一次偉大的反向推演：
為什么是組串
華為智能光伏負責人站在廣袤無垠的戈壁灘上，被眼前“藍色的?！彼钌钫鸷?。
2013年，華為網(wǎng)絡能源（現(xiàn)更名華為數(shù)字能源）經過三年多的技術積累，光伏逆變器開始投放市場，華為的集中式逆變器在中國陸續(xù)裝了幾百MW，但在這個過程中，從客戶那里得到的反饋，促使這位負責人覺得必須要到項目現(xiàn)場了解客戶的真實需求。
于是，幾天后，他出現(xiàn)在3000公里以外的青海黃河水電光伏電站現(xiàn)場。
青海本就地廣人稀，光伏電站距離又動輒需要驅車數(shù)十甚至過百公里，在荒涼的戈壁灘上與黃土和零星野草為伴，這份孤寂難以忍受。人手有限的情況下再去運行體量越來越大的光伏電站，在可預期的未來里，這將是個無底洞，終有一天會超出人力極限。
當時行業(yè)逆變器耐候性的研究剛剛開始，這位負責人看到：夏天的逆變器為了散熱需要把用于防塵的門打開，然后晚上去掃灰，兩個人一晚上“伺候”一臺設備，一年365天，幾乎天天在掃灰，讓運維人員叫苦連天。另外逆變器由于專業(yè)性較強，大型逆變器出故障時只能等待專業(yè)維修人員修理，周期很長，耽誤電站發(fā)電。
華為開始思索：
市場到底要什么樣的逆變器？
光伏逆變器技術最早起源于德國企業(yè)SMA，1991年開始生產第一臺光伏用逆變器，從小型組串式逆變器開始，到2002年出了第一臺集裝箱逆變器，那個時候，華為還沒開始這個業(yè)務。
從技術路線來看的話，先有組串式逆變器，到后面的集中型逆變器，這家做事嚴謹?shù)牡聡镜於斯夥孀兤鞯漠a業(yè)技術路線，但最初SMA的制造和生產都是在德國做的，組串式逆變器的成本一直沒有降下來。
2010年后光伏產業(yè)非?；馃幔孀兤饕粔K多錢一瓦，華為早期參觀了德國企業(yè)的設備后，覺得做工精良，生產線很標準很壯觀，華為內部很多人也感覺集中式大機就是趨勢。
謹慎起見，華為同時有兩個團隊各攻一套技術方案，按照當時的構想：組串式逆變器拿下歐洲市場，用集中式逆變器開拓中國地面電站市場。
動態(tài)黑色音符
但這次青海之行，讓華為光伏負責人下定決心：砍掉集中式逆變器業(yè)務?？墒牵碌哪Ｊ接衷谀睦?？
首先人力越來越貴，運維成本居高不下，這將成為制約光伏度電成本的大問題。其次，集中式逆變器當時的MPPT路數(shù)不夠多，無法解決組串失配問題，常年累月，失配問題嚴重，發(fā)電量下降越來越多。更大的問題是不具備精確故障定位能力，幾十個足球場這么大電站，根本不知道哪串出了問題；但是組串式逆變器就能完全解決客戶的煩惱嗎？丹麥工業(yè)巨頭丹弗斯曾在業(yè)內推過一段時間的組串式逆變器，但剛剛在中國打開市場后卻關閉了光伏業(yè)務，而究其原因，也主要是組串逆變器成本太高，大型地面電站并網(wǎng)諧波等問題無法解決。
局面好像進入了死胡同。不過提供解決方案，給客戶解決問題，恰巧是華為最為強大的能力。他們將需求進行了反向推演：
1、必須具備小子陣或組串級故障檢測能力；
2、故障排除時間要短；
3、節(jié)約人力，尤其是將常常在相距甚遠多個電站間來回奔波的專業(yè)技術人員解放出來；
4、解決組串失配，提升發(fā)電量；
5、成本不能太高。
看似當時的產品都沒辦法兼顧這些需求，但華為的工程師的腦洞深不可測：將產品擴展成產品包。
他們選擇了具備上述條件的組串式逆變器，并將華為通信業(yè)務做基站的經驗，移植到光伏業(yè)務。
