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楊森森:地面光儲系統(tǒng)創(chuàng)新方向探討

2023-10-10 16:50:27 中國能源網(wǎng)

編者按:2023年9月12-14日,以“綠色 持續(xù) 共生 向新”為主題的“第五屆未來能源大會”在江蘇常州武進(jìn)召開,本次大會由中國能源研究會與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會上,陽光電源光儲集團(tuán)解決方案高級經(jīng)理楊森森發(fā)表了《地面光儲系統(tǒng)創(chuàng)新方向探討》的主旨演講。

以下內(nèi)容根據(jù)論壇演講實錄進(jìn)行整理。

楊森森:感謝楊老師,我跟楊老師是本家人,您是老楊,我是小楊,很高興能夠參加本次的論壇演講,我們的主題是清潔能源技術(shù)創(chuàng)新,所以我想在這里跟大家分享一下我們陽光電源對于技術(shù)創(chuàng)新地面光伏系統(tǒng)的創(chuàng)新方向的探討和內(nèi)容。

我們今天主要講以下3個方面,第一部分是光伏系統(tǒng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn),第二部分是地面光儲未來創(chuàng)新方向,以及我們公司的相關(guān)業(yè)務(wù)進(jìn)展。

大家都知道在近幾年光伏系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了全新的階段,主要分為以下三個部分:

第一,應(yīng)用場景區(qū)別于多元化。首先近年來基于沙戈荒,海上、高溫多沙,還有一些海邊的高腐蝕惡劣的環(huán)境,這些都需要光伏系統(tǒng)具有靈活性同時對環(huán)境有更強(qiáng)的適應(yīng)性。

第二,在電價類型的變化,光伏并網(wǎng)從早年間的電價平價到今后的市場化為主,都要求光伏電價具有更低的LCOE,因為我們想在這些不確定性中尋找確定性就需要有更低的LCOE。

第三,電壓穩(wěn)定性,因為并網(wǎng)比例越來越高,特高壓柔性電網(wǎng)的建設(shè)都從單一負(fù)荷向柔性負(fù)荷的轉(zhuǎn)變,包括電機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性可控要求越來越高,這些加載到整個地面光伏當(dāng)中去,就要求光伏系統(tǒng)具有更強(qiáng)的電網(wǎng)支撐能力。

陽光電源針對這些做了多層次的思考,加到創(chuàng)新上有3個點:

1,更低的系統(tǒng)成本。系統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新方向我們維持4個主題,直流的高電壓系統(tǒng),大子陣容量,電壓電流異常智能診斷方式,中壓系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新等等。

2,在如此多元化的應(yīng)用場景下需要光儲系統(tǒng)具有更高的安全性和可靠性,這樣3個AI技術(shù)可以助更高的防護(hù)。AI熱管理可以實現(xiàn)電芯的驚恐,AI電芯健康度管理可以助力源頭切斷熱失控風(fēng)險,AI智能管理幫助光儲電站數(shù)字化。

3,穩(wěn)定電網(wǎng),需要更強(qiáng)的電網(wǎng)支撐以及更強(qiáng)的構(gòu)網(wǎng)能力,我們致力于更新的構(gòu)網(wǎng)技術(shù),電網(wǎng)重構(gòu),包括干細(xì)胞電網(wǎng)技術(shù),以及新的風(fēng)光氫儲多能融合。

接下來講解創(chuàng)新方向在實際的具體應(yīng)用情況,長組串設(shè)計,現(xiàn)在在地面光伏系統(tǒng)當(dāng)中長組串設(shè)計越來越具有普適性,尤其是海外的一些其他的項目,為了保證項目的融配比情況,大批量使用長組串設(shè)計,寒冷的地區(qū)長組串設(shè)計,再疊加上低溫還有主流的雙面組件的背面增益效果,每串由26塊增加到28塊,單組串的工作電壓由1300V主流變到1400V。如此高的長組串電壓提升帶來的風(fēng)險很大,高電壓設(shè)計重要性就體現(xiàn)出來了,因此2000V的光伏系統(tǒng)就進(jìn)入了我們的視野。

陽光電源致力于發(fā)展2000V的光伏系統(tǒng)主要的目的是降低系統(tǒng)的BOS成本,相比傳統(tǒng)的直流測1500V系統(tǒng)電壓抬升33%,這樣電壓的抬升在直流測而言非常高,對逆變器的耐壓能力絕緣能力帶來了挑戰(zhàn),如果我們克服了以后,帶來的價值也是非常大的。

比如說在華能陜西和陽光電源合作的全球首個2000V光伏逆變器項目當(dāng)中,系統(tǒng)損耗降低非常大,效率提升1%-2%,除了以上優(yōu)勢我們的匯流箱等設(shè)備也是大幅度的提升,疊加了以上所描述的一系列價值以后,整個電站的建設(shè)單網(wǎng)的BOS成本降低2分錢以上。

