日前，由中國電力企業(yè)聯(lián)合會、中國光伏行業(yè)協(xié)會主辦的PAT2023先進(jìn)技術(shù)研討會在合肥舉行。記者從會上了解到，當(dāng)前全國范圍內(nèi)新能源大基地項目穩(wěn)步推進(jìn)，但與此同時，風(fēng)光大基地項目也面臨著投資成本高、建設(shè)周期較長、設(shè)備可靠性不足等關(guān)鍵問題。
為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，多位業(yè)內(nèi)專家都指出，技術(shù)創(chuàng)新將是解決諸多挑戰(zhàn)的關(guān)鍵動力。其中，光伏逆變器作為光伏發(fā)電發(fā)展中的關(guān)鍵電力電子設(shè)備，也正面臨著更多責(zé)任，如何讓光伏逆變器更加靈活、可靠、高效，成為行業(yè)關(guān)注的關(guān)鍵議題。
高比例光伏下逆變器作用進(jìn)一步凸顯
近年來，我國風(fēng)光發(fā)電量維持快速增長態(tài)勢，電力設(shè)計規(guī)劃總院最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年全國風(fēng)電、太陽能發(fā)電新增裝機(jī)達(dá)到1.25億千瓦，連續(xù)三年突破1億千瓦。截至2023年2月，我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電累計裝機(jī)達(dá)到7.8億千瓦，其中太陽能發(fā)電裝機(jī)高達(dá)4.1億千瓦，風(fēng)電累計裝機(jī)達(dá)3.7億千瓦。
2022年初，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》進(jìn)一步指出，要在風(fēng)能和太陽能資源稟賦較好、建設(shè)條件優(yōu)越、具備持續(xù)整裝開發(fā)條件、符合區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)等要求的地區(qū)，有序推進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電集中式開發(fā)，加快推進(jìn)沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風(fēng)電光伏基地項目建設(shè)。由此可見，風(fēng)光大基地項目的發(fā)展推進(jìn)已成為了我國推動“雙碳”目標(biāo)落地的重要舉措。
時至目前，第一批風(fēng)光大基地項目9700萬千瓦已全面開工，部分項目已經(jīng)建成投產(chǎn)，第二批大基地部分項目已陸續(xù)開工，第三批基地也已形成項目清單。
值得注意的是，光伏發(fā)電已成長為推動發(fā)電裝機(jī)增長的“主力”。據(jù)智匯光伏創(chuàng)始人王淑娟介紹，2022年國內(nèi)新增光伏裝機(jī)高達(dá)8741萬千瓦，創(chuàng)下歷史新高，同時，光伏已占全國當(dāng)年新增電力裝機(jī)的45%，成為新增裝機(jī)占比最高的電源。
面對構(gòu)建新型能源體系的新要求，在電力設(shè)計規(guī)劃總院副總工程師王霽雪看來，光伏逆變器注定將承擔(dān)越來越多的“責(zé)任”。“從新型電力系統(tǒng)到新型能源體系，電在能源體系中發(fā)揮的作用正逐步提高，在構(gòu)建高比例可再生能源和高比例電力電子化的系統(tǒng)時，逆變器作為其中的關(guān)鍵電力電子設(shè)備，作用將進(jìn)一步凸顯。”
王霽雪告訴記者：“一方面，從技術(shù)角度來看，一直以來光伏逆變器主要承擔(dān)著‘橋梁’作用，將可獲取的太陽能資源轉(zhuǎn)化為清潔的、經(jīng)濟(jì)的能源供給，另一方面，在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中需要更多地考慮到系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定等問題，光伏逆變器要承擔(dān)更多的功能，真正成為能源系統(tǒng)的‘路由器’。”
過去十多年里，隨著我國光伏全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展壯大，光伏逆變器技術(shù)已經(jīng)歷了數(shù)代變遷。陽光電源光儲集團(tuán)副總裁史曉鋒告訴記者，近年來光伏逆變器技術(shù)快速變革，從最初100千瓦的集中式逆變器逐步革新，功率不斷增加的同時，還出現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計相對靈活的組串式逆變器，但如今面對高比例光伏的接網(wǎng)要求、走入沙戈荒等更多復(fù)雜嚴(yán)苛的環(huán)境，光伏逆變器已無法局限于傳統(tǒng)樣式，需要在進(jìn)一步降低光伏度電成本的情況下更加適應(yīng)能源系統(tǒng)發(fā)展需求。
“為解決這些難題，陽光電源將集中式逆變器和組串式逆變器的特點與優(yōu)勢結(jié)合起來推出了‘1+X’模塊化逆變器，將單個單元定義為1.1兆瓦，類似于搭積木一樣進(jìn)行模塊化設(shè)計，既能夠靈活組成2.2兆瓦、3.3兆瓦、4.4兆瓦直至8.8兆瓦，還能夠達(dá)成低成本、方便運(yùn)維的目的。”史曉鋒指出，“模塊化逆變器的系統(tǒng)成本較組串式逆變器實現(xiàn)了降低，且從運(yùn)維上可以更加便捷，同等條件下發(fā)電量也有所提升。設(shè)備模塊化設(shè)計和應(yīng)用技術(shù)的深度創(chuàng)新將成為未來趨勢，不僅可以最大化適配未來多種復(fù)雜環(huán)境建站，更能夠提升整體運(yùn)維效率，大幅降低度電成本，實現(xiàn)電站投資收益最大化。”
下一代逆變器技術(shù)走向何方？
在業(yè)界看來，新型能源體系的構(gòu)建是傳統(tǒng)化石能源與新型清潔能源此消彼長、互補(bǔ)融合的過程，是一項動態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng)工程，而技術(shù)賦能、推動多能融合是解決上述問題的關(guān)鍵舉措。
“降本增效是光伏行業(yè)永恒的主題，”史曉鋒進(jìn)一步指出，“從未來行業(yè)需求來看，光伏逆變器將不斷追求度電成本的下降，高壓、高功率密度也將成為光伏逆變器技術(shù)發(fā)展的一大方向。”
更為值得注意的是，史曉鋒表示，面向龐大的風(fēng)光大基地項目，光伏逆變器智能化需求也在逐步提升。“從長期的運(yùn)維來看，主要位于沙戈荒地區(qū)的光伏項目運(yùn)維存在較大的挑戰(zhàn)，逆變器智能化將有助于光伏項目實現(xiàn)自我診斷、自我判斷，給出具體的運(yùn)維要求，從而實現(xiàn)快速地響應(yīng)維護(hù)。”
王霽雪認(rèn)為，面對新型能源體系的發(fā)展要求，光伏逆變器除了要發(fā)揮傳統(tǒng)的“橋梁”作用外，從適應(yīng)電網(wǎng)到構(gòu)網(wǎng)能力的變化更將是未來逆變器技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。
史曉鋒也表示，隨著新能源、電力電子設(shè)備接入比例等不斷提升，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性將迎來更顯著的挑戰(zhàn)。未來光伏設(shè)備行業(yè)將圍繞算力和算法兩個維度不斷創(chuàng)新，通過大數(shù)據(jù)、高算力、智能算法的結(jié)合，使新能源設(shè)備的并網(wǎng)特性將從目前的弱網(wǎng)適應(yīng)，逐步走向主動支撐、智能構(gòu)網(wǎng)，實現(xiàn)系統(tǒng)自愈。
原標(biāo)題：高比例新能源催生逆變器技術(shù)革新
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