华为研发新一代智能光储方案

来源：​《中国电业》 时间：2021-09-13 16:54

十年磨剑谋创新 臻于极致铸匠心

——华为研发新一代智能光储方案

杨娜

　　面对碳中和的全球趋势以及零碳发展的“星辰大海”，创新与企业家精神的充分绽放，将成为中国低碳转型的加速器。

　　针对光伏发电平准化度电成本（LCOE）需进一步下降的现实，储能安全性、容量失配、寿命、运维等方面存在的问题，以及新能源渗透率提升，电网友好性要求迅速提高的挑战等，2021年在光伏与储能领域的智能化创新正生逢其时。

　　3月17日，华为重磅推出《智能光储解决方案》《智能组串式储能解决方案》，同时携手行业权威机构、合作伙伴针对电站安全、大电流组件适配、储能新趋势，重磅发布了《智能组串式储能技术白皮书》《光伏方阵逆变器电气安全设计白皮书》《针对大硅片组件逆变器相关选型设计白皮书》三大白皮书。

　　融合创新

　　虽然前途一片光明，光伏要成为主力能源，最重要的实现途径还是经济性驱动，即LCOE的降低。平价时代，通过技术创新持续加速LCOE的降低，已经成为不变的主旋律。

　　华为基于在光伏、储能技术与数字信息技术的深度积累，将多个领域的关键技术跨界融合，追求光伏电站端到端全面智能化。融合创新，助力能源数字化、智能化转型是华为成功的法宝。

　　作为全球领先的ICT基础设施和智能终端提供商，华为不断发挥着通讯、云计算及智能终端领域的深度积累，在技术研究与应用上保持全球领先。在能源行业，华为更是深耕30年，通过在电力电子、储能和并网技术上的深度研究，为智能发展提供绿色、高效、稳定的供电解决方案。

　　华为拥有10年储能研发积累，50亿瓦时锂电应用，聚焦电池充放电管理、温度控制与主动安全等关键技术；拥有电力电子领域30年研发积累与百吉瓦应用，从功率器件、拓扑到算法全面领先业界。华为服务全球179家电力公司，基于全球各种复杂类型电网数据的积累与分析，可持续针对不同电网特点优化并网算法，实现可靠并网。

　　更优度电成本

　　据华为数字能源公司首席运营官、华为智能光伏业务总裁陈国光介绍，华为通过数字技术与光伏储能技术融合，推出的FusionSolar智能光储解决方案，通过电站端到端全面的智能化，可有效推动生命周期内LCOE降低5%，LCOS降低10%。

　　据国核电力规划设计研究院设计总监胡彬分析，一般储能系统10年生命周期内保持额定放电能力14兆瓦时，采用传统储能方案不支持分期补电，初期配置23.3兆瓦时，投资预计4660万元。如采用华为储能方案支持模组级分期补电，初始配置将降低31%，有望减少总投资达1273万元。

　　此外，该解决方案中可以进一步降低度电成本的利器是智能运维。今年华为推出智能IV诊断4.0版本，在线、全量的检测助力运维成本降低20%以上。在电站刚建成消缺时应用，还可以加速消缺进程。据悉，在山西领跑者项目中，消缺时间从60天缩短到了20天。同理，日常运维时可改变传统人工运维模式，实现远程智能运维后，运维人员只需针对性上站，极大降低了运维成本。电站交易时通过IV诊断，快速生成全量组件诊断报告，更可提升电站交易价值。

　　目前，光伏行业内的IV检测水平参差不齐。为规范这一特性，北京鉴衡认证中心去年推出了认证标准，从识全率、重现率、致因判断准确率等几个维度做出评判标准。测试结果显示，华为智能IV诊断实际检测结果识全率为100%、重现率96.23%、准确率96.8%。以上均达到90%以上，获行业最高L4等级，远远领先于竞争对手。

　　更高发电量

　　随着大尺寸硅片组件的应用，常规逆变器每路组串输入电流最大仅为15安，无法匹配大电流组件17.3安峰值电流，基于青海共和与宁夏同心光伏电站的仿真结果，常规逆变器直流限发损失为0.86%和0.48%。

　　在电站安全特性上，华为推出全球首个具备智能组串分断功能的光伏控制器，提升光伏直流系统的可靠性。为匹配大尺寸组件高功率、大电流的特性，华为基于HAV3平台全球35吉瓦的成熟应用，推出了更优适配大尺寸组件的宽电流逆变器，通过将每路组串输入电流从15安提升至20安，有效避免了限发，提升光伏电站的发电量。

　　随着光伏直流功率的不断提升，原有光伏直流系统的短路保护问题越发严峻，交流侧保护当前已十分成熟，但光伏直流侧保护还应该进一步加强。

　　交流侧短路时，短路电流来源于电网。当短路电流高达几十安时，断路器能够可靠地分断保护。但是光伏直流侧短路电流来自于组件，仅为组件峰值电流的1.1倍。而传统组串式直流侧无主动分断开关，在逆变器内部发生短路时，也无法分断故障电流。