除了直流高電壓還有大子陣,宿松高嶺100MG光伏項目,是國內(nèi)的8.8MW大子陣示范應(yīng)用基地,在這個項目當(dāng)中,單個子陣的交流側(cè)容量可以達(dá)到8.8MW,采用了8臺SG1100UD模塊化逆變器并網(wǎng),搭配了8.8MVA箱變,大子陣方案價值在于減少子陣的數(shù)量,尤其是在建設(shè)還有運維比較復(fù)雜的項目現(xiàn)場,例如近期比較火熱的海上光伏,其實建設(shè)電站的難度非常大,所以我們這樣的大子陣的應(yīng)用可以減少平臺建設(shè)的數(shù)量,因此也能夠降低集成線路的相關(guān)成本。

我們剛才講的降低系統(tǒng)成本的方式都是通過初始投資降低,還有后期運營維護(hù)的成本,對此我們推出了一個功能是夜間智能關(guān)斷,進(jìn)一步降低系統(tǒng)損耗,提升發(fā)電量,湖北襄陽百兆瓦的光伏項目當(dāng)中,單個線路配備了1臺智能關(guān)斷設(shè)備,百兆瓦的電站配備4臺即可。逆變器早晨達(dá)到起機(jī)條件的時候,只需要將開關(guān)閉合就實現(xiàn)零沖擊電流閉合,第一方面可以實現(xiàn)智能高效啟機(jī),傍晚夜晚逆變器待機(jī)狀態(tài)的時候,它能夠替代傳統(tǒng)開關(guān),將光伏系統(tǒng)和國家電網(wǎng)斷開連接,實現(xiàn)整體光伏系統(tǒng)的壽命的延長作用。

在國電投百兆瓦光伏項目,我們預(yù)測25年內(nèi)可以減少箱變夜間損耗電能802萬度,折合電價481萬元,相當(dāng)于整個廠電年用電量降低了10%。

既然談到了降低系統(tǒng)運維的成本,當(dāng)然離不開二維掃描,陽光電源是業(yè)內(nèi)首家將二維掃描利用到大功率模塊化逆變器當(dāng)中去,主要具備了3個優(yōu)勢:

第一,精準(zhǔn)高效,因為支持一鍵啟動,15分鐘內(nèi)完成百兆瓦的掃描結(jié)果,掃描精度大于95%。

第二,提升收益,因為傳統(tǒng)的檢測方式是人工上站斷開機(jī)器檢測電壓,如果用了二維檢測就不需要人工上站和停機(jī),及早的發(fā)現(xiàn)提升發(fā)電量。

第三,安全問題,二維檢測可以檢測到組串的短路還有熱斑等等故障進(jìn)行預(yù)警,支持電站現(xiàn)場問題的數(shù)據(jù)導(dǎo)出,指導(dǎo)運維人員排除風(fēng)險,提升電站的安全系數(shù)。

第二個創(chuàng)新點是關(guān)于光儲電站的安全性和可靠性,首先陽光電源是深度融合了電化學(xué),電力電子、電網(wǎng)支撐技術(shù),通過主流的產(chǎn)品Pack、BMS、BESS、PCS、EMS全站資源的系統(tǒng)級測試,致力于打造經(jīng)濟(jì)高效,安全可靠,電網(wǎng)友好的專業(yè)儲能系統(tǒng),已經(jīng)具備了發(fā)電側(cè)儲能等等情況,零碳園區(qū)等等情況,助力儲能行業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展。

陽光電源始終秉持著AI驅(qū)動液冷均衡溫控技術(shù),基于電芯的數(shù)據(jù)指導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計還有邏輯控制等等進(jìn)行賦能,比如說我們會采集電芯的電流電壓SOC、SOH等等數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集,通過AI融合計算指導(dǎo)模組的制冷功率還有液冷冷卻的流速進(jìn)行智能賦能,通過以上的這些智能的控制,能夠?qū)崿F(xiàn)整個系統(tǒng)的溫差到小于2.5攝氏度,系統(tǒng)溫差控制住了整個系統(tǒng)的壽命就能提升30%,并且我們通過AI計算可以降低整個系統(tǒng)的輔助損耗,降低30%,由于使用了自動補(bǔ)液裝置,工作量可以降低60%左右。

