中國儲能網(wǎng)訊：8月24-26日，由深圳市發(fā)展和改革委員會指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會與南方科技大學(xué)碳中和能源研究院聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的碳中和能源高峰論壇暨第三屆中國國際新型儲能技術(shù)及工程應(yīng)用大會與新型儲能技術(shù)青年科學(xué)家論壇在深圳召開。此次大會主題是“開拓新質(zhì)生產(chǎn)力，推動儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。
大會主辦方邀請6位院士及100位行業(yè)專家分別從新型儲能系統(tǒng)集成解決方案、長時(shí)儲能技術(shù)及應(yīng)用、虛擬電廠、工商業(yè)儲能專場、新型儲能電池、新型儲能與電力市場、智能微電網(wǎng)、儲能標(biāo)準(zhǔn)宣貫、新型儲能技術(shù)青年科學(xué)家論壇等12個(gè)專場進(jìn)行充分討論交流。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的500余家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，1012位嘉賓參加了本屆大會，其中21家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品解決方案，在線觀眾超過4萬余人觀看了開幕盛況。
本次大會由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會和中國儲能網(wǎng)、中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會專家委員會提供學(xué)術(shù)支持！
8月25日上午，錦浪科技股份有限公司首席專家張文平受邀在“工商業(yè)儲能專場”分享主題報(bào)告，報(bào)告題目《錦浪高性能逆變器助力光儲市場發(fā)展》。
張文平：大家好！我今天分享的主題是《錦浪高性能逆變器助力光儲市場發(fā)展》。
背景，前面各位專家講了很多，3060這個(gè)目標(biāo)非常明確，現(xiàn)在全球已經(jīng)有150個(gè)國家做出了碳中和的承諾?？催@幾年能源的度電成本，傳統(tǒng)能源成本是增加的。相對而言新能源度電成本是下降的，所以光伏也率先進(jìn)入平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代。十年前馬斯克曾經(jīng)說過光伏在新能源里會占到70%的配比。
政策前面講了很多，這幾年包括峰谷價(jià)差的拉大，包括各個(gè)地區(qū)的補(bǔ)貼政策，工商業(yè)儲能得到了很快的發(fā)展。
能源裝機(jī)容量這幾年發(fā)展都很快，去年，中國光伏還有216.88GW的裝機(jī)容量。即便這樣，2030全球可再生能源仍然有3倍增長空間。從新能源這個(gè)長期維度來說，整個(gè)行業(yè)還是比較景氣。
技術(shù)引領(lǐng)，一個(gè)是1500V，一個(gè)是組串式，不僅指光伏，儲能一樣。電壓的提升是未來的趨勢，從戶用400V到工商業(yè)儲能600V、800V到地面站1500V等。組串式也一樣，它實(shí)現(xiàn)了集中式和成本性能的最好折中，包括一簇一管理，都是實(shí)現(xiàn)每一串單獨(dú)的管理從而實(shí)現(xiàn)性能的提升。
