智能光伏是什么?
“智能光伏电站具体的工作落实下来是电站的全生命周期管理主要是你电站在运行期的自动化管理,减少现场的运维人员是要有一套自动化监管系统,包括预警、报错、故障处理、发电量分析、设备综合分析、运行分析、多电站的对比、太阳能资源分析功能等,你在公司的集控中心端,就能远程监管电站厂端
华为进入光伏领域后,一直在思考如何将现代化信息技术引入光伏领域。经过多年的耕耘,华为成功地将先进的数字信息技术、云计算技术和现代化通信技术整合进逆变器当中,提出“硅进铜退”的产品设计理念和“智能光伏电站”创新解决方案,并且获得了大规模的应用。该解决方案以发电量高、运营成本低、可靠性高和后期收益大等特点获得了全球客户的肯定。
华为针对光伏逆变器提出了三个发展理念:
华为通过技术创新和坚持数字化、简单化和全球自动化运维的发展理念,打造了全球满意度最高的“智能、高效、安全、可靠”的智能光伏电站整体解决方案。
华为进入光伏行业后给整个行业带来了三点重要贡献:
近期,Wood Mackenzie Power&Renewables发布了2018年逆变器销量的统计数据,数据显示华为以22%的市场份额位居第一,同时根据IHS之前数据显示华为已经连续三年位居全球市场份额第一宝座。
华为光伏逆变器在过去的几十年的发展中,推动了数据与运维、智能光伏、电站全生命周期管理等发展新方向。华为通过 探索 、实践和整合,率先推出FusionSolar智能光伏系统以及一站式解决方案,并与其他行业厂商共同努力,让电站业主认可了逆变器在光伏电站体系中的核心地位。
从销量排名中我们不难发现,除了华为以外,中国的阳光电源、上能电气和固德威等企业也榜上有名,可喜可贺。
进入2019年,华为光伏逆变器继续砥砺前行。
4月2日,济南第十四届太阳能展上,华为推出了首款AI加持的分布式光伏逆变器SUN2000(5KTL-M0、6KTL-M0、8KTL-M0、10KTL-M0、12KTL-M0)系列。
根据华为官网的介绍,SUN2000系列的光伏逆变器得到了AI技术的助力,大数据功能可以主动分析低效器件,降低了运维的成本;智能IV诊断技术使电站维护走向自动化,无论是巡检还是全检,都将迎来革命性的转变。 此外,基于AI技术的智能拉弧检测AFCI功能,能够检测并判断电弧的产生,并有效切断并网开关,消除电弧,主动消除由光伏系统引发的火灾隐患,防患于未燃。而机器学习的人工智能技术引入,使逆变器不断累积检测出电弧的特征参数,从而优化和提高识别电弧的能力,更精准,可靠的检测出真实电弧,给你的电站加上一道安全的防护锁。
在大工程项目中,华为也与世界各地的行业巨头积极合作,推动新能源的开发。
近日,由印度最大的独立可再生能源生产商ReNew Power投资开发,位于印度Pavagada Solar Park的300MW光伏电站顺利并网。 该项目选用华为全系列的1500V智能光伏解决方案,是目前印度首个使用高效单晶PERC光伏组件+跟踪支架+智能组串逆变器的大型地面电站。项目最大的特点是,实现了智能与高效的完美融合,LCOE降低6%以上,助力印度率先实现平价上网。
除此之外,欧洲能源巨头、全球领先的电站开发与服务供应商BayWa r.e.在西班牙南部 Don Rodrigo 落地总容量为175MW的无补贴电站项目,全面采用华为1500V智能光伏解决方案。 2月22日沙特能源标杆企业ACWA POWER管理层随同沙特王储访华,并中沙投资合作论坛上与华为签署全球合作备忘录。双方将深入合作开发全球光伏市场,将人工智能、大数据、云计算等最新最尖端的技术应用到光伏电站项目中,以 科技 创新引领行业进步。 3月26日华为与泰国最具影响力的光伏电站运营商和投资商TSE签署全面合作协议,双方将在整个亚太地区智能光伏电站的建设展开深度合作,加速新能源行业智能化进程。
虽然,华为的逆变器产品得到了全球客户的肯定和信任,但是一些不可抗拒的因素一直在困扰这华为整个公司的产品。
继华为5G被某些国家禁用后,已经有官员呼吁禁用华为的光伏产品,他们表示,一旦大型光伏电站或者企业使用了华为的光伏产品,都很容易遭受到网络的攻击。根据报道,华为的光伏产品遍及美国目前大多数住宅和商用逆变器,有约超过80%的住宅逆变器和超过50%的商用逆变器是从中国进口,其中包含着不少来自华为的光伏逆变器。有分析指出,华为光伏逆变器凭借可靠性高、成本较低和效益较好的优点,迅速占领了美国市场,目前已达到20%的市场占有率。
