世界级智能光伏创新成果的由来与未来
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来源: 中国电力新闻网 作者: 日期: 18.06.11

创新共赢 以行致盛

——世界级智能光伏创新成果的由来与未来

杨娜

  在青海省海南州的光伏产业园区百兆瓦实证基地内,五月的骄阳正肆意地直射大地。寄身双玻光伏板下的白色小花与蔚蓝天空中的朵朵白云遥相呼应,与科技感十足、望不到边界的光伏组件矩阵共同构成了静美如画的一幕。

  这里是全球类型最多、样本量最大、可以试验比对组合最多的实证试验基地。任何创新技术突破的背后都有坚实的科学基础,新技术必须经过严谨的可靠性验证方有推广意义。在这里,产研结合不再只是纸上谈兵,以市场需求为导向,以科研力量为驱动,充分发挥多方优势,共同孵化全球领先的智能光伏创新技术。在这里,参与的各方企业琴瑟和鸣共奏的数字世界交响曲,正在领跑智能光伏新时代。

  作为全球单体最大的光伏发电运营商,国家电投黄河上游水电开发有限责任公司(以下简称“黄河公司”)通过实证基地,在新能源领域的科学探索历史悠久,成就出了无数创新。有人形容这里的实证工作影响了全球80%的top客户决择。而作为极具开拓精神、敢于变革的黄河公司还通过协同工作来探寻可持续性、创新性的解决方案,几年前已经与华为技术有限公司(以下简称“华为”)、美国杜邦公司等顶尖的科研机构合作。他们不仅共同创建出了多个高端科研平台,解决了应用中的问题,打造出了尖端科技,更是走出了依靠科技创新推动产业高质量发展的新路。

  5月25日,黄河公司&华为联合创新中心共同承办的“智能光伏联合创新成果”全球发布会在青海西宁隆重举办。双方充分发挥了在产业、科研、平台和人才等方面优势,联合攻关、协同创新,在智能组串逆变器、无线通讯、智能IV诊断、智能EL检测、跟踪支架+双面组件+智能逆变器融合应用、光伏电站智能管理等领域取得了重大突破,创造了光伏行业极具价值的技术和解决方案,巩固了黄河公司和华为在智能光伏的全球领先地位。

  黄河公司董事长、党委书记谢小平评价:“华为是最早与黄河公司进行联合创新的公司之一,黄河水电&华为智能光伏电站联合创新中心,专门针对制约光伏电站快速发展的关键技术问题联合攻关、协同创新,不断加快智能光伏技术的创新和进步,促进行业进步,为保证黄河公司在光伏电站开发领域的先进性提供了稳定的动力。双方通过资源对接、优势互补,实现了一加一大于二的效果。”

  从成效看,强强联合有力推动了光伏产业持续健康发展,为整个光伏行业的技术进步和产业发展产生了深远影响、做出了积极贡献。

  严谨的可靠性验证,以数字决策精准引领智能光伏

  据了解,实证基地总装机123兆瓦,分为6个试验区,仅逆变器的类型规格就多达21种。其对于户外运行特性的采集要素齐全,测试标准严格,数据采集采用冗余通道,保障了数据的准确性、可靠性和连续性,经专家验收和评价,项目成果已经达到了国际先进水平。

  世界光伏看中国,中国光伏看青海,青海光伏看黄河。黄河公司无论是在光伏电站的规模、技术先进性还是创新思维方面,均引领全国。

  据黄河公司首席专家庞秀岚介绍,通过实证基地逆变器表现对无故障子阵发电量进行对比,华为组串式逆变器比集散式发电量高0.9%,比集中式发电量高2%。而集散式故障率是华为组串的10倍;集中式逆变器故障率是华为组串的15倍。实证基地的大量数据表明,所有逆变器方案中,华为组串发电量最高,故障率最低。

  针对智能组串逆变器规模化应用,庞秀岚以实证数据为依据总结了四大优点:设计布置灵活、运行管理维护便捷、故障率低、发电量比传统逆变器高2%。此外,黄河公司应用PLC电力载波实现海量数据传输业绩超过1吉瓦;稳定、可靠、故障率低。4G LTE无线专网传输在光伏电站的应用,速率比RS485高;每兆瓦电缆及敷设费用节约>0.28万元。跟踪系统与组串逆变器融合应用,供电系统成本降低0.7431万元/兆瓦;通讯系统成本降低0.4778万元/兆瓦。智能IV诊断实证应用,100MW发电量提升4000千瓦时,成本节省11.3万元。智能EL检测测试应用,逆变器自带反灌电流、自动化图像分析,较传统方案效率提升30倍。跟踪支架+双面组件+逆变器融合应用,相比固定支架+单晶发电量提升22%以上。

  而放眼全球光伏市场,这种智能逆变器+双面+智能跟踪的组合,在技术领跑者中也将成为最有力的支撑方案。

  青海省省委常委、常务副省长王予波评价:“黄河公司&华为智能光伏联合创新中心采用优势产业与前沿技术相融合的方式,应用百兆瓦实证基地的评价验证与指导优化功能,开展新技术研发、新产品应用、新集成推广,加快了光伏技术研发应用进程,有力推动了光伏产业持续健康发展,为青海省及整个光伏行业的技术进步和产业发展产生了深远影响、做出了积极贡献。今天发布的创新成果,必将进一步扩大和提升百兆瓦实证基地的影响力,加快组件在线监测技术发展与应用,提高光伏电站智能化运维水平,有力推动光伏平价上网进程。”