儲能系統(tǒng)的安全是整個系統(tǒng)性問題,從Pack到電芯,再到電力電子設(shè)備,再到消防安全是完全整合的問題,尤其是現(xiàn)在近期看到的新聞,熱失控本質(zhì)上都是電芯問題導(dǎo)致,而且是儲能安全主要影響因素之一。因為在電芯頻繁的充放電過程當(dāng)中電流和電壓,電芯數(shù)據(jù)都隨著使用過程當(dāng)中發(fā)生變動,陽光電源融合AI分析,基于電芯的特征參數(shù)進(jìn)行內(nèi)阻頻度分析,預(yù)測未來發(fā)展的趨勢,這樣的方案可以及早幫助我們識別到電芯的病變程度,提前預(yù)警。

我們也會協(xié)同儲能系統(tǒng)調(diào)整充放電電流的大小,從源頭切斷熱失控,將熱失控扼殺在搖籃的階段。

下一個是AI賦能,智能管理實現(xiàn)整個電站效率的優(yōu)化和需求響應(yīng)更加高效電力安全防護(hù)的關(guān)鍵一環(huán)之一,陽光電源利用了數(shù)字孿生的技術(shù),將光伏、充電、儲能、電網(wǎng)測數(shù)字化,海量數(shù)據(jù)對AI智能模型訓(xùn)練,實現(xiàn)當(dāng)?shù)仉娬镜挠泄o功的調(diào)度,實現(xiàn)整體的能量綜合管理,做到平滑輸出,一次調(diào)頻、需求響應(yīng)等等功能,并且?guī)椭娬窘?jīng)濟(jì)性,平衡性,健康性三種模式下智能尋優(yōu)助力碳中和。

第三個是構(gòu)網(wǎng)型,因為我們想要維持電網(wǎng)穩(wěn)定需要更新的構(gòu)網(wǎng)技術(shù),更強(qiáng)的電網(wǎng)支撐能力,陽光電源一直致力于電網(wǎng)研究,在湖北廣水的新型電力系統(tǒng)當(dāng)中是以PV-VSG技術(shù),融合技術(shù)做到微妙級電壓構(gòu)建,以及高電壓下的自主構(gòu)網(wǎng),并且做到連續(xù)故障穿越以及構(gòu)網(wǎng)型和分網(wǎng)型的連續(xù)切換,同時對風(fēng)電光伏發(fā)電進(jìn)行柔性慣量支撐和微妙級電壓構(gòu)建技術(shù)改造,幫助老電站完成新的功能,支撐電網(wǎng)提高區(qū)域性地供電的可靠性。

其實陽光電源一直以來都是對電網(wǎng)有著深刻的理解,因為現(xiàn)在儲能并網(wǎng)由早年間的跟網(wǎng)型到后來的支撐電網(wǎng),以及到未來的構(gòu)網(wǎng)型技術(shù),陽光電源提出了全新的概念“干細(xì)胞構(gòu)網(wǎng)技術(shù)”,幫助儲能系統(tǒng)對于電網(wǎng)而言就像干細(xì)胞對人體一樣具有修復(fù)、凈化、造血等等新的功能。

下一個是多能互補(bǔ),也是清潔能源體系當(dāng)中不可或缺的一環(huán),風(fēng)光清儲多能互補(bǔ)可以有效幫助新能源體系彌補(bǔ)局限性,做到各類能源處理均衡,另外以光伏和風(fēng)電為代表的新能源,結(jié)合了儲能等新能源的應(yīng)用,擴(kuò)大西電東送為代表的跨省跨區(qū)的規(guī)模,擴(kuò)大新能源的應(yīng)用場景,助力未來碳中和。

下面我小小介紹一下我們公司的進(jìn)展,陽光電源成立于1997年距今走過26年的歷史,2011年深交所上市,目前已經(jīng)是全球新能源企業(yè)100強(qiáng),企業(yè)員工超過1萬人,陽光電源始終堅持以讓人人享用清潔電力為我們的價值觀,能夠做到始終致力于清潔電力轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)的創(chuàng)新和應(yīng)用,我們始終將自己本身的業(yè)務(wù)和可持續(xù)發(fā)展相互融合,始終堅持風(fēng)、光、儲存、電、氫五大賽道,從而衍生出光伏逆變器,風(fēng)電變流器儲能系統(tǒng),充電設(shè)備等十大業(yè)務(wù)。

我們?yōu)楦魑豢蛻籼峁┤蛞涣鞯那鍧嵞茉慈芷诮鉀Q方案,也能夠持續(xù)的為我們的客戶傳遞和創(chuàng)造價值。

各位同仁,能源革命大時代已經(jīng)拉開序幕,目前以風(fēng)光儲為代表的清潔能源體系會逐步替代化石能源,并最終成為未來電力系統(tǒng)的主體。

陽光電源會持續(xù)以技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)高性能發(fā)展,推動可持續(xù)能源轉(zhuǎn)型,讓人人享用清潔電力,共創(chuàng)零碳世界。

感謝各位聆聽!




責(zé)任編輯: 李穎