光储融合+全面智能:华为智能光伏的新型电力系统构建之道

极客网·极客观察(朱飞)11月22日 能源、生态双重危机之下,“双碳”目标在全球范围内形成高度共识,给包括光伏、风能在内的新能源带来了前所未有的发展机遇。11月18日,在2021世界太阳能光伏产业博览会(原第13届广州国际太阳能光伏展)期间同步举行的2021中国太阳能光伏行业发展高峰论坛上,光伏产业政、产、学、研各界重磅嘉宾齐聚一堂,就如何推动新能源发展,促进达成双碳目标展开了广泛而深入的探讨。

峰会上,华为广东数字能源副总经理马烨做了题为“融合数字和电力电子技术,推动能源革命,共建绿色美好未来”的致辞,分享了面向碳中和目标,光伏产业发展的机遇和趋势。华为数字能源技术有限公司智能光伏商用营销总监王鹏发表了“光储融合,全面智能,加速光伏成为主力能源”主题演讲,解读了面对新机遇和新挑战华为的解题之道,引发热烈反响。

审题:碳中和催生新型电力系统,机遇与挑战并存

马烨在致辞中表示,碳中和已成为中国以及全球主要经济体的共识和使命,是未来30年到40年,全球最大、最确定的事件。碳中和既意味着能源生产、能源消费的革命,也是一次各行各业全面升级换代的机会。碳中和的关键是构建以新能源为主体的新型电力系统,该系统具备高比例可再生能源,高比例电力电子装备,高度数字化、高度智能化三大特征。

华为广东数字能源副总经理 马烨

王鹏在演讲中详细解读了碳中和加速能源转型,将构建以新能源为主体的新型电力系统。在发电侧,传统的化石燃料发电将加速向清洁化、低碳化的光伏、风能发电转变,到2050年以光伏和风能为主的清洁能源将占总发电量的86%。在用能侧,传统油、气、煤为主的能源消费结构将加速向电气化、高效化转变,到2050年电能的使用占比将达到49%。

华为数字能源技术有限公司智能光伏商用营销总监王鹏

当以多种新能源为主体的新型电力系统由海量分布式能源系统构成时,挑战也随之而来。在发电侧,多种发电源并存导致电力不确定性升高,电源调节能力下降;在输电侧,由于电站远离负载,电网架构日益复杂;在用电侧,电动汽车、智能制造等负荷激增,导致用电可靠性下降。这些挑战导致全球近年来停电、断电、限电事件频发,对生产生活造成了极大的影响。

过去数年来,全球光伏系统遭遇了一系列挑战,首当其冲的便是安全隐患,包括直流拉弧火灾隐患直流高压触电隐患、储能系统起火隐患等。比如在2018年,7处沃尔玛光伏屋顶电站因端子失效引发火灾,导致部分店面停业长达8天。2021年,韩国某光伏电站储能系统(ESS)起火,造成高达4.4亿韩元损失。

解题:光储融合+全面智能,华为推进全场景智能光储

针对上述挑战,华为数字能源的解题之道是融合电力电子和数字技术进行创新,打造智能发电、智能储电、智能配电、智能用电的解决方案,同时建设一朵能源云,融合能量流和信息流,打通发储配用端到端智能管理,助力构建新型电力系统,帮助实现各行各业实现碳中和目标。

落实到产品解决方案层面,华为通过光储融合+全面智能,打造了全场景智能光储解决方案,包括智能光伏发电机、智能组串式储能、行业绿电、家庭绿电、微电网等,从“发-输-配-用”全系统、全方位去应对新型电力系统面临的挑战。

1、智能光伏发电机,加速供给侧清洁低碳转型

未来太阳能光伏逐步从补充能源成为主力能源之一时,新能源发电设备需同步具备发电机的并网特性,为此华为提出并打造了面向未来的智能光伏发电机,将光伏系统与储能系统深度融合,并基于Grid Forming智能光储协同控制算法,使光伏发电具备同步发电机的关键特性,实现能源可储可控、支持独立组网及双向互动等,加速供给侧清洁低碳转型。

2、智能组串式储能,构建高效安全的储能系统

当光伏发电向光伏+储能系统转变,储能的重要性不言而喻。但是电池不等于储能,当前单纯的电化学储能存在着可用容量低、安全隐患大等问题,为此华为融合电化学技术、散热技术、电力电子技术、数字技术、AI技术等构建综合的储能系统,在统一的云管理下实现多级充放电优化、模块化PCS、精细化温控管理、主动预警不起火不爆炸等特性。

3、家庭绿电,“1+3+X”智能提升绿电自用比率

如上所述,家庭等能源消费侧的电气化将进一步推进,家庭绿电会日趋普及。在这一领域华为也通过光储融合+全面智能持续创新,最新的家庭绿电2.0以创新的“1+3+X”架构(即1-智能能源控制器,3-智能组件、智能组串式储能、绿电云,X-智能用电生态)构建发、储、用家庭能源统一管理系统,AI光储用协同实现智能发电、智能储电、智能用电、系统安全,可将家庭绿电自用比率提升至95%,实现最优用电成本。

4、行业绿电,光储融合使能绿电进入千行百业

在千行百业企业组织成为双碳目标主力军的当下,华为也及时推出了光储融合+全面智能的行业绿电解决方案。华为行业绿电1.0解决方案采用光储融合架构,包含纯光、纯储、光储充、可并可离四大解决方案,通过智能组件及智能组串式储能,可将系统发电量提升5%~30%,储能放电量提升15%;实现0.5s异常快速关断,减少90%以上火灾风险;同时实现智能化的极简运维,免人工上站维护,达到99.9%的高可用度。

答卷:加速光伏成为主力能源,华为智能光伏捷报频传

IRENA的预测数据显示,到2050年光伏发电的装机量将达到8519GW,跻身全球第一大清洁能源。从国外到国外,华为智能光伏也捷报频传,正不断加速光伏成为主力能源。

在澳洲,华为智能光伏解决方案经受住世界最严苛的电网要求考验,助力澳大利亚首个采用中国光伏逆变器的大型地面电站实现满载发电。

在青海,华为组串式逆变器助力红旗一光伏电站(1000MW)一次性完成“青豫直流”逆变器涉网性能测试,展示了其在弱电网环境下耐频、耐压的卓越性能。

在沙特,华为深度参与红海新城1.3GWh全球最大微网储能项目,以光储融合的创新架构+Grid Forming智能光储协同控制算法助力红海项目实现更低度电成本、更稳定的光储供电。

作为中国太阳能光伏发电技术创新和制造业重点地区,广东光伏产业发展形势一片向好,光伏装机容量持续稳定增长,2021年光伏备案项目总计达到24GW。尤其是在今年政策端持续加大分布式光伏扶持力度的背景下,广东光伏产业潜力得到进一步释放。

面向未来马烨表示,华为将借助论坛及博览会搭建的沟通交流平台,与业界伙伴一起抓住时代赋予的机遇,让光伏产业成为中国最具优势的产业之一,让光伏产业成为对碳中和贡献最大的产业,共同为早日实现碳中和的目标贡献自己的力量。


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