超級領跑者光伏技術的發展目標是什么?

2016-12-19 14:24:44 來源:

3.0版領跑者提出要回歸到先進技術的競爭,為那些已經具備規;牧慨a能力但是成本過高、市場認知度不高導致產能尚未完全釋放的先進技術進行重點扶持,有這些政策的推動可以幫助光伏行業更好地向前發展。

一、領跑者先進技術的發展目標是什么?

2015年第一版領跑者(1.0),強調的是鼓勵使用先進的技術淘汰落后的產能。2016年增加了競價上網,成為競價上網+先進技術(2.0),這導致過度競價,出現了很多令人大跌眼鏡的超低價中標。

3.0版領跑者提出要回歸到先進技術的競爭,為那些已經具備規;牧慨a能力但是成本過高、市場認知度不高導致產能尚未完全釋放的先進技術進行重點扶持,有這些政策的推動可以幫助光伏行業更好地向前發展。

超級領跑者似乎更要關注的是電池組件、電池組件的技術創新,但是光伏發電系統在能量從光--網傳遞過程是貫穿,如果我們只關注在前端,只關注電池和組件,不強調系統級的創新,后端的瓶頸和短板會導致整體系統效率大打折扣。所以我們呼吁必須圍繞系統創新,來看有哪些先進技術能夠克服當前光伏系統存在的問題和挑戰,幫助光伏系統提升效率和降低成本。

那么,先進技術的發展目標是什么?如果僅僅強調為先進而先進,就失去光伏領跑者的根本和初衷,所以一定要圍繞先進技術的發展目標來看怎么去創新。我認為先進技術的發展目標至少有三個:

第一,目前度電成本相對較高,光伏系統需要降本增效。

第二,為了更好的提高新能源接入比例,更好地適應大規模新能源給電網帶來的挑戰和問題,系統電網友好性要好,要能柔性接入大電網。

第三,當前能源利用效率較低,需要讓光伏等新能源分布式電站、集中式電站,新能源、傳統能源等多種能源進行靈活互聯,而且這些互聯不僅僅是能量傳遞的互聯,還需要信息級的互聯。

二、改變未來的十大逆變器先進技術

具體跟大家分享十點先進技術:

第一,以逆變器為橋梁對系統進行深度優化,提升系統效率。逆變器是整個光伏系統的核心,不僅能量流需要通過逆變器進行轉換和傳遞,而且光伏電站的信息采集都要通過逆變器上傳到監控后臺、運維平臺,所以圍繞逆變器可以做很多事,促進整體效率的提升。

第二:新型拓撲和新器件應用,促進逆變器性能不斷提高。逆變器的方案核心是它的拓撲和關鍵核心器件,隨著拓撲往前演進和發展,基于新拓撲的核心關鍵器件也跟著往前發展,所以兩電平、三電平、五電平的IGBT發展以后,可以讓逆變器的最大效率從當前的99%提高到未來的99.5%,中國效率從當前的A+發展到未來的A++。

第三:高效散熱及先進結構設計技術,提高功率密度,降本增效。把逆變器體積做小是未來的發展趨勢,不僅可以節省原材料成本,還可以減少土地占用成本,、運輸及安裝費用。

但是把逆變器體積做小需要有核心的技術,需要采用高效的散熱技術和高效的結構設計,讓系統布局更加優化、散熱更加優化,來應對體積縮小所帶來的功率密度提升以后引發的散熱問題。

第四:系統集成技術,提高系統效率和可靠性。把逆變器和變壓器融合在一起,做成逆變一體化,可以增加產品可靠性,提升系統效率。此外逆變器和變壓器融合,運維也更加便捷高效,原來逆變器和變壓器廠商互相推諉責任的問題也將迎刃而解。

第五:1500V直流技術,有效降低系統成本,提升系統效率。相比1000V系統, 1500V系統可以節省0.15/W~0.2/W投資成本,系統整體效率提升1%以上,是降本增效的重大變革。

第六:逆變器替代傳統SVG技術,增強對電網的支撐能力,降低系統成本。逆變器具有四象限的運行能力,即有功正反向有功,無功正反向向無功,可以組成一個四象限矩陣,而且逆變器有非常強大的無功輸送能力,無功功率可達有功功率的48%,因此完全可以替代傳統的SVG設備,降低成本、降低待機損耗。

第七:逆變器與跟蹤系統集成技術,冗余供電,監控管理。把跟蹤系統和核心逆變器進行融合集成,具有以下優點:第一,逆變器可以給跟蹤系統供電冗余供電,保證它可靠運行。第二,電站信息核心的關鍵路徑、神經中樞是在光伏逆變器,所以可以把跟蹤系統運行的監控數據、監控信息通過逆變器透傳到管理系統。

第八:逆變器兼容儲能技術,便于構建光儲一體化系統,促進能源互聯。儲能跟光伏離不開,比如通過儲能可以解決西部大型地面電站的棄光及限電問題。但不是所有的逆變器建成以后都可以輕易的接入儲能系統,為了后續的升級改造,必須事先需要預留儲能接口,否則在改造升級時會導致投資成本增加帶來更大的投資成本。

