超级领跑者光伏技术的发展目标是什么?

2016-12-19 14:24:44 来源:

3.0版领跑者提出要回归到先进技术的竞争,为那些已经具备规模化的量产能力但是成本过高、市场认知度不高导致产能尚未完全释放的先进技术进行重点扶持,有这些政策的推动可以帮助光伏行业更好地向前发展。

一、领跑者先进技术的发展目标是什么?

2015年第一版领跑者(1.0),强调的是鼓励使用先进的技术淘汰落后的产能。2016年增加了竞价上网,成为竞价上网+先进技术(2.0),这导致过度竞价,出现了很多令人大跌眼镜的超低价中标。

3.0版领跑者提出要回归到先进技术的竞争,为那些已经具备规模化的量产能力但是成本过高、市场认知度不高导致产能尚未完全释放的先进技术进行重点扶持,有这些政策的推动可以帮助光伏行业更好地向前发展。

超级领跑者似乎更要关注的是电池组件、电池组件的技术创新,但是光伏发电系统在能量从光--网传递过程是贯穿,如果我们只关注在前端,只关注电池和组件,不强调系统级的创新,后端的瓶颈和短板会导致整体系统效率大打折扣。所以我们呼吁必须围绕系统创新,来看有哪些先进技术能够克服当前光伏系统存在的问题和挑战,帮助光伏系统提升效率和降低成本。

那么,先进技术的发展目标是什么?如果仅仅强调为先进而先进,就失去光伏领跑者的根本和初衷,所以一定要围绕先进技术的发展目标来看怎么去创新。我认为先进技术的发展目标至少有三个:

第一,目前度电成本相对较高,光伏系统需要降本增效。

第二,为了更好的提高新能源接入比例,更好地适应大规模新能源给电网带来的挑战和问题,系统电网友好性要好,要能柔性接入大电网。

第三,当前能源利用效率较低,需要让光伏等新能源分布式电站、集中式电站,新能源、传统能源等多种能源进行灵活互联,而且这些互联不仅仅是能量传递的互联,还需要信息级的互联。

二、改变未来的十大逆变器先进技术

具体跟大家分享十点先进技术:

第一,以逆变器为桥梁对系统进行深度优化,提升系统效率。逆变器是整个光伏系统的核心,不仅能量流需要通过逆变器进行转换和传递,而且光伏电站的信息采集都要通过逆变器上传到监控后台、运维平台,所以围绕逆变器可以做很多事,促进整体效率的提升。

第二:新型拓扑和新器件应用,促进逆变器性能不断提高。逆变器的方案核心是它的拓扑和关键核心器件,随着拓扑往前演进和发展,基于新拓扑的核心关键器件也跟着往前发展,所以两电平、三电平、五电平的IGBT发展以后,可以让逆变器的最大效率从当前的99%提高到未来的99.5%,中国效率从当前的A+发展到未来的A++

第三:高效散热及先进结构设计技术,提高功率密度,降本增效。把逆变器体积做小是未来的发展趋势,不仅可以节省原材料成本,还可以减少土地占用成本,、运输及安装费用。

但是把逆变器体积做小需要有核心的技术,需要采用高效的散热技术和高效的结构设计,让系统布局更加优化、散热更加优化,来应对体积缩小所带来的功率密度提升以后引发的散热问题。

第四:系统集成技术,提高系统效率和可靠性。把逆变器和变压器融合在一起,做成逆变一体化,可以增加产品可靠性,提升系统效率。此外逆变器和变压器融合,运维也更加便捷高效,原来逆变器和变压器厂商互相推诿责任的问题也将迎刃而解。

第五:1500V直流技术,有效降低系统成本,提升系统效率。相比1000V系统, 1500V系统可以节省0.15/W~0.2/W投资成本,系统整体效率提升1%以上,是降本增效的重大变革。

第六:逆变器替代传统SVG技术,增强对电网的支撑能力,降低系统成本。逆变器具有四象限的运行能力,即有功正反向有功,无功正反向向无功,可以组成一个四象限矩阵,而且逆变器有非常强大的无功输送能力,无功功率可达有功功率的48%,因此完全可以替代传统的SVG设备,降低成本、降低待机损耗。

第七:逆变器与跟踪系统集成技术,冗余供电,监控管理。把跟踪系统和核心逆变器进行融合集成,具有以下优点:第一,逆变器可以给跟踪系统供电冗余供电,保证它可靠运行。第二,电站信息核心的关键路径、神经中枢是在光伏逆变器,所以可以把跟踪系统运行的监控数据、监控信息通过逆变器透传到管理系统。

