1500V+智能組串式逆變器加速實現(xiàn)光伏發(fā)電技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用

全球范圍內(nèi)，平價上網(wǎng)大潮強勢來襲，以光伏為代表的可再生能源發(fā)電已具備了與火電同場競技的基礎(chǔ)，大勢之下，曾經(jīng)的火電巨頭華能正在加速轉(zhuǎn)型。

在華能2019年的投資計劃中，風(fēng)電、光伏的總投資占比攀升至67.8%，其進軍清潔能源雄心可見一斑。今年兩會現(xiàn)場，華能集團董事長舒印彪再次表明華能擴張可再生能源的決心。舒印彪表示，面對全球能源轉(zhuǎn)型大勢，華能集團要持續(xù)提升可再生能源的裝機比重，要在清潔能源領(lǐng)域走在前列，爭當能源轉(zhuǎn)型和推動清潔發(fā)展的排頭兵。在首批光伏平價上網(wǎng)項目中，華能一舉拿下約700MW，昂然挺進平價上網(wǎng)先鋒隊。

從陜北傳來喜訊，華能陜西定邊60MW光伏電站成功并網(wǎng)發(fā)電，這是華能集團2019年度科技項目，也是我國二類資源地區(qū)首個平價上網(wǎng)光伏項目。

該電站采用了業(yè)內(nèi)最先進的技術(shù)產(chǎn)品和解決方案，核心設(shè)備全部國產(chǎn)化，自主可控，安全可信，對我國研究保障國家能源安全、研究光伏電站關(guān)鍵設(shè)備選型和系統(tǒng)集成方案優(yōu)化、加速光伏發(fā)電平價上網(wǎng)具有重要意義。

在項目設(shè)計階段，華能陜西發(fā)電有限公司、華能清潔能源研究院聯(lián)合華為、東方環(huán)晟、晶科、隆基等業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)進行了大量調(diào)研與綜合對比，充分考慮了技術(shù)先進性、度電成本、項目地形等因素，創(chuàng)新采用了1500V系統(tǒng)，高效疊瓦雙面組件、跟蹤支架、智能組串逆變器、MBUS寬帶電力載波、4G無線通信、大數(shù)據(jù)營維云中心等業(yè)內(nèi)最先進的產(chǎn)品和解決方案，致力于將該項目打造成為平價上網(wǎng)光伏電站的“技術(shù)”標桿。

▲雙面、疊瓦組件提高利用率

全球首個大型高效疊瓦雙面組件項目

高效疊瓦雙面組件發(fā)電量較常規(guī)單面組件提升10%~30%，具備抗PID和抗隱裂能力，零透水率，壽命可達30年。華能定邊60MW電站是迄今全球最大的疊瓦組件項目，對我國掌握高效雙面組件的發(fā)電特性，最大化疊瓦雙面組件的發(fā)電能力，最小化疊瓦組件光伏系統(tǒng)投資成本具有重要的示范作用。

▲雙面組件+平單軸+智能組串式逆變器

1500V+雙面+跟蹤+智能組串式逆變器

發(fā)電量提升1.45倍

1500V系統(tǒng)是提升IRR的關(guān)鍵一步，相比于1000V系統(tǒng)，不只是電壓等級的提升，更重要的是實現(xiàn)了組件、逆變器、支架、線纜、施工、運維等全方位系統(tǒng)級的降本增效。該項目全部采用華為SUN2000-175KTL 1500V智能組串式逆變器，最大程度降低了組串失配帶來的發(fā)電量損失，較傳統(tǒng)逆變器發(fā)電量提升3%以上；每路MPPT電流支持到26A，完美匹配雙面組件。

在智能時代，以AI為代表的前沿技術(shù)集中爆發(fā)，該項目創(chuàng)新采用AI算法實現(xiàn)了1500V+雙面組件+跟蹤支架+智能組串式逆變器的最優(yōu)融合，比傳統(tǒng)單面+固定支架方案發(fā)電量提升20%以上。同時，業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的AI自學(xué)習(xí)優(yōu)化跟蹤算法，實現(xiàn)功率閉環(huán)控制，更懂雙面組件，比傳統(tǒng)的雙面+跟蹤發(fā)電量再提升0.5%以上。

