?一、領跑者先進技術的發(fā)展目標是什么?
2015年第一版領跑者(1.0版),強調的是鼓勵使用先進的技術淘汰落后的產能。2016年增加了競價上網(wǎng),成為競價上網(wǎng)+先進技術(2.0版),這導致過度競價,出現(xiàn)了很多令人大跌眼鏡的超低價中標。
3.0版領跑者提出要回歸到先進技術的競爭,為那些已經具備規(guī)?;牧慨a能力但是成本過高、市場認知度不高導致產能尚未完全釋放的先進技術進行重點扶持,有這些政策的推動可以幫助光伏行業(yè)更好地向前發(fā)展。
超級領跑者似乎更要關注的是電池組件、電池組件的技術創(chuàng)新,但是光伏發(fā)電系統(tǒng)在能量從光-電-網(wǎng)傳遞過程是貫穿,如果我們只關注在前端,只關注電池和組件,不強調系統(tǒng)級的創(chuàng)新,后端的瓶頸和短板會導致整體系統(tǒng)效率大打折扣。所以我們呼吁必須圍繞系統(tǒng)創(chuàng)新,來看有哪些先進技術能夠克服當前光伏系統(tǒng)存在的問題和挑戰(zhàn),幫助光伏系統(tǒng)提升效率和降低成本。
那么,先進技術的發(fā)展目標是什么?如果僅僅強調為先進而先進,就失去光伏領跑者的根本和初衷,所以一定要圍繞先進技術的發(fā)展目標來看怎么去創(chuàng)新。我認為先進技術的發(fā)展目標至少有三個:
第一,目前度電成本相對較高,光伏系統(tǒng)需要降本增效。
第二,為了更好的提高新能源接入比例,更好地適應大規(guī)模新能源給電網(wǎng)帶來的挑戰(zhàn)和問題,系統(tǒng)電網(wǎng)友好性要好,要能柔性接入大電網(wǎng)。
第三,當前能源利用效率較低,需要讓光伏等新能源分布式電站、集中式電站,新能源、傳統(tǒng)能源等多種能源進行靈活互聯(lián),而且這些互聯(lián)不僅僅是能量傳遞的互聯(lián),還需要信息級的互聯(lián)。
二、改變未來的十大逆變器先進技術
具體跟大家分享十點先進技術:
第一,以逆變器為橋梁對系統(tǒng)進行深度優(yōu)化,提升系統(tǒng)效率。逆變器是整個光伏系統(tǒng)的核心,不僅能量流需要通過逆變器進行轉換和傳遞,而且光伏電站的信息采集都要通過逆變器上傳到監(jiān)控后臺、運維平臺,所以圍繞逆變器可以做很多事,促進整體效率的提升。
第二:新型拓撲和新器件應用,促進逆變器性能不斷提高。逆變器的方案核心是它的拓撲和關鍵核心器件,隨著拓撲往前演進和發(fā)展,基于新拓撲的核心關鍵器件也跟著往前發(fā)展,所以兩電平、三電平、五電平的IGBT發(fā)展以后,可以讓逆變器的最大效率從當前的99%提高到未來的99.5%,中國效率從當前的A+發(fā)展到未來的A++。
第三:高效散熱及先進結構設計技術,提高功率密度,降本增效。把逆變器體積做小是未來的發(fā)展趨勢,不僅可以節(jié)省原材料成本,還可以減少土地占用成本,、運輸及安裝費用。
但是把逆變器體積做小需要有核心的技術,需要采用高效的散熱技術和高效的結構設計,讓系統(tǒng)布局更加優(yōu)化、散熱更加優(yōu)化,來應對體積縮小所帶來的功率密度提升以后引發(fā)的散熱問題。
第四:系統(tǒng)集成技術,提高系統(tǒng)效率和可靠性。把逆變器和變壓器融合在一起,做成逆變一體化,可以增加產品可靠性,提升系統(tǒng)效率。此外逆變器和變壓器融合,運維也更加便捷高效,原來逆變器和變壓器廠商互相推諉責任的問題也將迎刃而解。
