量,自建光伏会成为企业的优选。
但自建光伏也存在几大挑战。第一面对复杂屋顶,如何能有效利用屋顶资源?面对趋严的并网政策,如何能实现交流/直流灵活设计?首先,在工商业屋顶光伏的设计和建设中,经常会遇到一些复杂的屋顶场景。女儿墙、广告牌、烟囱都可能形成遮挡。这些场景的遮挡会影响光伏组件的发电效率和屋顶安装的利用率。同时,面对越来越严格的并网政策,目前部分省份已经发布了10千伏并网要求。这些政策会对逆变器、功率和性能提出了更高的要求。面对这些挑战,我们应该如何有效地利用屋顶资源,实现直流和交流的灵活设计呢?
第二面对储能多种商业模式,如何实现收益最大化?当前千行百业的光伏需求中其实面临着多种的商业模式应急备电、峰谷套利、变压器扩容等场景相继出现。这给光储系统带来了巨大的市场空间和发展机遇。然而,在不同的场景和模式下,如何合理地配置光储系统的规模和参数,实现利益的最大化,也是我们当前光储系统面临的一大挑战。
第三面对频发的安全问题,如何设计选型能保证系统安全?光储系统是一套高压的直流系统,它与传统的交流系统是不同的。包括我们的直流防护、直流短路风险,还有直流高压触电隐患,以及电芯的热失控等问题,都需要采用专业的技术和设备进行有效地预防和应对。安全问题是光储系统的重中之重,必须要把控好系统的设计选型,防止各种潜在的威胁。
突破传统逆变器 聚焦整体光储解决方案
不困在于早虑,不究在于早豫。华为的战略眼光与专业实力已经在光伏大基地建设中得到了充分体现。
通过十多年的技术沉淀和经验积累,华为智能光伏打造出的“自动驾驶”的清洁能源基地,如青海共和、内蒙古达拉特光伏发电应用领跑基地“骏马电站”项目等已经成为全球标杆电站,持续为客户创造价值。
在四川雅砻江,为了应对4000米高海拔、百千米超长跨度、极限低温等恶劣条件带来的运维挑战,雅砻江流域水电携手华为充分应用数字化、智能化技术,打造全球领先的“数智化”光伏电站——柯拉水光互补电站,建立一体化平台支撑远程集控和智能应用系统结合,智能IV诊断加持,提高电站建设和运维管理效率,同时依靠智能组串分断等技术保障电站安全,将雅砻江流域水风光互补绿色清洁可再生能源示范基地,打造成世界级清洁能源基地、行业标杆和中国样板。
这些只是华为在大型光伏基地的成功案例。华为一直致力于突破自身的局限,充分融合电力电子技术和数字技术,从多个方面提升整体的解决方案价值和竞争力。
华为数字能源智能光伏产品线总裁陈国光曾经表示:“应对光伏产业持续增长的态势,在工商业场景,华为融合AI技术与大数据技术,推动AFCI,快速关断等安全标准成为行业标配,实现分布式光伏系统安全及智能化管理。”
华为一直追求通过高密化的设计,降低设备的体积和重量,节约安装空间和成本,提高设备的效率和可靠性;通过信息化的管理,实现系统性的电量优化和提升,让每一块组件、每一条组串和每一台逆变器都能发挥最大效率;通过整体解决方案,满足千行百业不同的场景和需求,无论是复杂的屋顶、还是复杂的商业模式,更甚至苛刻的安全要求,都能为客户提供最合适的方案,实现资产的精细化、智能化、安全无忧和保值增值。
目前,华为已经成为业界唯一一家能够提供“1+4”完整的优光储充云解决方案的供应商。该解决方案中的逆变器、组件优化器、储能系统和云平台四部分相互协同,形成了智能化的光储系统。
其设计的理念核心就凸现为四点:第一智多发电。通过组件级优化和云端AI算法,我们实现每一块组件都能发挥最大的功率,提升系统的发电量和收益。第二智臻安全。实现设备、资产、人身三方面的保护,降低系统的风险和损失。第三智高可靠。通过高密化设计和严苛的测试,实现设备的高效和高可靠性,延长设备的寿命,提高稳定性。第四智简运维。通过智能安全手段和远程控制功能,实现对系统的精准监控和快速定位,简化运营流程和成本。
组件级优化方案释放屋顶潜能
目前,国内工商业市场中压逆变器的需求在不断增长,根据相关数据统计,2022年整体的发货量中压逆变器已经占到了30%~40%,部分省份已经占到了50%。这是因为中压逆变器它具有更高的效率、更低的线损和更简单的布线优势,可以更好地满足大型的工商业市场需求。
为此,华为专门针对工商业市场推出了业界首款1500伏逆变器。作为行业首款针对工商业的特点和诉求定制的逆变器,新品不仅在设计时从更安全、简运维、高可靠三个方面进行了优化,而且形成了独有的组件级优化方案。
