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光伏逆變器發(fā)展面臨三大挑戰(zhàn)

朗凱威電子科技 ? 來源:朗凱威電子科技 ? 作者:朗凱威電子科技 ? 2023-10-10 14:19 ? 次閱讀
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光伏逆變器發(fā)展面臨三大挑戰(zhàn) 5月24-26日,SNEC第十六屆(2023)國際太陽能光伏與智慧能源(上海)大會暨展覽會在上海舉行。中國光伏行業(yè)協(xié)會理事長、陽光電源股份有限公司(下稱陽光電源)董事長曹仁賢在開幕式上致辭表示,隨著傳統(tǒng)化石能源的枯竭和價格的持續(xù)上升,光伏發(fā)電將很快成為最具經(jīng)濟(jì)性的電力形式。

隨著“雙碳”目標(biāo)持續(xù)推進(jìn)及全球能源轉(zhuǎn)型步伐加快,光伏產(chǎn)業(yè)在裝機規(guī)模、技術(shù)革新等方面正迎來跨越式發(fā)展,新業(yè)態(tài)、新模式、新需求不斷涌現(xiàn),光伏電站也面臨發(fā)展新挑戰(zhàn)。作為光伏電站和電網(wǎng)之間的橋梁,光伏逆變器一頭連接組件、一頭連接電網(wǎng),不僅決定了電站可以發(fā)多少電,還要適應(yīng)和支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。在新發(fā)展形勢下,光伏逆變器需要做出哪些變革,牢牢牽引住電站和電網(wǎng)兩端?在2023上海SNEC展會期間,《中國能源報》記者就此采訪了陽光電源光儲集團(tuán)副總裁、地面光伏事業(yè)部總裁張顯立。

支撐電網(wǎng)能力亟待提升

據(jù)智庫服務(wù)機構(gòu)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計,2014-2022年,我國光伏發(fā)電量占全社會用電量比例逐年增長。2022年,我國光伏發(fā)電量占全社會用電量的比例已達(dá)到5.1%。未來,光伏將是推動我國實現(xiàn)能源變革的重要引擎之一。

陽光電源在《5A融合-地面電站解決方案白皮書》中援引行業(yè)機構(gòu)數(shù)據(jù)也預(yù)測了光伏未來廣闊的發(fā)展前景。2023年全球光伏新增裝機量將超過350吉瓦,到2030年新增裝機量將接近700吉瓦。

在張顯立看來,光伏裝機規(guī)模、發(fā)電量占比的不斷提升,給逆變器發(fā)展提出了新要求?!霸瓉砉夥?guī)模小,對電網(wǎng)影響不大,隨著規(guī)模越來越大,其特有的波動性和隨機性將對電網(wǎng)安全可靠運行帶來挑戰(zhàn)。如何提升電網(wǎng)強度將成為未來面臨的難題,為此,我們需要轉(zhuǎn)變發(fā)展思路,從被動適應(yīng)到主動支撐,提升光伏逆變器對電網(wǎng)的支撐能力,這也是目前光伏逆變器產(chǎn)業(yè)公認(rèn)的發(fā)展方向?!?br />
張顯立進(jìn)一步解釋說:“具體來看,電網(wǎng)環(huán)境也各有差異,有的地方電網(wǎng)強,有的地方電網(wǎng)弱,光伏逆變器就需要自動適應(yīng)當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)環(huán)境,始終保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行,這對逆變器的控制要求非常高。”

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電站營運環(huán)境越發(fā)復(fù)雜

地面光伏電站是光伏裝機的主力。2021年,我國啟動第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風(fēng)電光伏基地項目建設(shè),地面光伏電站應(yīng)用場景逐步向多元化、復(fù)雜化方向發(fā)展。

“‘上山下海進(jìn)沙漠’已經(jīng)成為地面光伏電站的真實寫照。不僅是沙漠、戈壁、荒地,甚至是丘陵、灘涂和近海,都成為了光伏地面電站未來潛在開發(fā)地?!睆堬@立表示,地面光伏電站單體容量大、系統(tǒng)復(fù)雜,沙漠、戈壁、荒地地區(qū)風(fēng)沙強度大,設(shè)備內(nèi)部容易遭沙塵入侵,導(dǎo)致散熱不暢、零部件損壞,影響設(shè)備可靠運行。而灘涂和近海地區(qū)高鹽霧、高溫、高濕,易腐蝕,加劇電站設(shè)備老化和損壞,影響壽命。

張顯立提出,地面光伏電站方案升級需綜合考慮不同地區(qū)應(yīng)用環(huán)境、設(shè)計理念及電網(wǎng)要求等多重因素,因地制宜,科學(xué)設(shè)計?!皯?yīng)用環(huán)境決定了光伏逆變器產(chǎn)品的升級方向,一些差異化的需求也將顯現(xiàn)出來。我們通過組串式和模塊化產(chǎn)品組合及技術(shù)方案創(chuàng)新,可以適配各種應(yīng)用場景。比如,針對山地、丘陵等起伏大、分散地塊,我們就要提供更為靈活的產(chǎn)品方案,充分利用土地,實現(xiàn)土地最大化利用。而針對沙漠項目,我們的產(chǎn)品就需要高效散熱,隔絕沙塵,保障電站可靠運行?!?br />
智能運維需求快速增加

從光伏逆變器技術(shù)發(fā)展方向上來看,張顯立認(rèn)為,隨著市場對光伏逆變器的性能要求越來越高,一定要加大產(chǎn)品硬件和軟件的創(chuàng)新,兩者相輔相成,共同發(fā)展。硬件從產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性等方面出發(fā),軟件則利用大數(shù)據(jù)、算法等技術(shù)實現(xiàn)快速精準(zhǔn)識別和控制、達(dá)到發(fā)電量優(yōu)化和智能化運維的目的。

張顯立以光伏逆變器運維為例,說明硬件、軟件齊發(fā)力的積極作用。“傳統(tǒng)集中式逆變器單機功率大,故障期間發(fā)電量損失較大,且一般需要專業(yè)人員維護(hù)。采用模塊化設(shè)計后,各逆變器單元在電氣上相互獨立,單臺故障時不影響其余單元發(fā)電。同時,我們還研發(fā)了模塊化光伏逆變器智能IV診斷技術(shù),通過軟件技術(shù)升級精準(zhǔn)識別定位故障。目前,可識別16種主流故障,極大縮短了運維時間,提升了運維效率?!?br />
展望未來,張顯立認(rèn)為,在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)目標(biāo)下,市場對光伏逆變器的要求將越來越高。要做好光伏逆變器的創(chuàng)新工作,就要充分連接供應(yīng)鏈上下游,加強和組件企業(yè)、電網(wǎng)公司等協(xié)同創(chuàng)新,才能發(fā)揮好橋梁的作用,有效支撐光伏電力成為主力電源

審核編輯 黃宇

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