　　华为智能组串分断通过高精度直流传感器，精确检测每路组串电流信号。当检测到故障时，可快速发出脱扣保护和主动告警，能够实现组串反灌保护与逆变器内部故障保护，有效提升光伏直流系统安全。

　　同时，该解决方案还凭借SDS智能直流发电系统，优化跟踪支架算法，平均提升发电量超过1%。这一数据在广西玉柴、安徽濉溪、青海共和以及印度、西班牙等全球多处电站均得到了验证。其中广西玉柴从2020年12月至2021年3月，SDS测试4个月时间提升发电量2.26%。之所以有这么高的提升，主要原因是广西地处低纬度地区雨水较多。针对早晚反跟踪和阴雨天完美匹配，将SDS带来更高发电量提升的优势反映出来。

　　据悉，目前行业主流支架厂家都已经与华为形成了跟踪支架算法优化的合作，希望能够一起建立智能跟踪新生态。

　　极致安全的组串式储能

　　国网国调中心副总工程师裴哲义指出，目前行业内已经出现了电池模块缺陷、BMS缺陷、充放电时间、充放电功率达不到设计值、电池一致性差等问题，应高度重视电化学储能安全问题。

　　北京鉴衡认证中心副主任纪振双认为，从电站安全的角度，一批已建成电站安全保障程度不够，应更加注重全要素、全过程安全风险防控，特别是利用智能化手段，提高电站安全智控水平和主动安全能力。

　　经过10年积累，华为储能专职研发人员超500人，并已建立十亿瓦时级别储能生产线，以及从电芯到储能整机的端到端验证测试平台。其领先的电池精度管理、云BMS、消防设计等技术，已经广泛应用于通信站点能源、数据中心、户用及微网光伏储能系统中，累计锂电储能发货已超50亿瓦时。在极寒的珠峰、高温的赤道国家、高湿的佛得角等海岛，可能是基站，也可能是离网项目，都可以看到华为的储能产品高效、稳定运行。

　　这些应用于全球的实例，就是华为储能产品最好的证明。在华为智能光储解决方案中，推出了首个智能组串式储能系统与智能储能控制器，通过模块化设计、电池包精细化管理与簇级温控，提升储能系统在生命周期的放电量。

　　基于组串化、智能化、模块化的设计理念，华为智能组串式储能解决方案将储能系统的能量管理精细化到电池包级，通过一包一优化，充放电量提升6%，一簇一管理，充放电量提升7%。还有创新的分布式散热架构，可保障电池寿命。模块化设计无易损件，储能系统可用度99.9%。整个产品方案具备更高放电、更优投资、极简运维、安全可靠等一系列优势。

　　更强支撑电网

　　利用自身在软件方面的优势，华为通过智能并网算法，可以适应SCR为1.2的极弱电网环境，以及强电网的环境。在全场景下都可以实现满功率稳定并网运行，以及谐波小于1%和连续高低电压穿越不脱网。行业里很多厂家都宣传支持弱电网SCR1.2和1.5场景，但实际上做不到在弱电网场景下满功率输出，或者在高低电压穿越时直接脱网，谐波也会大幅超标。所以在关注弱电网场景时，一定要关注弱电网不同场景下的运行指标，而不是仅仅关注是否宣称是否支持。

　　2019年，澳洲制定了全球最严格的并网标准要求，不仅要求逆变器要适应SCR为1.5的弱电网环境，更要求支持持续1.8秒、连续15次高低电压穿越不脱网。华为逆变器已成为业界首款通过该标准测试的逆变器，充分展示了华为在电网适应性方面的强大技术能力。

　　特高压会成为未来新能源电力的主要输送线路。截至目前，国家电网建成投运“十四交十二直”共26项特高压工程，直流线路在特高压工程中占比45%。由于直流线路的电力电子特性，若光伏电站在高电压穿越期间，有功功率波动过大，极易引起网侧电压震荡，严重情况下甚至会导致区域大停电。针对以上情况，我国在2019年也出台了新的光伏逆变器并网标准GB/T37408，条款中明确要求1.3倍高电压穿越时，逆变器有功波动需要小于10%。

　　华为组串式逆变器运用智能并网算法，保证高电压穿越期间输出不降额。华为196千瓦机型在2020年4月份通过了新国标测试，成为业界首款通过该标准测试的逆变器。

　　坐拥领先技术、面对广阔市场，陈国光表示：“在光伏迎来大发展机遇时，华为不会盲目发展。我们希望行业内的合作伙伴们秉承开放、合作、共赢的态度，共同完善标准体系和商业模式，建设更多高标准的高质量电站，让整个产业链分享收益。让整个行业能够长期稳定健康发展。”

责任编辑：于彤彤　 投稿邮箱：网上投稿