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华为智能光伏十大趋势让我们看到了什么?
浏览次数:50   发布时间:2/6/2024 3:52:24 PM
近日,国际能源署发布的《2023年可再生能源》年度市场报告显示,2023年全球可再生能源新增装机容量比2022年增长50%,装机容量增长速度比过去30年的任何时候都要快。报告预测,未来5年全球可再生能源装机容量将迎来快速增长期。
身处在全球贸易深度一体化的世界经济体中,光伏行业头部企业海外市场份额已超50%。我们面对的将是一个什么样的2024年!而2024年的主题词又将是什么?

华为数字能源智能光伏业务副总裁、CMO郝应涛解读智能光伏十大趋势
1月24日,华为面向全球发布2024智能光伏十大趋势,向业界展示出可以期待的价值。华为数字能源智能光伏业务副总裁、CMO郝应涛围绕一大核心、五大关键方案、四大根技术,全面解读了智能光伏十大趋势,为光伏产业的高质量发展提供前瞻性支持,并发布重磅白皮书。
提升电网友好性
站在全球气候变化与中国生态文明建设的关键节点,中国光伏行业在国内、国际两个市场,可谓机遇与挑战并存。
“双碳”目标提出三年来,我国积极稳妥推进碳达峰碳中和,完成了构建碳达峰碳中和“1+N”政策体系,稳步推进能源绿色低碳转型,把促进新能源和清洁能源发展放在了更加突出的位置。
在国内市场,在装机规模持续呈现快速增长态势的情况下,产能的阶段性供大于求将加剧市场竞争,驱动行业进入周期性调整阶段。
郝应涛分析,碳中和在全球提速,光储产业会呈现蓬勃燎原之势。根据国际可再生能源机构预测,2030年光伏装机将达到5200GW,2050年达到14000GW,可再生能源比例达90%以上,其中光伏将成为绝对主力。光储平价以及构网技术,正在促成光储系统成为稳定电源,并将推动光伏在未来三年成为主力电。
技术的进步不仅推动了光伏电池效率的提高和成本的持续下降,也拓展了光伏应用领域。
目前,先进储能技术仍然是制约光伏应用的一块“短板”。随着光伏装机规模的迅速增加和光伏渗透率的快速提高,光伏电源不稳定、难以调节的特性对电网的挑战也日益凸显。新型电力系统亟须低成本、具备可靠调度能力的储能系统作为可再生能源的配套。加强储能应用的深化,可推进储能应用的多元化发展,也可使电网的调节能力更加灵活、高效。


2023年,我国政府在科学有序规划储能建设,储能标准体系建设趋于完善,储能盈利渠道更加通畅,兆瓦级储能项目频繁落地······
郝应涛认为,光伏从“补充电”成为“稳定电”走向“主力电”,其中驱动因素主要来自商业侧光储系统度电成本的持续降低,技术侧的光储融合大幅提升供电稳定性两个方面。
据介绍,华为正坚定走在助力光储成为稳定电源的道路上,参与建设的全球最大微网储能项目——沙特红海新城400兆瓦光伏+1.3GWh储能。该项目光储度电成本低于10美分,不到传统柴油供电成本的三分之一;在供电稳定性方面,基于Grid-forming构网型储能技术构建了一张独立、富有韧性的电网,具备强大的抗扰与自适应能力。这座100%由光储供电的新城,成为沙特2030愿景中的一颗闪耀的明珠,也是人类绿色文明发展中的又一个里程碑。


多年来,华为智能光伏凭借长期以来大量的研发投入,联合全球客户在弱电网、强电网等各种电网条件下的实证测试也取得了丰硕成果,构网型技术的可行性非常高。
华为率先在业内提出的Grid Forming构网技术将可商用,并向全场景快速扩展,支撑电网稳定,提升新能源消纳。


高比例新能源的接入带来的弱电网问题已成为共识,行业纷纷探索解决之道。政策+技术+商业价值的多轮驱动,会促使Grid Forming的应用场景持续扩大,从当前的大型地面电站,向工商业和户用快速扩展,并且不仅在光伏场景,与风电、水电等可再生能源的结合也将成为可能,从而推动新能源从支撑电网向增强电网,再向全场景增强电网快速发展,保障全场景的稳定消纳,加速构建新型电力系统。

精耕细琢数智先河
近十年,华为坚持自主研发。他们不仅将自身的数字化、智能化技术优势转化为市场竞争力,成为全球智能光伏的领军者,还引领整个行业提升了光伏发电系统的能效和性能水平。
当下,电站网元指数级增加,发输配用一张网的高效、智能调度将成为关键要求。
海量具有波动性和间歇性新能源设备接入,对电网带来很大挑战,亟须构建一张超大容量的发输配用多能互补、友好协同的能源网络,实现所有网元的综合调度,确保能源资源的最大化利用,以及所有网元的稳定运行。华为智能光伏基于CloudNative云原生和实时通信控制技术支持千万级电站网元的接入纳管,结合盘古大模型进行海量数据分析与预测,加持AI技术进行智能化的能量决策调度,通过北向生态开放构筑灵活的能量管理对接能力,实现发储配用海量电站网元的资源整合与协同调度,构建起一张千万级电站网元的综合智慧能源网络,从而更高效、安全、智能地提高新能源在电力系统的功率动态平衡能力,支撑电网构建稳定安全、灵活柔性、数字智能的新型电力网络系统。
电站管理从“运维” 走向全生命周期“运营” ,智能化将显著提升“规、建、维、营”的综合效益。