數(shù)據(jù)顯示，該光伏電站自并網(wǎng)以來年均光伏利用小時數(shù)高達2200小時，發(fā)電量是臨近相同容量光伏電站的1.45倍，遠超業(yè)主預(yù)期。

▲無線基站

MBUS+4G無線，通信最優(yōu)組合

良好的通信是光伏電站實現(xiàn)實時監(jiān)測的基礎(chǔ)，該項目場區(qū)為鹽堿地，占地約2000畝，平均海拔1328米，地勢起伏，地形復(fù)雜，傳統(tǒng)的通信方式可靠性、抗干擾性較差，不利于高質(zhì)量運維。

華能定邊電站全部采用華為MBUS寬帶電力載波傳輸，實際應(yīng)用傳輸速率115kbps，遠遠高于其他PLC；時延小于30ms，更快滿足電站調(diào)度需求。同時采用了華為4G無線通信，整個60MW光伏電站布置2個4G基站即可完成所有的站內(nèi)通訊。建設(shè)時無需挖溝埋光纜，整個工期在1周內(nèi)完成，而且在“崎嶇不平”的土地上，再也不用擔心光纖斷裂造成通信故障了。

AI并網(wǎng)算法，穩(wěn)定運行不脫網(wǎng)

隨著定邊新能源裝機比例增加，并網(wǎng)穩(wěn)定性成為重大挑戰(zhàn)。華為在業(yè)內(nèi)首次引入阻抗重塑的AI自學(xué)習(xí)并網(wǎng)算法，融合動態(tài)阻尼適配算法，主動諧波抑制算法等多種領(lǐng)先并網(wǎng)算法，通過AI自學(xué)習(xí)動態(tài)地調(diào)整電站本身的電氣特性來匹配電網(wǎng)，保障在惡劣電網(wǎng)情況下穩(wěn)定運行不脫網(wǎng)，從適應(yīng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)向支撐電網(wǎng)。

大數(shù)據(jù)營維云中心，運維效率提升50%

該項目采用大數(shù)據(jù)營維云中心，數(shù)據(jù)實時采集、云存儲、大數(shù)據(jù)挖掘及分析系統(tǒng)，實現(xiàn)了生產(chǎn)、人員、資產(chǎn)和數(shù)據(jù)四個維度的全方位管理，通過智能化手段提高電站的管理和運維效率，降低管理和運維成本。

借助最領(lǐng)先的通信技術(shù)，集團總部專家和電站現(xiàn)場運維人員協(xié)同工作，通過實時視頻和語音通訊，電站現(xiàn)場維護人員在總部專家專業(yè)、準確的遠程指導(dǎo)下實現(xiàn)自動化高效運維。通過營維分析系統(tǒng)和集團專家資源集中配置，實現(xiàn)了整個光伏電站由被動運維向主動營維的轉(zhuǎn)變，由現(xiàn)場運維向移動/遠程運維的轉(zhuǎn)變，由粗放式管理向精細化管理的轉(zhuǎn)變。

▲7號逆變器PV8故障組件與PV9正常組件IV曲線

傳統(tǒng)的電站巡檢耗時長、效率低，一座20MW電站巡檢下來要1個月的時間。若采用人工抽樣巡檢，又難免疏漏。AI加持的智能IV診斷改變了傳統(tǒng)人工抽樣檢測的方式，可對光伏組件進行100%全量檢測，并自動輸出報告，能精準識別多達14種組件故障;通過AI機器學(xué)習(xí)，提升雙面模型識別精度，精準識別真正的遮擋和組件故障等，更加匹配雙面組件場景。整個檢測遠程在線完成，無需人員上站，完全顛覆了傳統(tǒng)運維模式，大幅提升光伏電站運維效率，提升電站全生命周期的營維效益。

隨著智能時代的來臨，5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等新技術(shù)正在加速能源行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，數(shù)字化已成為平價上網(wǎng)的必由之路。

華能陜西定邊60MW項目是高效智能光伏電站技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的典范，是互聯(lián)網(wǎng)+光伏的全新升級，對促進行業(yè)技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級，加速實現(xiàn)光伏發(fā)電平價上網(wǎng)具有重要燈塔意義。

編輯：hfy