錦浪主要還是做逆變器，銜接新能源和電網(wǎng)之間的核心設(shè)備。電力電子行業(yè)發(fā)展了很多年，但即便是現(xiàn)在，仍然有一些痛點(diǎn)的問題，比如高效發(fā)電、降本增效，一直是電力電子首要解決的問題。包括這幾年電網(wǎng)變得越來越復(fù)雜，包括弱電網(wǎng)的頻繁出現(xiàn)，導(dǎo)致逆變器需要對電網(wǎng)的適應(yīng)性增強(qiáng)，包括安全問題、數(shù)字化海量運(yùn)維的問題。
戶用儲能系統(tǒng)在歐洲率先得到發(fā)展，其需求在俄烏沖突后急劇上升。這一增長主要源于能源短缺所引發(fā)的電費(fèi)飆升。在國外，由于電費(fèi)成本較高，許多用戶選擇安裝儲能系統(tǒng)來降低對電網(wǎng)的依賴并減少電費(fèi)支出。去年南非地區(qū)戶儲也賣得不錯(cuò)，在南非，家庭配備柴油發(fā)電系統(tǒng)是常見的解決方案，以應(yīng)對當(dāng)?shù)夭环€(wěn)定的電力供應(yīng)。隨著南非政府對新能源的推動和戶儲技術(shù)的進(jìn)步，戶儲在替代柴發(fā)系統(tǒng)方面具有明顯的優(yōu)勢，預(yù)計(jì)未來南非的戶用儲能市場將繼續(xù)保持增長。特別是在電力供應(yīng)不穩(wěn)定的情況下，家庭儲能系統(tǒng)將成為越來越多南非家庭的選擇。前面講了國內(nèi)工商業(yè)峰谷價(jià)差的拉大，包括自發(fā)自用余額上網(wǎng)的功能，地面電站做大功率調(diào)峰調(diào)頻的設(shè)備。
接下來講一下逆變器作為這個(gè)行業(yè)里發(fā)展的幾個(gè)方向。
第一個(gè)，低成本。我們一直說這個(gè)行業(yè)很卷，大家卷的是成本，在成本里大家做的工作，比如國產(chǎn)替代現(xiàn)在做的非常多。第二個(gè)，超高配。光伏里允許1.5倍的超配，包括1500V系統(tǒng)母線電壓的提升，帶來系統(tǒng)成本的下降。未來很快會推出2000V的系統(tǒng)，這都是未來的趨勢。鋁替代銅，行業(yè)里也很普遍，原來鋁導(dǎo)線替代傳統(tǒng)銅導(dǎo)線就可以帶來系統(tǒng)成本的急劇下降?，F(xiàn)在大家也在講有些核心設(shè)備，包括電感是不是也可以用鋁導(dǎo)線替代銅。
在電力控制領(lǐng)域，我們剛才討論了弱電網(wǎng)的問題，這確實(shí)是一個(gè)典型案例。盡管我們的電網(wǎng)并非極度脆弱，但在某些地區(qū)，如灘涂和海上，短路比已經(jīng)達(dá)到了大約2.5。然而，目前市面上的逆變器產(chǎn)生的互推效應(yīng)導(dǎo)致了更低的短路比，如1.2或1.5。隨著新能源的大規(guī)模接入，電網(wǎng)質(zhì)量預(yù)計(jì)將進(jìn)一步下降，這是一個(gè)不可避免的趨勢。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，業(yè)界已經(jīng)推出了構(gòu)網(wǎng)型變流器，旨在增強(qiáng)對電網(wǎng)的支撐能力。
在可靠性里，AFCI技術(shù)在國內(nèi)外都受到了廣泛的關(guān)注，并且正在快速發(fā)展，尤其是戶用對安全性要求比較高。電力電子的革命一定是由器件引起，比如80年代晶閘管剛剛出來，就會采用各種方式讓它怎么快速關(guān)斷?，F(xiàn)在三電平逆變器基本上達(dá)到99%的效率，大家很少說怎么再通過軟開關(guān)提升系統(tǒng)效率。