第八:逆变器兼容储能技术,便于构建光储一体化系统,促进能源互联。储能跟光伏离不开,比如通过储能可以解决西部大型地面电站的弃光及限电问题。但不是所有的逆变器建成以后都可以轻易的接入储能系统,为了后续的升级改造,必须事先需要预留储能接口,否则在改造升级时会导致投资成本增加带来更大的投资成本。

第九:智能运维技术,光伏的运维管理更加智能化。首先,把精确数据采集起来,要通过逆变器采集组件、跟踪系统、逆变器、变压器等光伏发电系统各链条上所有数据信息,而且组串的信息采集精度必须足够高,否则后续进行建模、预测测算、挖掘时候无法准确挖掘到关键信息。所以高精度的数据采集系统,必须具有很好的数据过滤功能,把异常、失真的数据过滤掉,用管理系统把数据管理起来,帮助用户进行智能化系统运维。

第十:基于云计算的大数据挖掘技术,指导电站优化,助力平价上网。我们有了这些数据以后不仅仅是帮助运维,如果再往前看,能不能进行下次系统设计的优化,要用大数据的技术进行建模和分析,挖掘出可以提升的系统设计优化点。在下次再设计、建设电站的时候,把这些优化点施加上去,让电站的设计越来越好、越来越优化。

三、光伏发展面临的问题,需要储能技术解决

光伏发展会带来很多挑战,除了光伏系统自身的技术以外,必须使用所以储能技术也必须随之提升。光伏发电系统跟大电网之间连接时可能会有波动,;在并网点可能发生谐振;,在偏远地区和电网薄弱区及,电网末端,当在光伏系统发电时电压会抬升,这些问题都可以用储能的方式解决。:

第一,智慧能量搬移技术,平滑输出,提高收益。用储能智能能量搬移技术,就是在能量需要搬移的时候进行搬移,把能量存储起来。;需要释放的时候,把它释放出去。需要用这样的能量搬移技术进行光伏系统发电输出功率的平滑,抑制波动,让它看起来像一条直线。此外,在直流侧加储能系统还可以解决电站限发的难题。

第二,快速调频调峰技术,提高电网稳定性。我们利用电力电子技术的特点有的功能,就是它的开关频率高达十几K、几十K赫兹,如此可以带来快速调整的特性。所以调频系统里无论是一次调频还是二次调频,可以把这个高频开关的特点发挥到最大,让系统在有异常的情况下快速回到正常,增加系统的可靠性。 第三,多能互补及微网技术,促进新能源发展,提高能源使用效益。当前新能源在发、输、运、交易端等各个环节都存在用能效率不高的问题,需要进行智能互联。当前一个阶段,我们可以利用多能互补微网方式,把新能源接入到区域内功能供用电系统里去,让更多用户能够用上绿色的能源。

第四,离网型微电网技术,为海岛或无电区送去光明。很多地方还没有电,像西藏下面的无电区,必须让这些地方脱离黑暗,在夜晚的时候、环境不友好时候享受到绿色电力所带来的便利。

第五,虚拟同步电机VSG技术,让光伏发电从配角向主角转变。这些技术的核心是VSG技术,不仅在储能系统里面要用,未来在光伏系统里面也要用,也就是说不仅储能逆变器需要具有VSG功能,而且光伏逆变器也必须具有VSG功能。当高比例可再生能源接入电网的时候,更多的光伏、风电等新能源组成电网的时候,逆变器不仅仅只是把自己的能量输送到电网,也要像传统发电系统一样建立电网。

未来的发展趋势肯定是多种能源互联,目前业内多能互补、微网示范项目工作的开展,也都是为下一阶段更好地实现能源互联而做的一些铺垫。能源互联的实现需要有“四个桥梁”和智慧云管理系统以及能量管理调用系统。

所谓“四个桥梁”就是:风能变流器负责把风力转成电以后友很好的送上电网,;光伏逆变器必须承担好光伏组件和电网之间的桥梁作用,;储能逆变器可以在时间和空间上对能量进行搬移;,电动汽车V2G控制器不仅要把蓄电池的电变成交流电以后来驱动电动汽车里面的交流电机,而且要承担电动汽车停下后把蓄电池里面的电能再返送到电网,进行能量调配。

这四个桥梁加上智慧云平台以及EMS能量管理系统和能量调用系统可以对发电系统的发电量及输送方向进行管理。

回到最初的问题,阳光电源在大同领跑者基地里投建了20MW1500V电站,未来怎样在此基础上尽可能地利用好光伏,怎样尽可能地将储能与光伏结合起来,为并网发电提供更便民、更具有商业价值的技术方案,都需要我们继续努力。

未来阳光电源将聚焦在光伏逆变器、风能变流器、储能逆变器、电动汽车V2G控制器、智慧云平台和EMS能量管理系统这几个业务的研发与应用上,为我们能源互联网未来的发展构建一个强有力的基石。

来源:华夏能源网    采编:马海天

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