第五:1500V直流技術,有效降低系統(tǒng)成本,提升系統(tǒng)效率。相比1000V系統(tǒng), 1500V系統(tǒng)可以節(jié)省0.15元/W~0.2元/W投資成本,系統(tǒng)整體效率提升1%以上,是降本增效的重大變革。
第六:逆變器替代傳統(tǒng)SVG技術,增強對電網(wǎng)的支撐能力,降低系統(tǒng)成本。逆變器具有四象限的運行能力,即有功正反向有功,無功正反向向無功,可以組成一個四象限矩陣,而且逆變器有非常強大的無功輸送能力,無功功率可達有功功率的48%,因此完全可以替代傳統(tǒng)的SVG設備,降低成本、降低待機損耗。
第七:逆變器與跟蹤系統(tǒng)集成技術,冗余供電,監(jiān)控管理。把跟蹤系統(tǒng)和核心逆變器進行融合集成,具有以下優(yōu)點:第一,逆變器可以給跟蹤系統(tǒng)供電冗余供電,保證它可靠運行。第二,電站信息核心的關鍵路徑、神經中樞是在光伏逆變器,所以可以把跟蹤系統(tǒng)運行的監(jiān)控數(shù)據(jù)、監(jiān)控信息通過逆變器透傳到管理系統(tǒng)。
第八:逆變器兼容儲能技術,便于構建光儲一體化系統(tǒng),促進能源互聯(lián)。儲能跟光伏離不開,比如通過儲能可以解決西部大型地面電站的棄光及限電問題。但不是所有的逆變器建成以后都可以輕易的接入儲能系統(tǒng),為了后續(xù)的升級改造,必須事先需要預留儲能接口,否則在改造升級時會導致投資成本增加帶來更大的投資成本。
第九:智能運維技術,光伏的運維管理更加智能化。首先,把精確數(shù)據(jù)采集起來,要通過逆變器采集組件、跟蹤系統(tǒng)、逆變器、變壓器等光伏發(fā)電系統(tǒng)各鏈條上所有數(shù)據(jù)信息,而且組串的信息采集精度必須足夠高,否則后續(xù)進行建模、預測測算、挖掘時候無法準確挖掘到關鍵信息。所以高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),必須具有很好的數(shù)據(jù)過濾功能,把異常、失真的數(shù)據(jù)過濾掉,用管理系統(tǒng)把數(shù)據(jù)管理起來,幫助用戶進行智能化系統(tǒng)運維。
第十:基于云計算的大數(shù)據(jù)挖掘技術,指導電站優(yōu)化,助力平價上網(wǎng)。我們有了這些數(shù)據(jù)以后不僅僅是幫助運維,如果再往前看,能不能進行下次系統(tǒng)設計的優(yōu)化,要用大數(shù)據(jù)的技術進行建模和分析,挖掘出可以提升的系統(tǒng)設計優(yōu)化點。在下次再設計、建設電站的時候,把這些優(yōu)化點施加上去,讓電站的設計越來越好、越來越優(yōu)化。
三、光伏發(fā)展面臨的問題,需要儲能技術解決
光伏發(fā)展會帶來很多挑戰(zhàn),除了光伏系統(tǒng)自身的技術以外,必須使用所以儲能技術也必須隨之提升。光伏發(fā)電系統(tǒng)跟大電網(wǎng)之間連接時可能會有波動,;在并網(wǎng)點可能發(fā)生諧振;,在偏遠地區(qū)和電網(wǎng)薄弱區(qū)及,電網(wǎng)末端,當在光伏系統(tǒng)發(fā)電時電壓會抬升,這些問題都可以用儲能的方式解決。:
第一,智慧能量搬移技術,平滑輸出,提高收益。用儲能智能能量搬移技術,就是在能量需要搬移的時候進行搬移,把能量存儲起來。;需要釋放的時候,把它釋放出去。需要用這樣的能量搬移技術進行光伏系統(tǒng)發(fā)電輸出功率的平滑,抑制波動,讓它看起來像一條直線。此外,在直流側加儲能系統(tǒng)還可以解決電站限發(fā)的難題。