應用單體功率較小的組串式，意味著設備數(shù)量的增加，控制故障率成為方案成功的關鍵。在華為嚴苛的制造與測試標準約束下，到2018年底，華為全球累計發(fā)貨300萬套設備中，整體故障率僅千分之三，遠遠低于同行業(yè)。超低故障率的背后是大量的研發(fā)投入。華為基本每年推出一款精品，不求多，只求精。因為每一款產品都要經過大量的驗證和測試：散熱防塵這些測試都是基本的要求。除此之外還有國內唯一的火箭引雷測試和爆炸測試，光室外引雷測試就達到百萬元，如此高昂成本，可見華為對產品質量的態(tài)度。
剛開始很多人不理解，為什么華為一定要把熔絲要干掉。從整個運維的角度去看，他們不希望把這些易損件加到訂單里面。就要把電站做到整個系統(tǒng)免維護，不僅干掉熔絲，包括風扇等其他容易產生故障的地方，一律去除。這也是華為一直秉承的“少即是多”的極簡理念，把復雜留給自己，把簡單留給客戶。用更“少”的時間，更“少”的設備，更“少”的運維，帶來更“多”的發(fā)電量，更“多”的極致體驗。
除硬件外，華為還配備了上百人的軟件團隊，博士比例80%以上，專門解決大型地面電站的并網(wǎng)算法問題，而后來的上GW的電站都在用組串逆變器，并且并網(wǎng)毫無壓力，則顯示了這支博士軍團的實力。華為正在把ICT的技術，賦予電站智能。
以增強后的組串逆變器為核心，加載電站智能管理系統(tǒng)出爐后，在曲陽的山地光伏電站中，率先得到了很好的應用。
2014年，華為智能光伏1.0整套解決方案第一次在業(yè)內亮相，展示了通過集控中心，遠程發(fā)現(xiàn)并定位組件故障、場站入侵、各陣列發(fā)電情況。
這讓許多業(yè)內人士激動不已，會后喊出“非智能，不光伏”的口號。
智能光伏的時代，來臨了。
向不可能處演進
2015年，由國家能源局主導的光伏領跑者項目啟動，智能光伏大獲成功，華為組串逆變器占比達50%以上。2016年的領跑者項目，華為的智能組串逆變器更是達到65%以上。
智能光伏以每年一個大版本的速度升級，而光伏產業(yè)全面步入數(shù)字化時代后，電網(wǎng)也認識到無線通訊的安全性，變得逐步開放與包容。在使用“智能光伏無線寬帶系統(tǒng)”之后，寧夏寶豐光伏電站項目的場站值長，最深切的體悟就是，“傳統(tǒng)光伏電站通信方法無法滿足我站對于業(yè)務移動的訴求，制約了電站的發(fā)展，而采用無線系統(tǒng)后，一個光伏電站布一個4G基站，就可以完成整個光伏電站的站內通訊，建設和運維變得簡單多了。無線幫助我們解決了復雜多樣的電站問題。”
除了帶動國內市場走向智能時代的同時，海外也刮起了“華為風暴”。
近日，華為對外公開了一則產品極限測試的視頻，除模擬臺風、極寒等極端天氣之外，還用極高的成本模擬了室外雷電測試和爆炸測試：隨著小火箭在雷雨天極速上升，一道電光劃破天際。
這種“人工渡劫”的測試，讓國外客戶看的目瞪口呆之余，也對華為產品的質量深信不疑。歐洲、日本的能源巨頭紛紛轉向華為，使其快速成功躋身一流梯隊，經過幾年市場發(fā)展，已傲視群雄，在這些市場均處領先地位。在歐洲、日本、澳大利亞這幾個對電網(wǎng)要求非常嚴格的國家，電網(wǎng)適應性是一大挑戰(zhàn)，對逆變器企業(yè)的實力有很高要求。而華為卻順利符合了當?shù)仉娋W(wǎng)的要求，成為了當?shù)氐氖走x品牌。
