2月22日，由國際能源網(wǎng)、國能能源研究院、光伏頭條、儲能頭條主辦的以“新能源新系統(tǒng)新生態(tài)“為主題的“第七屆中國光伏產(chǎn)業(yè)論壇”在北京隆重舉行。會上，中車株洲時(shí)代電氣股份有限公司綠能事業(yè)部副總工程師吳恒亮做了主題為《智慧型集中式光伏解決方案持續(xù)推動(dòng)行業(yè)技術(shù)升級》的演講。
株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司（簡稱“中車時(shí)代電氣”）是中國中車旗下股份制企業(yè)，其前身及母公司——中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司創(chuàng)立于1959年。2009年，中車時(shí)代電氣旗下的株洲變流正式進(jìn)軍光伏逆變器市場。目前，公司光伏逆變器已累計(jì)供貨超過30GW，擁有組串式3-320kW、集中式1100-8800kW及箱逆變一體機(jī)等光伏產(chǎn)品系列，產(chǎn)品在國內(nèi)首批通過金太陽、TUV及低（零）電壓穿越認(rèn)證。
株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司綠能事業(yè)部副總工程師吳恒亮
全面提升發(fā)電效率
重構(gòu)運(yùn)維體驗(yàn)是未來逆變器發(fā)展的方向
隨著逆變器技術(shù)的升級以及終端市場變化，光伏逆變器行業(yè)就逆變器技術(shù)路線而言，可以分為集中式光伏逆變器、組串式光伏逆變器、集散式光伏逆變器、微型逆變器4種類型。
光伏逆變器作為太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的心臟，以及光伏電站最重要的核心部件之一，逆變器正朝著更高電壓、更高功率、更高效、更友好、更高集成、更高防護(hù)的方向發(fā)展。
在更高電壓方面，吳恒亮指出，光伏逆變器從早期600V、1000V發(fā)展至1500V，現(xiàn)在行業(yè)正在探討2000V應(yīng)用，但2000V應(yīng)用需要行業(yè)一起來推動(dòng)。
在更高功率方面，逆變器功率從100kW、250kW、500kW發(fā)展到目前的3125kW，仍在不斷更新迭代?！霸诩惺侥孀兤鬟@塊，我們現(xiàn)在正在開發(fā)4兆瓦、5兆瓦的機(jī)型?！眳呛懔料蛭覀兺嘎丁?/p>
在更高效方面，吳恒亮表示，逆變器已實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換，現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)主流廠家逆變器最大轉(zhuǎn)換效率已全面突破99%，光伏系統(tǒng)的發(fā)電量得以進(jìn)一步提升。
在更友好方面，在新能源滲透率急速提高的背景下，改進(jìn)逆變器并網(wǎng)控制性能，使之與弱電網(wǎng)特征相適應(yīng)，目前逆變器正在從“自我保護(hù)”向“支撐電網(wǎng)”方向發(fā)展。
在更高集成方面，吳恒亮指出，原來的逆變器為分立系統(tǒng)，分配出電匯流箱、逆變器、變壓器等多個(gè)單元，在實(shí)際應(yīng)用方面我們將會面臨多方面的管理，為了讓售后服務(wù)及響應(yīng)速度更快更高效，現(xiàn)在逆變器朝著更高集成度發(fā)展。
在更高防護(hù)方面，光伏逆變器根據(jù)不同的應(yīng)用場景，如沙漠、海邊、煙霧等環(huán)境下，促使逆變器對應(yīng)用環(huán)境提出更高的要求，防護(hù)等級也越來越高。
談及光伏逆變器未來發(fā)展趨勢，吳恒亮表示，當(dāng)電力電子技術(shù)和通信技術(shù)通過數(shù)字化技術(shù)參與電力系統(tǒng)調(diào)度與交易，使發(fā)電系統(tǒng)自主協(xié)同優(yōu)化，全面提升發(fā)電效率、重構(gòu)運(yùn)維體驗(yàn)是未來逆變器發(fā)展的方向。
6大集中式光伏解決方案平臺
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和系統(tǒng)應(yīng)用的升級，中車時(shí)代電氣推出了多種集中式光伏電站解決方案。分別是智能光伏匯流箱、智能集中式一體機(jī)、智能組串式、智能控制終端、智慧管理發(fā)電系統(tǒng)、故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)等6大類型。
吳恒亮表示，智能光伏匯流箱看似是一件普通且沒有技術(shù)含量的部件，但它卻承載著如何把組件的適用性及匹配度做好的工作。同時(shí)，智能光伏匯流箱還具備組串故障診斷、絕緣、拉弧檢測、故障錄波及保護(hù)功能。在此方面，中車時(shí)代電氣向行業(yè)推出了一款具備智能診斷能并能實(shí)現(xiàn)集中式二維診斷功能的匯流箱。
智能集中式一體機(jī)兼具預(yù)測與健康管理PHM、高效發(fā)電、光儲融合、電網(wǎng)友好、安全可靠、精益智能等功能。吳恒亮表示，在集中式逆變器中智能集中式一體機(jī)擁有很多應(yīng)用場景。
