阳光电源张显立:光伏逆变器新一轮技术创新即将到来|环球聚焦

随着“双碳”目标持续推进及全球能源转型步伐加快,光伏产业在装机规模、技术革新等方面正迎来跨越式发展,新业态、新模式、新需求不断涌现,光伏电站也面临发展新挑战。作为光伏电站和电网之间的桥梁,光伏逆变器一头连接组件、一头连接电网,不仅决定了电站可以发多少电,还要适应和支撑电网安全稳定运行。在新发展形势下,光伏逆变器需要做出哪些变革,牢牢牵引住电站和电网两端?

在2023上海SNEC展会期间,阳光电源立足电路、半导体、散热、电磁、算力、算法、AI 智能、安防八大技术创新,深度融合设备、方案及应用,全球首发《5A融合-地面电站解决方案白皮书》,推出“全场景覆盖(All-Scenario Application)、全天候高效(All-Day Efficiency )、全链路安全(All-Link Safety )、全周期智维(All-Life Smart O&M)、全网况支撑(All-Grid Support)”的5A 融合解决方案,助力地面光伏大规模、高比例、高质量发展。

《中国能源报》记者就此采访了阳光电源光储集团副总裁、地面光伏事业部总裁张显立。


(相关资料图)

■■ 支撑电网能力亟待提升

据智库服务机构前瞻产业研究院统计,2014-2022年,我国光伏发电量占全社会用电量比例逐年增长。2022年,我国光伏发电量占全社会用电量的比例已达到5.1%。未来,光伏将是推动我国实现能源变革的重要引擎之一。

阳光电源在《5A融合-地面电站解决方案白皮书》中援引行业机构数据也预测了光伏未来广阔的发展前景。2023年全球光伏新增装机量将超过350吉瓦,到2030年新增装机量将接近700吉瓦。

在张显立看来,光伏装机规模、发电量占比的不断提升,给逆变器发展提出了新要求。“原来光伏规模小,对电网影响不大,随着规模越来越大,其特有的波动性和随机性将对电网安全可靠运行带来挑战。如何提升电网强度将成为未来面临的难题,为此,我们需要转变发展思路,从被动适应到主动支撑,提升光伏逆变器对电网的支撑能力,这也是目前光伏逆变器产业公认的发展方向。”

张显立进一步解释说:“具体来看,电网环境也各有差异,有的地方电网强,有的地方电网弱,光伏逆变器就需要自动适应当地的电网环境,始终保持系统稳定运行,这对逆变器的控制要求非常高。”

■■ 电站运行环境越发复杂

地面光伏电站是光伏装机的主力。2021年,我国启动第一批以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地项目建设,地面光伏电站应用场景逐步向多元化、复杂化方向发展。

“‘上山下海进沙漠’已经成为地面光伏电站的真实写照。不仅是沙漠、戈壁、荒地,甚至是丘陵、滩涂和近海,都成为了光伏地面电站未来潜在开发地。”张显立表示,地面光伏电站单体容量大、系统复杂,沙漠、戈壁、荒地地区风沙强度大,设备内部容易遭沙尘入侵,导致散热不畅、零部件损坏,影响设备可靠运行。而滩涂和近海地区高盐雾、高温、高湿,易腐蚀,不仅加剧电站设备老化和损坏,影响寿命,也影响电站安全稳定运行。

张显立提出,地面光伏电站方案升级需综合考虑不同地区应用环境、设计理念及电网要求等多重因素,因地制宜,科学设计。“应用环境决定了光伏逆变器产品的升级方向,一些差异化的需求也将显现出来。我们通过组串式和模块化产品组合及技术方案创新,可以适配各种应用场景。比如,针对山地、丘陵等起伏大、分散地块,我们就要提供更为灵活的产品方案,充分利用土地,实现土地最大化利用。而针对沙漠项目,我们的产品就需要高效散热,隔绝沙尘,保障电站可靠运行。”

■■ 智能运维需求快速增加

从光伏逆变器技术发展方向上来看,张显立认为,随着市场对光伏逆变器的性能要求越来越高,一定要加大产品硬件和软件的创新,两者相辅相成,共同发展。硬件从产品质量、可靠性等方面出发,软件则利用大数据、算法等技术实现快速精准识别和控制、达到发电量优化和智能化运维的目的。

张显立以光伏逆变器运维为例,说明硬件、软件齐发力的积极作用。“传统集中式逆变器单机功率大,故障期间发电量损失较大,且一般需要专业人员维护。采用模块化设计后,各逆变器单元在电气上相互独立,单台故障时不影响其余单元发电。同时,我们还研发了模块化光伏逆变器智能IV诊断技术,通过软件技术升级精准识别定位故障。目前,可识别16种主流故障,极大缩短了运维时间,提升了运维效率。”

展望未来,张显立认为,在构建新型电力系统目标下,市场对光伏逆变器的要求将越来越高。要做好光伏逆变器的创新工作,就要充分连接供应链上下游,加强和组件企业、电网公司等协同创新,才能发挥好桥梁的作用,有效支撑光伏电力成为主力电源。

(董梓童)

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