智能運(yùn)維和數(shù)字化已經(jīng)成為電力行業(yè)的重要發(fā)展方向，而電力電子逆變器則是人工智能技術(shù)在該領(lǐng)域的一個(gè)典型應(yīng)用，錦浪逆變器通過集成智能化控制單元，實(shí)現(xiàn)了逆變器的智能運(yùn)維提升了電能輸出質(zhì)量和穩(wěn)定性。錦浪科技的逆變器支持基于AI的直流拉弧保護(hù)AFCI技術(shù)，結(jié)合人工智能可以智能地檢測和分析系統(tǒng)中的異常電流，從而在故障發(fā)生前及時(shí)切斷電路，可以避免因直流側(cè)故障引起的起火風(fēng)險(xiǎn)。
組串式就是每一個(gè)組串單獨(dú)配一個(gè)DC/DC裝置，對于光伏，電池可以做一簇的管理，成本肯定會增加，因?yàn)闀黾右粋€(gè)DC/DC的裝置，但性能可以得到很好的提升。
DC/AC里分兩種，一種是單相電路，一個(gè)是三相電路，三相電路基本用的是三電平。10年前全球排名前十的逆變器廠家中國可能就2家左右，但現(xiàn)在排名前十的中國企業(yè)就有7-8家，包括SMA這些都是非常非常早期的，但現(xiàn)在中國的企業(yè)已經(jīng)引領(lǐng)了逆變器。
雙向DC/DC，低壓電池場合，高增益，一般用LLC這種電路，但LLC在戶用里只是做隔離，所以LLC工作以開環(huán)模式，工作以最佳的諧振頻率點(diǎn)處，真正的調(diào)壓用Buck/Boost。
Buck/Boost電路用碳化硅蠻多的，因?yàn)殡妷悍秶涞碾姵囟嗌賹﹄姵仉妷鹤兓€是蠻大的。電池電壓變化大，意味著管子損耗很難控制，但碳化硅高效率性能能夠滿足這個(gè)場景。這是降本增效的，前面講的基本上都是兩級，一個(gè)LLC+Buck/Boost，但現(xiàn)在有些場景已經(jīng)把Buck/Boost拿掉，只用一個(gè)LLC。
在光伏領(lǐng)域，我們通常將其分為三個(gè)主要應(yīng)用場景：戶用、工商業(yè)和地面電站。
對于戶用光伏系統(tǒng)，其容量一般在50kW以下。而工商業(yè)光伏系統(tǒng)的容量，原先認(rèn)為是50kW至100kW，但今年已普遍上升至150kW甚至200kW。這一變化主要得益于器件制造商的技術(shù)進(jìn)步和市場策略，只要性價(jià)比合適，新的產(chǎn)品就會迅速推向市場。
隨著匹配的新型器件的推出，我們推出了1500V大功率320KW的組串式逆變器，這不僅提高了功率輸出，還大幅降低了建設(shè)成本。對于地面電站而言，目前常見的系統(tǒng)容量為230kW和320kW，但隨著未來2000V技術(shù)的普及，預(yù)計(jì)功率等級將突破400kW。
低啟動電壓，它意味著發(fā)電面積會增加，帶來的問題是低光照管理的問題。二是182組件、210組件，一個(gè)16A，一個(gè)20A，要同時(shí)匹配這兩個(gè)組件。
PID效應(yīng)大家講得很多，白天PID抑制，夜間PID修復(fù)。
182組件是16A，48A的逆變器可以配3串。210組件的電流大，但電壓低，串聯(lián)個(gè)數(shù)就串得多，總功率等級和182組件是差不多的
電網(wǎng)支撐功能，弱電網(wǎng)越來越普遍，未來肯定是趨勢，“被動適應(yīng)”要向“主動支撐”。這是五年內(nèi)肯定會推出的一個(gè)趨勢。
工商業(yè)電站和地面電站 1.5倍的超配，這種設(shè)計(jì)可以提高系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)效益，但對于逆變器會提出更高的要求。原因很簡單，早晨都沒有問題，因?yàn)椴粫M發(fā)，中午滿發(fā)后發(fā)150kW，就會限載運(yùn)行，母線電壓很高，系統(tǒng)發(fā)熱會有問題。這種情況下要有一些處理手段，我們也做了很多這方面的工作。
智能運(yùn)維，都是一些數(shù)字化的東西，包括智能化的I-V曲線掃描、故障節(jié)點(diǎn)識別，都可以做到。
