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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(jī)規(guī)模、技術(shù)革新等方面迎來跨越式發(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，另一頭連接電網(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(yùn)行。在新發(fā)展形勢下，光伏逆變器需要做出哪些變革，牢牢牽引電站和電網(wǎng)兩端？

在2023上海SNEC展會期間，陽光電源立足電路、半導(dǎo)體、散熱、電磁、算力、算法、AI 智能、安防八大技術(shù)創(chuàng)新，深度融合設(shè)備、方案及應(yīng)用，全球首發(fā)《5A融合-地面電站解決方案白皮書》，推出“全場景覆蓋（All-Scenario Application）、全天候高效(All-Day Efficiency )、全鏈路安全(All-link Safety )、全周期智維(All-Life Smart O&M)、全網(wǎng)況支撐(All-Grid Support)”的5A融合解決方案，助力地面光伏大規(guī)模、高比例、高質(zhì)量發(fā)展。

支撐電網(wǎng)能力亟待提升

據(jù)智庫服務(wù)機(jī)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(jī)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(jī)量將超過350吉瓦，到2030年新增裝機(jī)量將接近700吉瓦。

在張顯立看來，光伏裝機(jī)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。“原來光伏規(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(jī)性將對電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。如何提升電網(wǎng)強(qiáng)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。”

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(qiáng)，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(yùn)行，這對逆變器的控制要求非常高。”

電站運(yùn)行環(huán)境越發(fā)復(fù)雜

地面光伏電站是光伏裝機(jī)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。”張顯立表示，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(qiáng)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(yùn)行。而灘涂和近海地區(qū)高鹽霧、高溫、高濕，易腐蝕，不僅加劇電站設(shè)備老化和損壞，影響壽命，也影響電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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。“應(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(yùn)行。”


智能運(yùn)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(yùn)維的目的。

張顯立以光伏逆變器運(yùn)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(jī)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(yùn)維時間，提升了運(yùn)維效率。”

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(qiáng)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。

原標(biāo)題： 陽光電源張顯立：光伏逆變器新一輪技術(shù)創(chuàng)新即將到來