第九:智能運維技術,光伏的運維管理更加智能化。首先,把精確數據采集起來,要通過逆變器采集組件、跟蹤系統、逆變器、變壓器等光伏發電系統各鏈條上所有數據信息,而且組串的信息采集精度必須足夠高,否則后續進行建模、預測測算、挖掘時候無法準確挖掘到關鍵信息。所以高精度的數據采集系統,必須具有很好的數據過濾功能,把異常、失真的數據過濾掉,用管理系統把數據管理起來,幫助用戶進行智能化系統運維。

第十:基于云計算的大數據挖掘技術,指導電站優化,助力平價上網。我們有了這些數據以后不僅僅是幫助運維,如果再往前看,能不能進行下次系統設計的優化,要用大數據的技術進行建模和分析,挖掘出可以提升的系統設計優化點。在下次再設計、建設電站的時候,把這些優化點施加上去,讓電站的設計越來越好、越來越優化。

三、光伏發展面臨的問題,需要儲能技術解決

光伏發展會帶來很多挑戰,除了光伏系統自身的技術以外,必須使用所以儲能技術也必須隨之提升。光伏發電系統跟大電網之間連接時可能會有波動,;在并網點可能發生諧振;,在偏遠地區和電網薄弱區及,電網末端,當在光伏系統發電時電壓會抬升,這些問題都可以用儲能的方式解決。:

第一,智慧能量搬移技術,平滑輸出,提高收益。用儲能智能能量搬移技術,就是在能量需要搬移的時候進行搬移,把能量存儲起來。;需要釋放的時候,把它釋放出去。需要用這樣的能量搬移技術進行光伏系統發電輸出功率的平滑,抑制波動,讓它看起來像一條直線。此外,在直流側加儲能系統還可以解決電站限發的難題。

第二,快速調頻調峰技術,提高電網穩定性。我們利用電力電子技術的特點有的功能,就是它的開關頻率高達十幾K、幾十K赫茲,如此可以帶來快速調整的特性。所以調頻系統里無論是一次調頻還是二次調頻,可以把這個高頻開關的特點發揮到最大,讓系統在有異常的情況下快速回到正常,增加系統的可靠性。 第三,多能互補及微網技術,促進新能源發展,提高能源使用效益。當前新能源在發、輸、運、交易端等各個環節都存在用能效率不高的問題,需要進行智能互聯。當前一個階段,我們可以利用多能互補微網方式,把新能源接入到區域內功能供用電系統里去,讓更多用戶能夠用上綠色的能源。

第四,離網型微電網技術,為海島或無電區送去光明。很多地方還沒有電,像西藏下面的無電區,必須讓這些地方脫離黑暗,在夜晚的時候、環境不友好時候享受到綠色電力所帶來的便利。

第五,虛擬同步電機VSG技術,讓光伏發電從配角向主角轉變。這些技術的核心是VSG技術,不僅在儲能系統里面要用,未來在光伏系統里面也要用,也就是說不僅儲能逆變器需要具有VSG功能,而且光伏逆變器也必須具有VSG功能。當高比例可再生能源接入電網的時候,更多的光伏、風電等新能源組成電網的時候,逆變器不僅僅只是把自己的能量輸送到電網,也要像傳統發電系統一樣建立電網。

未來的發展趨勢肯定是多種能源互聯,目前業內多能互補、微網示范項目工作的開展,也都是為下一階段更好地實現能源互聯而做的一些鋪墊。能源互聯的實現需要有“四個橋梁”和智慧云管理系統以及能量管理調用系統。

所謂“四個橋梁”就是:風能變流器負責把風力轉成電以后友很好的送上電網,;光伏逆變器必須承擔好光伏組件和電網之間的橋梁作用,;儲能逆變器可以在時間和空間上對能量進行搬移;,電動汽車V2G控制器不僅要把蓄電池的電變成交流電以后來驅動電動汽車里面的交流電機,而且要承擔電動汽車停下后把蓄電池里面的電能再返送到電網,進行能量調配。

這四個橋梁加上智慧云平臺以及EMS能量管理系統和能量調用系統可以對發電系統的發電量及輸送方向進行管理。

回到最初的問題,陽光電源在大同領跑者基地里投建了20MW1500V電站,未來怎樣在此基礎上盡可能地利用好光伏,怎樣盡可能地將儲能與光伏結合起來,為并網發電提供更便民、更具有商業價值的技術方案,都需要我們繼續努力。

未來陽光電源將聚焦在光伏逆變器、風能變流器、儲能逆變器、電動汽車V2G控制器、智慧云平臺和EMS能量管理系統這幾個業務的研發與應用上,為我們能源互聯網未來的發展構建一個強有力的基石。

來源:華夏能源網    采編:馬海天

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