在高速建设、存量不断增加的大趋势下,电站面临着来自效率、质量和收益等方面的多重压力。越来越多的电站不再满足于简单的运维的管理,转而寻求从规划、建设,再到运维、运营的全生命周期的智能化解决方案。华为运用电力电子技术和数字技术的融合不断加深,“比特”管理“瓦特”深入人心。在雅砻江柯拉水光互补电站,华为正积极探索“规、建、维、营”的智能化应用。该技术的探索与实践,预期可为未来电站的规划建设时间节约50%,运维效率提升70%,电站收益提高10%以上。我们相信未来将有更多的电站,选择并受益于全生命周期智能化解决方案,让电站运营更加简便高效。
回望过往,智能化起步于精细化管理。
MLPE 的标准化推动了规模商用,精细化管理逐渐走向储能系统,MLPE & CLPE 成为分布式电站新要求。


MLPE实现了光伏组件的精细化控制,确保组件级发电最优,以及组件级监控和安全关断。光伏系统的发电“粒度”呈不断细化的趋势,而系统“粒度”的细化,转化为更智能的发电和更高的安全特性,并且这一精细化管理逐渐走向储能系统,锂电池储能系统也正朝着Pack级、电芯级的更小单元管理方向演进,因此提出CLPE技术。针对电芯展开精细化管理,实现每一个电池包独立的充放电,更有效地应对更多样的电力市场交易诉求,确保复杂应用的安全管理,进一步提升生命周期内可用电量。在未来,MLPE & CLPE 将成为分布式电站新要求,带来更安全、高收益、更智能的分布式电站。

守望大安全保障
本次发布,提出了“四维安全”“ Cell to Grid 储能安全”概念,并强调了“高压高可靠”。
华为提出,安全要求从单维“设备安全”走向四维 “大安全”,确保新能源电力系统长期稳定可靠运行。

产业的健康发展需要从单维“设备安全”走向四维 “大安全”,确保新型电力系统的长期稳定可靠运行。“四维”分别指供应安全、设备安全、网络安全、电力系统安全;同时,新型电力系统的安全不仅仅需要厂家本身,也需要行业以及社会的共同努力。
华为认为,储能的规模应用与安全标准升级,要求储能实现从电芯的本体安全到系统级的电网安全。
储能的规模应用与安全标准升级,要求储能实现从电芯的本体安全到系统级的电网安全。储能作为新型电力系统的重要组成部分,需要整个行业,携手攻克从电芯到电网,全场景,多维度的安全设计,从而保证整个电力系统的安全。通过从电芯、电池包、电池簇、储能系统到电网精细化的监控与管理,打造更安全、更高效,主动构网的储能系统,实现Cell to Grid的储能安全。
华为指出,高电压持续降低光储系统LCOE,高可靠持续提升系统可用度,实现极致安全。
从600VDC系统到1000VDC系统,再到当前的1500VDC系统,光伏技术不断创新,持续提升直流、交流电压等级,加速光伏系统的度电成本不断降低。面向未来,光伏逆变器将延续高压化趋势,直流突破1500V,交流突破1000V系统。高压趋势带来成本下降的同时,也会给系统的可靠性带来新的挑战,基于华为智能光伏长期以来的研究积累,在设备可靠性方面,通过新材料、新型元器件的应用,以持续创新支持高电压场景下的稳定运行;在系统可靠性方面,通过双极高压架构的设计、系统级的安全防护能力,保证光伏系统的持续可靠运行。
提质增效追求高质量发展
光伏产业是半导体技术与新能源需求相结合产生的战略性新兴产业,因此本质上属于半导体产业的范畴。同样遵守摩尔定律的发展模式,光伏技术迭代速度也较快。在光伏技术快速迭代的背景下,每一个技术变革都预示着跟不上技术变革步伐的企业将难以获胜被淘汰出局。
当下,高频高密化正成为发展趋势之一。第三代半导体的应用叠加数字化技术,可持续提升电力电子变换器功率密度,推动光伏系统提质增效。
功率密度的提升,不是简单地将功率做大即可,其中离不开材料科学、散热技术、工程技术等多种维度技术的升级。以碳化硅(SiC)为代表的第三代宽禁带半导体器件的发展与应用,结合高频磁技术的进一步应用,将全面提高开关器件的整体工作效率,实现设备整体高频化,大幅提高产品能量密度。此外,结合技术创新,如高效散热技术与集成驱动技术,预计未来三到五年,光伏逆变器将提升30%以上能量密度,优化器实现50%以上,储能实现10%以上,进一步推动光伏设备的提质增效。
此外,华为希望能够通过不断提升的高品质的电能质量,推动光储系统在全行业的规模应用。
未来三到五年,行业会通过不断提升的电能质量,推动光储在全场景的规模应用。全球的IEC标准、泛欧标准、中国国标等,都不断提升对电能质量的要求,如现有标准中,行业对THDi的要求是小于5%,业界普遍做到小于3%,但是华为通过智能谐波算法将THDi做到小于1%,从而改善供电质量和确保电力系统安全经济运行。而THDu未来也会从小于5%提升至小于1%。种种指标的提升将保证高品质的电能质量,也将加速光伏成为主力能源。
从华为本次十大趋势发布不难看出,华为正努力在系统方面提升光伏发电对电网的友好性,提高功率预测精度,增强运行适应性以及并网支撑能力。这些关键点也将是光伏行业未来发展的重点。

希望产业链相关企业通过对这十大趋势的沉淀中,找到更多发展机会,心向远方、步履不停。


作者:穆述
编辑:张宇
校对:赵汀