  以客户需求为中心,成就华为智能光伏

  从西宁出发,穿过四座山体隧道,从黄土高原跨越日月山到达青藏高原上的海南州光伏产业园,需要两个多小时车程。在海拔3300米高度,总让人因高原反映而感觉力不从心。海南新能源发电部全部185人,却扎根高原承担着黄河公司海南州境内10个新能源发电项目的电站现场设备集中维护管理工作。这些电站总装机容量达2178.5兆瓦。幸好几年前,这里已经应用华为4G网络、智能手持终端、手机APP软件、数字信息等技术,实现了“集中控制、远程诊断、实时维护”的智能管理,成为了业界管理效率最高的大型地面智能光伏电站。

  而这些成果背后是黄河公司与华为的不断开拓与摸索的故事。

  “依托全产业链的支撑和协同,黄河公司对于光伏电站的设计、设备、材料、工艺、运维以及工程管理等方面都有一些独特的认识和新颖的思路。客户是我们的生存之本,创新是我们的灵魂。而创新仅靠华为自身是不够的,如果没有客户的帮助,如果没有跟客户的联合创新,我相信今天无法取得这样的成果。”华为智能光伏业务部总裁许映童感叹。

  而总结华为智能光伏近八年的磨砺、思考与产品技术的不断更新换代,其竞争力的核心是聚焦于产品、聚焦于研发,聚焦于创新;是通过不断的更新换代,把数字技术、互联网技术和我们的客户需求结合在一起,用最好的产品和解决方案,帮助客户获得商业成功;更是出于对客户需求的专注与忠诚。

  据许映童介绍,华为2011年从产品的研发阶段就和黄河公司结下了不解之缘。他们决策进入新能源产业,把逆变器、光伏作为发展方向的时候,首先来到了格尔木。因为当时放眼全球,建成最大规模并网的就是格尔木200兆瓦项目。通过场景分析与交流,针对风沙、低温、故障定位难等问题,结合来源于黄河的大量分享经验,华为坚守以客户需求为中心的理念,才开创了无熔丝、无风扇的组串式逆变器设计思路。

  2013年,华为针对集中式与组串式逆变器都可以用与地面电站,究竟哪个更好的问题,研发人员做了大量的理论分析和判断。最终认定与集中式逆变器相比,组串式在发电量、运维管理上都更有优势。经过艰难决择,华为选择了组串式逆变器做为唯一路线。正是出于对客户利益的忠诚,成就出了今天连续三年全球发货量排名第一的华为智能光伏。

  据IHS Markit首席分析师Sam Wilkinson证实:“2017年,全球组串式逆变器份额已经超过集中式。”

  “2013年,正是黄河公司的信任,为我们开辟出了8兆瓦实证基地,才开启了华为在光伏产业征途上的创新探索之路,才使华为智能光伏拥有了最能经受住市场考验的大量实证数据。正是黄河公司的信任,通过紧密的沟通与合作,才使华为完成了从部件级、系统级、生态级到全智能生态的不断完善,让智能光伏有机会从黄河走向了全球。正是黄河公司的帮助使我们不断完善、紧密地联合创新,才使集中控制、远程诊断、实时维护的智能管理模式得以诞生,进而使智能光伏成为了国家战略,实现了引领行业发展。”许映童介绍。

  在发布会上,会为工作人员演示了最新的研发成果。AI智能识别,全场景适配;自动识别电站场景,匹配相应算法;每秒采集100串数据,20分钟完成百兆瓦诊断。神经网络算法精确判断故障类型。智能光伏控制器集成逆向控制模块,一键启动EL模式。每小时可获取200块组件EL图像,检测效率提升50倍以上。智能光伏数字化发电系统提供的最佳度电成本解决方案,可实现与双面组件、智能跟踪支架的最优配搭,多路MPPT最大化系统发电量。智能光伏助力黄河公司打造全智能光伏电站发电量提升2.6%,运维成本降低2.87万元/MW。

  合作创新,携手共赢未来

  针对创新成果,中国可再生能源学会秘书长祁和生指出:“今后还要继续在应用和细节上不断加快智能光伏技术的进步,持续践行工匠精神,保障产品的技术先进性,不断提升设备的质量、可靠性和智能化水平,努力为行业提供高性价比的产品,以面对国家可再生能源电价补贴的退坡机制,以促进行业不断健康可持续发展。”

  其实,黄河公司&华为的创新成果只是我国光伏产业智能化发展的冰山一角。党的“十九大”为我们可再生能源的发展支出了明确的方向“构建市场导向的绿色技术创新体系”,“推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念。”

  新能源行业正处在一个大发展、大变革时代。技术创新的步伐持续向前,人民对清洁能源的向往从来没有像今天这样强烈。

  随着5G、物联网、云计算、人工智能等新兴技术的应用,以数字化驱动世界进程的大势已经不可逆转。发展新能源的条件从来没有像今天这样丰富。比特世界正与原子世界展开深度交叉融合,最终迈向智能世界。

  两岸潮平阔,风正一帆悬。在这样的大趋势下,华为的追求是坚持合作创新,与生态圈共赢,构建可持续发展的生态体系。

  “我们要深刻认识和准确把握新时代能源科技创新的历史使命和战略方向,用技术创新支撑和引领能源清洁、低碳、安全、高效发展。引领第四次工业革命的智能时代正在到来。在能源的生产领域和能源的消费领域,我们希望把数字世界带入每个电站,每个新能源企业,助力我们的客户和合作伙伴领跑智能时代。。”许映童指出。

  希望在不久的将来,华为能与更多合作伙伴通过强强联手,研发出更多的新技术、新产品,催生更多的新产业、新模式。

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