通信模式，主流兩種，一種是PLC，一種是485。原來工商業(yè)里PLC可能很少，現(xiàn)在會發(fā)覺工商業(yè)里也開始用PLC。地面電站原來肯定是用PLC，因?yàn)榈孛骐娬纠锟隙ㄒ驪LC接入。但原來臺數(shù)不多時(shí)485不多，但臺數(shù)多了485顯著增加。PLC成本上有優(yōu)勢，它主要的成本在變流器控制端到PLC接口。
剛才講過銅鋁過渡的問題，為了降低成本，要用鋁導(dǎo)線，但這里面有一個(gè)成本，鋁和銅之間需要做好過渡的安全問題。這也做了很多工作。
這是智能分段，說難度沒什么難度，但是現(xiàn)在的趨勢。對光伏，檢測到故障后要有15ms主動保護(hù)的問題，在PV里會加入所謂的可以控制的裝置。這帶來的主要問題是成本的問題，在高性能的成本里，可以加這個(gè)東西，但如果逆變器對成本非?？量痰那闆r下，可能就會有一些問題。
對智能端子的溫度檢測，原來對這個(gè)講得很少，就測個(gè)溫度，裝個(gè)溫度傳感器就可以了。現(xiàn)在大家說系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)最顯著的是端子上會最先表現(xiàn)出來，所以就在交流側(cè)端子或者直流側(cè)端子直接埋所謂的溫度傳感器，發(fā)熱異常下這里可以最早的把系統(tǒng)的故障監(jiān)測出來，這也是一個(gè)趨勢。
溫升45度不降載，如果能在高溫范圍內(nèi)盡量不降載，這才是逆變器的本事，錦浪逆變器在環(huán)溫45度范圍內(nèi)可以保證1.1倍的系統(tǒng)不降載運(yùn)行。
儲能，我們這幾年也在發(fā)展，主要圍繞戶用和工商業(yè)兩個(gè)場景做。
錦浪100kW的PCS，跟前面講的一樣，現(xiàn)在做分布式的越來越多，分布式就是小功率，針對一簇一管理，會做成儲能柜的方式，將電池、PCS模塊裝到儲能柜里，包括大家講的很多消防的措施。PV模塊也可以作為一種選配，因?yàn)楣ど虡I(yè)比如50kW一般是光儲融合，100kW很多都是單獨(dú)的PCS。當(dāng)然我們可以做成臺架方式進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容。
如果講光伏，肯定說功率因素是負(fù)0.8到0.8，儲能是負(fù)1到正1，因?yàn)楣夥鼪]有辦法吸收能量。電池可以做充放電功能，可以實(shí)現(xiàn)滿功率因素范圍里的運(yùn)行。
效率，地面電站一般是99%，但功率越小，效率相對而言會偏低，所以100kW不敢提99%，就是98.5%的水平。
高過載能力，儲能講得非常多，最早UPS都提得很多。遇到一些電機(jī)啟動，160%10秒鐘的過載包括120秒、60秒的過載，對于系統(tǒng)來說不是很難的問題。剛才講到構(gòu)網(wǎng)型，對系統(tǒng)還是提出很高的要求，因?yàn)橐?倍10秒鐘的時(shí)間。如果系統(tǒng)就是超配的，實(shí)現(xiàn)這個(gè)問題很容易，但低成本下實(shí)現(xiàn)這個(gè)問題比較難。我們做了很多工作，主要是圍繞碳化硅器件、電感不飽和，電芯在倍率下循環(huán)壽命還能保持的角度來做。
并聯(lián)臺數(shù)，傳統(tǒng)UPS可以并聯(lián)很多臺，不是主要問題，并網(wǎng)時(shí)很少講并聯(lián)的問題。
所謂的峰谷套利、需求管理、電力市場剛才講了非常多。
這是收益分析，前面也有人講過，大概4.3年的回收成本。
錦浪，可能有些人熟悉有些人不熟悉，作為第三大光伏制造廠商，研發(fā)人數(shù)超800人，全球制造基地的產(chǎn)能達(dá)到了80GW。
這是我的介紹，謝謝大家！
