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2022年12月23日，華為面向行業(yè)舉辦智能光伏十大趨勢發(fā)布會。
會上，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，為光伏產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供參考，并發(fā)布重磅白皮書。
光伏正在迎來最好的時代。隨著以光伏為代表的新能源占比不斷提升，如何持續(xù)降低光儲系統(tǒng)度電成本，提升運營運維效率，提升電網(wǎng)對新能源消納能力的同時保持電網(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程。光伏產(chǎn)業(yè)大爆發(fā)背景下，挑戰(zhàn)永遠與機遇并存。華為展望光伏行業(yè)發(fā)展十大趨勢，希望能給業(yè)界同仁及所有關(guān)心綠色可持續(xù)發(fā)展的組織與個人帶來一些啟發(fā)。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，主動緩解頻率和電壓波動，讓光伏發(fā)電從GridFollowing走向GridForming，將成為解決光伏并網(wǎng)消納的重要舉措。通過光儲融合+GridForming技術(shù)，打造智能光儲發(fā)電機，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，并具備強慣量支撐、瞬時穩(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。光伏電站向大功率、高可靠發(fā)展已成為趨勢。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)計未來5年，逆變器的功率密度將再提升~50%，同時保證設(shè)備的高可靠性。青海省海南州特高壓項目2.2GW光伏電站， 9216臺設(shè)備穩(wěn)定運行在3100米高海拔嚴酷環(huán)境中，華為逆變器總計可用時長高達2千萬小時，系統(tǒng)可用度高達99.999%，保障系統(tǒng)高發(fā)電量，降低度電成本。（其中使用了碳化硅產(chǎn)品）分布式光伏在產(chǎn)業(yè)政策和技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動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、同時保障光儲系統(tǒng)安全成為關(guān)鍵要點，因此，引入更精細化的管理成為必須。
組件級電力電子器件（Module-Level Power Electronics, MLPE）在光伏系統(tǒng)中指能對單個或幾個光伏組件進行精細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，組件級發(fā)電、監(jiān)控和安全關(guān)斷是其獨特價值。隨著光伏系統(tǒng)向著更安全、智能化發(fā)展，預(yù)計2027年MLPE在分布式市場滲透率將提升至20%-30%。相較于傳統(tǒng)集中式儲能解決方案，智能組串式儲能解決方案是將數(shù)字信息技術(shù)與光伏、儲能技術(shù)進行跨界融合，基于分布式儲能系統(tǒng)架構(gòu)，采用電池模組級能量優(yōu)化、電池單簇能量控制、數(shù)字智能化管理、全模塊化設(shè)計等創(chuàng)新技術(shù)，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)全生命周期內(nèi)更高放電、更優(yōu)投資、極簡運維、安全可靠的價值。其具有組串式、智能化、模塊化三大特點。
在東南亞地區(qū)最大的儲能電站項目——新加坡200MW/200MWh項目中，針對客戶電網(wǎng)調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用的應(yīng)用場景，智能組串式儲能通過充放電精細化管理，實現(xiàn)更長時間的恒功率輸出，保障調(diào)頻收益。同時，通過電池包級自動SOC標定功能，節(jié)省人力開支，大幅提升運維效率。正如光伏系統(tǒng)向組件級電力電子（MLPE）發(fā)展一樣，鋰電池儲能系統(tǒng)也一定會朝著更小的管理顆粒度進發(fā)。只有針對電芯開展精細化管理，才能更有效地應(yīng)對效能與安全問題。當前，傳統(tǒng)端側(cè)BMS只能將有限的數(shù)據(jù)進行匯總和簡單分析，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)的采集與運算處理，并結(jié)合AI技術(shù)找到最優(yōu)點、對趨勢做出預(yù)判。