全球運維也是逆變器的一大挑戰(zhàn)，海外的人力成本更高。集中式逆變器必須要專業(yè)人士到現(xiàn)場處理故障，即使在國內也需要一周左右時間，而華為逆變器免維護設計，讓運維人員基本不用去現(xiàn)場。及時萬一有故障，現(xiàn)場更換，也只需要2小時。
公司本身強大的實力和專注一款產品的合力優(yōu)勢，讓華為在全球主要的高端市場，均名列前茅。
在這一年起，在IHS的排名上，華為逆變器全球出貨量就開始占據(jù)第一的寶座。
不過，挑戰(zhàn)仍然接踵而來，客戶總會向第一名提出更高的要求。
“有沒有什么辦法掌握每串組件的發(fā)電能力？”
在此之前，對光伏組件場站內的檢測主要依靠工人手持EL和IV檢測工具完成的，大型地面光伏電站的檢測多為定位到故障后檢測或站內抽測，100W的組件有30萬塊組件，近兩萬個組串，占地超過2平方公里。如果用人工完成一次全面巡檢，相當于運維人員要用腳丈量數(shù)百公里的路程，期間還要一塊組件一塊組件的做測試，現(xiàn)場拆端子測試也具備一定危險性和發(fā)電量損失，所以全面檢測一直被視為不可能完成的任務。
隨著電站精益管理逐步發(fā)展，以及電站交易量增大，業(yè)主或收購方對于全面掌握電站情況渴求增大，于是難題被拋給了以解決方案著稱的華為。簡單來說就是：像手機跑分一樣給電站跑分。
華為技術團隊首先想到了IV曲線測試功能，并成功將其搭載到逆變器上。2014年，就率先與黃河水電展開聯(lián)合研發(fā)，并且做了大量的實測。
這套智能IV檢測技術通過反向供電測試組件的IV曲線，能夠識別組件隱裂、熱斑、背板失效、二極管損壞等14種常見故障。
在歷經三版升級之后，目前華為的 智能 IV 曲線已經測了全球 5GW 以上的光伏電站，檢測過的組件數(shù)量早已過千萬，基于 AI 技術的智能 IV 診斷 4.0 除了應用場景廣泛之外，速度進一步提升，15 分鐘即可完成 100MW 全站的掃描，并且支持雙面、疊瓦以及組串混裝場景。而業(yè)界馬上跟風而至，一夜之間，大部分廠家也推出智能IV診斷技術，但實際上，這個技術是建立在海量的數(shù)據(jù)積累上，沒有大數(shù)據(jù)、沒有一套先進的算法，準確度是難以保障的。
IV智能檢測的出現(xiàn)，即是產業(yè)智能化分水嶺，只有組串式逆變器能夠完成這一工作；同時這也是華為的技術“護城河”：IV曲線檢測的精準性，不至于漏報、誤報，則是建立在有意識的對華為已經過百GW的智能設備反饋來的海量數(shù)據(jù)經年累月的分析的。
超過5GW進行IV曲線檢測的組件不僅發(fā)電量有所保障，過程中得到的大數(shù)據(jù)也是一座寶礦。以業(yè)內一直爭論不休的背板為例，數(shù)據(jù)顯示，西部組件二極管損壞比例遠高于東部，究其原因是西部紫外線強烈，背板如果過薄或材料不過關就會出現(xiàn)遠比東部大得多的故障率。因此發(fā)往西部的背板應該加大強度。
此外，華為還通過大數(shù)據(jù)喂養(yǎng)出了“雙面組件+跟蹤系統(tǒng)”的最佳匹配方式。傳統(tǒng)的“天文算法+反跟蹤”結合GPS正時可以獲得太陽的絕對位置信息，通過使組件與太陽光入射光夾角最小來獲得相應的跟蹤角。這種算法僅考慮了散射比例低時組件正面的直射輻射，在部分場景中會出現(xiàn)不是最優(yōu)轉角帶來的發(fā)電量損失，比如在陰天，天文算法并不是最佳轉角。而華為智能跟蹤系統(tǒng)，通過“感知”外界的輻照、溫度、風速等因素，結合精準的大數(shù)據(jù)和AI智能學習算法，能夠實時得到跟蹤支架的最佳轉角，雙面組件壓抑的潛力得到充分釋放，從而保障電站最佳的發(fā)電量。