该方案可以实现多装多发高效,让每一块组件发挥最大功率。使用组件优化器,还可以有效简化设计方案。在布局设计方面,可以有效地减少阴影区域的影响,让每一块组件充分地享受阳光,高发电。在电气设计方面,可以消除组件差异的干扰,在考虑组件选型和朝向问题时,不用过多考虑,就可以实现每一串组件的平衡输出。
首先是更安全的设计。在工商业场景通常我们施工的质量是不及地面电站的,容易出现一些端子松脱、接触不良等问题,导致端子过温甚至引起起火。为了避免这种情况,华为在逆变器中加入了端子温度检测功能,当端子温度过高时会自动在0.5秒响应关端,避免扩散。其次是简运维设计。工商业场景的运维团队很难快速诊断和定位到故障。华为在工商业的逆变器中加入了IV诊断功能,可以很好地运用云端的算法,对每个组件进行IV曲线的扫描和分析,检测内短路、开路包括老化等故障,并给出故障的定位和类型,可以实现针对性的运维,降低工商业的运维成本。第三是高可靠设计。在工商业场景中的精密制造企业对谐波的影响非常敏感。为了避免谐波导致设备运行不稳定,寿命缩短,甚至可能会损坏的情况发生,华为在逆变器中采用了业界先进的AI谐波抑制技术,可以实现谐波含量小于1%,有效提升了电能质量。
推动储能收益最大化
传统工商业储能商业模式通常是峰谷套利,就是在电价低的时候充电,电价高的时候来放电。但是这种做法的弊端是会增加企业的需量费。
为了解决这个问题,华为推出了智能AI光储协同方案。一些方案是利用AI技术和数据分析,实现对光伏发电量、企业负载、电价等多种因素的智能预测和优化调度。通过AI算法,用户可以根据数据和企业用电的边界条件寻找最优的充放电策略,实现多目标寻优和极致套利。
例如,在用电的高峰期可以通过智能调节储能系统的充放电功率,降低负荷峰值,用时间换容量,减少需量费。在用电的低谷期,可以利用储能系统中的余量实现套利。这样不仅可以提高光伏发电量的利用率和收益,还可以降低企业的运营成本和碳排放。同时还能实现辅助服务市场、需求响应市场和碳交易市场等商业模式的叠加,实现真正的光、储1+1>2。
为安全而生的系统级设计+高标准制造
屋顶光伏系统是一种非常高效清洁的能源利用方式,但是因为它涉及直流高压设备,如果不注意安全防护,可能会造成设备损坏,甚至会出现触电等严重后果。因此,华为在设计分布式光伏时,从全系统的设备安全、资产安全、人身安全三个维度考虑了安全问题——研发出的行业最强AFCI、组件级关断、智能组串分断,使安全设计领先优势更为明显。
设备安全设计,即采用业界独有的智能组串技术,防止故障出现时直流侧能量反灌,实现对逆变器的保护。这样可以延长设备寿命,降低维护成本。资产安全设计,即在整个系统中加入了业界最强的L4级AFCI智能电弧防护功能,可以有效地检测组件的内短路及组件间引起的直流电弧,并且有效地识别风险、定位故障。这样可以最大限度地降低屋顶光伏系统因为引入直流高压带来的额外火灾风险。人身安全设计即采用了业界先进的组件级技术,实现屋顶高压快速零伏关断,避免每个组件形成对屋顶触电的风险。如果没有这样的安全设计,在火灾发生时消防员很难去灭火,因为用高压水枪灭火的时候可能会导致消防员触电。但是0V关断技术就可以有效地保障消防员的人身安全,使得控制火灾的蔓延成为一种可能。
华为设备以高可靠性而闻名,这主要得益于在选料、制造、测试方面的高标准、严苛要求。华为的产品经过了多种极端环境和工况的模拟测试,确保能在各种复杂的情况下稳定运行,故障率非常低,达到0.5%。在青海格尔木电站,将近5000台逆变器运行了9年,故障率只有0.2%。
此外,华为逆变器通过了TUV的认证测试,证明了华为逆变器可用度高达99.999%。同时,华为产品也完美地符合了EMC的标准,可以有效保障电网的兼容性和电能质量。
这些高效率、高质量的研发投入,积极有为地产业探索,体现出了华为深耕光伏行业的定力与底气,也成为推动全球工商业光伏分布式市场健康发展的蓬勃活力。下一步,华为希望通过开放、合作、共赢的生态,能够与伙伴和客户携手共进,能够为推动光储行业的发展和绿色低碳转型作出更多贡献。
原标题:华为优光储充云解决方案助力千行百业低碳转型