在發(fā)電側(cè)，建設(shè)光儲清潔能源基地，利用特高壓送至負荷中心已在成為趨勢。在用電側(cè)，構(gòu)建虛擬電廠（VPP）把海量分布式光伏系統(tǒng)、儲能及可控負荷相結(jié)合，將分散的發(fā)電單元、儲電單元靈活調(diào)度，實現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷也已在多個國家開始落地。
因此，構(gòu)建“光儲網(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)與儲能技術(shù)，實現(xiàn)多能互補、協(xié)調(diào)互濟。應(yīng)用5G、AI、云技術(shù)，能將海量分布式光儲系統(tǒng)進行智能化管理、運營與電力交易，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、負荷側(cè)響應(yīng)，為電網(wǎng)削峰填谷提供堅強技術(shù)保障。光儲安全是產(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檢測功能；在分布式光伏場景，電弧故障自動斷路功能AFCI將成為標配、組件級快速關(guān)斷功能將給維護和消防人員帶來安全保障；在儲能場景，需要結(jié)合電力電子、云與AI等多種技術(shù)對儲能產(chǎn)品從電芯到系統(tǒng)進行精細化管理，從傳統(tǒng)以被動響應(yīng)及物理隔離為主的防護方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥淖詣臃雷o、甚至提前預(yù)測告警，實現(xiàn)從硬件到軟件、從結(jié)構(gòu)到算法的多維安全設(shè)計。光伏系統(tǒng)在帶來收益的同時，也蘊含著各種安全隱患，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，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)對外還需要注重對人身、環(huán)境的無害性以及對數(shù)據(jù)隱私性的保護。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)、云計算、傳感技術(shù)和大數(shù)據(jù)等先進的數(shù)字化技術(shù)，傳統(tǒng)的光伏電站就可以變成會“說話”和擅長“表達”的電站，可以達到用“比特”管理“瓦特”的目的，實現(xiàn)“發(fā)-輸-儲-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行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，預(yù)計到2027年，95%以上電站實現(xiàn)全面數(shù)字化。當能源行業(yè)逐步邁向數(shù)據(jù)驅(qū)動的時代，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)背后的價值已成為整個產(chǎn)業(yè)最關(guān)心的問題之一。
AI技術(shù)可以普遍應(yīng)用到強波動、高不確定性的新能源領(lǐng)域，在制造、建設(shè)、運維、優(yōu)化、運營等光儲的全生命周期內(nèi)發(fā)揮不可替代的作用。AI與云計算、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，帶動整個產(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，勾勒和闡述了一個可觸碰的綠色智能世界，希望全社會各界人士攜起手來，共同推動早日達成雙碳目標，共建綠色美好未來！寫在后面
從華為此次發(fā)布的光伏十大趨勢中，我們也可以看到在高密高可靠、組件級電力電子（MLPE）、組串式儲能等多個趨勢中，均有碳化硅產(chǎn)品發(fā)光發(fā)熱大展拳腳的機會。隨著行業(yè)邁入“后1500V”以及“20A大電流”時代，要建成更大組串，進一步降低成本，需要不斷提高電站的電壓等級，目前業(yè)內(nèi)在研發(fā)1700V甚至2000V及以上電壓等級技術(shù)，碳化硅的因為獨特的材料特性，整體性能優(yōu)勢將進一步凸顯。
在華為去年發(fā)布的《數(shù)字能源2030》白皮書中曾強調(diào)：“以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體功率芯片和器件，以其高壓、高頻、高溫、高速的優(yōu)良特性，能夠大幅提升各類電力電子設(shè)備的能量密度，降低成本造價，增強可靠性和適用性，提高電能轉(zhuǎn)換效率，降低損耗。光伏、風電等新能源發(fā)電、直流特高壓輸電、新能源汽車、軌道交通、工業(yè)電源、民用家電等領(lǐng)域具有極大的電能高效轉(zhuǎn)換需求，而新型功率半導(dǎo)體在則適應(yīng)了這一需求趨勢，未來十年是第三代功率半導(dǎo)體的創(chuàng)新加速期，滲透率將全面提升。”
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