至此，AI實現(xiàn)了跨界，完成了“海量場景+專家經驗+跨域融合”的最后一步。而在AI的幫助下，光伏電站的潛能被挖掘釋放。
2019年，全球第一個百GW組串逆變器企業(yè)誕生。用了十年，華為創(chuàng)造了一個產業(yè)奇跡。
智能開啟未來
許多海外的電站，沒人在現(xiàn)場維護，200MW甚至500MW的電站，只需要20人的運維隊伍。
這些以前不敢想的事情，在智能光伏的推動下，實實在在的發(fā)生了。
2019年，法電與阿布扎比未來能源公司（MASDAR）合作的Sasaka 300MW光伏項目，選用華為的智能光伏解決方案，電價只有1.786美分/kWh，折合人民幣0.12元/kWh，甚至低于國內水電價格，震驚業(yè)內。
至此，光伏的度電成本與運維問題都解決了，但新世界大門開啟的同時，華為又被委以新的重任。
對于法國EDN、意大利Enel等國際能源集團來說，光伏并不是全部。如何讓光伏業(yè)務更好的融入自己的能源版圖是更重要的事情。
一開始他們選擇華為的原因是擔心其它中國的逆變器廠家業(yè)務不具備連貫性，后來他們發(fā)現(xiàn)自身整個能源版圖的戰(zhàn)略布局，也只有華為這樣的公司能夠提供相匹配的支撐平臺，尤其是5G、人工智能技術迅猛發(fā)展的情況下，這些國際巨頭判斷驚人的一致。
巨人，需要另一個巨人伙伴。未來方向雖然明晰，但過程如何，其實誰都忐忑。在這樣一盤大棋之下，同行之人也須旗鼓相當。
這樣的客戶，橫跨多個能源形式和經營范圍，既投資要考慮新能源的度電成本，又要考慮電網(wǎng)的穩(wěn)定性和綜合利用。上述的能源巨頭還積極推廣智能電表、儲能系統(tǒng)，以數(shù)字電網(wǎng)夯實新業(yè)態(tài)發(fā)展，源網(wǎng)荷儲協(xié)同，多站融合，提高能源綜合利用效率。
雙方已經開始合作針對下一代能源結構進行研究?！斑@些研究許多都是針對未來五年甚至十年的技術，過幾年可能會給行業(yè)帶來深刻的變化?！比A為的研發(fā)負責人說道，“多域協(xié)同的范疇也從光伏產業(yè)逐漸向能源互聯(lián)網(wǎng)邁進?！?
能源的安全、穩(wěn)定、清潔、低價四大要素正在通過新一代的基于AI引擎的光伏電站體現(xiàn)。如何最終解決新能源成為主力的優(yōu)質能源？華為在業(yè)內首次引入阻抗重塑的AI自學習算法，融合動態(tài)阻尼適配算法，智能串補自適應算法、主動諧波抑制算法等多種領先并網(wǎng)算法，通過AI自學習動態(tài)地調整電站本身的電氣特性來匹配電網(wǎng)，使電網(wǎng)保持穩(wěn)定，不脫網(wǎng)。引領光伏發(fā)電從“適應電網(wǎng)”走向“支撐電網(wǎng)”。
而這并不是AI的全部能力。
基于新能源發(fā)展帶來的能源革命，每個人都看得到卻無法準確描述，這場變革超出所有人的想象。以新能源為核心的能源體系，能源物聯(lián)網(wǎng)的搭建，乃至未來萬物互聯(lián)的世界……這一切至今尚未完全實現(xiàn)，同時充滿挑戰(zhàn)。而當這一切的復雜性超過人類極限時，萬物互聯(lián)中的能源神經中樞，必然由AI擔任。
所以對于華為和這些客戶而言，現(xiàn)在所做的一切，不只是為了現(xiàn)在，也是在鋪設通向更光明的未來之路。