智能組串式兼具高效發(fā)電、節(jié)約投資、靈活適配、電網(wǎng)友好、安全可靠、精益智能等6種功能。吳恒亮表示，智能組串式在中東部地區(qū)的山丘及山地電站上應(yīng)用較廣泛。
如何把集中式做到更智能是大型地面電站在采用集中式解決方案時(shí)面臨的痛點(diǎn)。針對這一痛點(diǎn)，中車推出智能控制終端平臺。吳恒亮介紹說，“智能控制終端平臺就是將匯流箱、逆變器、箱變數(shù)據(jù)流垂直整合，隨后在逆變器單元進(jìn)行處理，這樣就可以精準(zhǔn)預(yù)測整個(gè)單元級、組串級的故障定位及監(jiān)控點(diǎn)，也就是說讓集中式具備了組串式的功能?！?/p>
吳恒亮表示，智慧管理發(fā)電系統(tǒng)就是讓光伏電站由功率轉(zhuǎn)換向能源管理演進(jìn)。譬如，一個(gè)百兆瓦級的光伏電站中會有很多條集電線路，一條集電線路上會有7-8臺逆變器，我們采用智慧管理發(fā)電系統(tǒng)，每臺逆變器就會找到最佳工作點(diǎn)來自動(dòng)分配，這樣就實(shí)現(xiàn)了集電線路上的最優(yōu)功率分配。
故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)（PHM系統(tǒng)）就是重構(gòu)運(yùn)維體驗(yàn)，讓光伏電站實(shí)現(xiàn)極簡、智能、高效的管理，也就是電站的健康管理系統(tǒng)。吳恒亮認(rèn)為，目前光伏電站的檢修類似于汽車檢修，屬于故障修，未來我們要實(shí)現(xiàn)狀態(tài)修。也就是在運(yùn)維平臺當(dāng)中我們可以隨時(shí)掌握關(guān)鍵部件性能參數(shù)退化規(guī)律，隨時(shí)了解逆變器某個(gè)器件是否需要更換，將故障修變?yōu)闋顟B(tài)修，不僅可以提升設(shè)備在線率，減少故障發(fā)生率，還能降低運(yùn)維人員，提升備品備件有效率。
實(shí)現(xiàn)光伏度電成本關(guān)鍵性技術(shù)
吳恒亮表示，在新能源發(fā)電度電成本中，無論是降低項(xiàng)目的初始投資和運(yùn)營成本，還是提高發(fā)電量，我們都希望新能源發(fā)電度電成本最低。
對此，吳恒亮向我們推出光伏發(fā)電關(guān)鍵性技術(shù)，分別是最大功率跟蹤專利技術(shù)、基于全局效率最優(yōu)的PWM調(diào)制策略、集中式IV特性診斷、組串式IV特性診斷、滲透率提升與電網(wǎng)穩(wěn)定性控制、間歇性特性與能量平衡技術(shù)、電氣狀態(tài)修技術(shù)、CSR_Drive專家自診斷技術(shù)、半實(shí)物綜合仿真技術(shù)。
其中，最大功率跟蹤專利技術(shù)方面，近年來，隨著光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，逆變器企業(yè)在光伏發(fā)電最大功率跟蹤技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了大量投入和研發(fā)，并進(jìn)行專利保護(hù)?；谌謨?yōu)化的分段調(diào)制策略，目前逆變器的最大效率已全面突破99%，最大轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到99.07%。
“在IV診斷中，集中式可以實(shí)現(xiàn)組串級的IV診斷。同時(shí)，光伏發(fā)電從“適應(yīng)電網(wǎng)”到“主動(dòng)支撐電網(wǎng)安全”，采用集中式解決方案更有利于將來系統(tǒng)升級。在間歇性特性與能量平衡技術(shù)方面，光伏、風(fēng)電、儲能都會有波動(dòng)性，我們可以采用虛擬同步機(jī)VSG技術(shù)，提升調(diào)頻調(diào)壓能力及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平?！眳呛懔寥缡钦f道。
而在電氣狀態(tài)修技術(shù)方面，主要是面向IGBT、濾波電容、斷路器開關(guān)、散熱風(fēng)機(jī)、濾網(wǎng)等逆變器“能量流”和“散熱流”關(guān)鍵部件，最大化利用既有傳感與控制信號實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測、狀態(tài)評估與壽命預(yù)測，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電單元電氣系統(tǒng)狀態(tài)修。
演講的最后，吳恒亮向我們展示了下一步新技術(shù)發(fā)展方向，如打造零碳園區(qū)、零碳鄉(xiāng)村、零碳城市，未來讓能源路由器成為以新能源為主的新型電力系統(tǒng)的核心裝備。同時(shí)利用風(fēng)光儲融合打造園區(qū)源網(wǎng)荷儲一體化。另外，利用電力電子變壓器在新能源光伏中的應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)新能源生態(tài)系統(tǒng)變革。
來源：國際能源網(wǎng)/光伏頭條
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