第二,快速調頻調峰技術,提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。我們利用電力電子技術的特點有的功能,就是它的開關頻率高達十幾K、幾十K赫茲,如此可以帶來快速調整的特性。所以調頻系統(tǒng)里無論是一次調頻還是二次調頻,可以把這個高頻開關的特點發(fā)揮到最大,讓系統(tǒng)在有異常的情況下快速回到正常,增加系統(tǒng)的可靠性。
第三,多能互補及微網(wǎng)技術,促進新能源發(fā)展,提高能源使用效益。當前新能源在發(fā)、輸、運、交易端等各個環(huán)節(jié)都存在用能效率不高的問題,需要進行智能互聯(lián)。當前一個階段,我們可以利用多能互補微網(wǎng)方式,把新能源接入到區(qū)域內功能供用電系統(tǒng)里去,讓更多用戶能夠用上綠色的能源。
第四,離網(wǎng)型微電網(wǎng)技術,為海島或無電區(qū)送去光明。很多地方還沒有電,像西藏下面的無電區(qū),必須讓這些地方脫離黑暗,在夜晚的時候、環(huán)境不友好時候享受到綠色電力所帶來的便利。
第五,虛擬同步電機VSG技術,讓光伏發(fā)電從配角向主角轉變。這些技術的核心是VSG技術,不僅在儲能系統(tǒng)里面要用,未來在光伏系統(tǒng)里面也要用,也就是說不僅儲能逆變器需要具有VSG功能,而且光伏逆變器也必須具有VSG功能。當高比例可再生能源接入電網(wǎng)的時候,更多的光伏、風電等新能源組成電網(wǎng)的時候,逆變器不僅僅只是把自己的能量輸送到電網(wǎng),也要像傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)一樣建立電網(wǎng)。
未來的發(fā)展趨勢肯定是多種能源互聯(lián),目前業(yè)內多能互補、微網(wǎng)示范項目工作的開展,也都是為下一階段更好地實現(xiàn)能源互聯(lián)而做的一些鋪墊。能源互聯(lián)的實現(xiàn)需要有“四個橋梁”和智慧云管理系統(tǒng)以及能量管理調用系統(tǒng)。
所謂“四個橋梁”就是:風能變流器負責把風力轉成電以后友很好的送上電網(wǎng),;光伏逆變器必須承擔好光伏組件和電網(wǎng)之間的橋梁作用,;儲能逆變器可以在時間和空間上對能量進行搬移;,電動汽車V2G控制器不僅要把蓄電池的電變成交流電以后來驅動電動汽車里面的交流電機,而且要承擔電動汽車停下后把蓄電池里面的電能再返送到電網(wǎng),進行能量調配。
這四個橋梁加上智慧云平臺以及EMS能量管理系統(tǒng)和能量調用系統(tǒng)可以對發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量及輸送方向進行管理。
回到最初的問題,陽光電源在大同領跑者基地里投建了20MW的1500V電站,未來怎樣在此基礎上盡可能地利用好光伏,怎樣盡可能地將儲能與光伏結合起來,為并網(wǎng)發(fā)電提供更便民、更具有商業(yè)價值的技術方案,都需要我們繼續(xù)努力。
未來陽光電源將聚焦在光伏逆變器、風能變流器、儲能逆變器、電動汽車V2G控制器、智慧云平臺和EMS能量管理系統(tǒng)這幾個業(yè)務的研發(fā)與應用上,為我們能源互聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展構建一個強有力的基石。