不得不说,近年来的贸易保护主义和带有政治目的的打压都将会影响华为产品的销售,甚至彻底退出某个特定市场。不过,从华为的发展轨迹可以看出,这家公司仍然值得我们以及全球合作伙伴的信任,这场"禁售"表面上是困境,长远看来是一种可遇不可求的机遇。如果华为能够继续推出具有竞争力产品,这些禁售都将形同虚设,所谓的谣言也会不攻自破。
光伏系统在公共电网的所占的最该比例,取决于电网技术和光伏发电的技术,以及电网的电能储存技术,就目前的情况看,做得最好的德国,大约只有3~4%。有计划称,2050年可以达到20%。
如何突破该极限?呵呵,这个问题太大,非把现在的电网推翻不可。如何推翻?请看下文:
真正的智能电网将是直流电网、超导电网、低压电网、再生能源电网,是高效、清洁、可靠的电网。目前的电网统统淘汰!
1、电网超导化,解决电能传输中的线损问题。想当年,就是因为远距离的传输损耗过大,才逐步发展了交流电网,发展了高压输电,因传送距离越来越远,所以电压等级就越搞越高,以至于达到了750KV的高压了,有人还嫌不够高,还要再升高,提出了1000KV的方案。呵呵,吓死人了。
你可能会问:超导在常温下能行吗?
呵呵,快了。常温超导技术的研究,已经解决了很多理论上的问题,10年后就是产业化了。这是美国称霸世界的下一个计划,中国要迎头赶上去,否则就会向互联网那样,看着美国用IT技术称霸世界而毫无办法,全世界都给他打工。
用了超导电线,传输问题就迎刃而解。
2、电网直流化。随变频器技术的发展,用电大户--电动机--直接采用50HZ或60HZ工作的时候越来越少,因此大量的用电设备都变成直流设备,特别是家电。
用直流,不仅仅可以节省很多的整流稳压设备,降低设备成本,提高设备的可靠性,还能减少电网的谐波干扰,净化电源,使设备工作起来更高效更可靠。
直流电网的结构也简单很多,变压器、潮流调度等等设备统统淘汰,电网建设、保护、维护成本大幅度降低,营运效率提高。也没有无功平衡等等安全问题了。
3、电网低压化、再生能源化。是超导的另外一个结果。低压电网安全性高,加上电子技术都是低压工作,所以大量设备会采用低压直流方式,给安全性的提高带来好处。
低压直流的另外一个好处,是可以和方便地接收太阳能等等再生能源,只要电压吻合,就可以直接入网,无需考虑频率、角度、谐波等等复杂问题,给再生能源的入网提供极大便利,电网也就可以成为绿色的再生能源电网了。
这也是人类摆脱化石能源的一个途径!
就目前来看,光伏电站智能化是非常关键的,已成行业共识,偌大的光伏电站,可以实现光伏电站日常运营的智能化管理,减少现场的运维人员,降低成本。通过一套智能化监管系统,包括预警、故障处理、发电量分析、设备综合分析、运行分析、多电站的对比、太阳能资源分析等功能,你在公司的集控中心端,就能远程监管各电站厂端,及时发现问题,处理问题,根据运维任务的级别实施处理或安排相应的专业运维人员到现场排查和解除故障。
太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)和太阳跟踪控制系统组成。如输出电源为交流220V或 110V,还需要配置逆变器。 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
原材料特点:
电池片:采用高效率(16.5%以上)的单晶硅太阳能片封装,保证太阳能电池板发电功率充足。
玻璃: 采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃), 厚度3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上,对于大于1200 nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射,透光率不下降。
EVA:采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。
TPT:太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色,对阳光起反射作用,因此对组件的效率略有提高,并因其具有较高的红外发射率,还可降低组件的工作温度,也有利于提高组件的效率。当然,此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。
边框:所采用的铝合金边框具有高强度,抗机械冲击能力强。 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
主要特点:
1、使用了单片机和专用软件,实现了智能控制;
2、利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点,消除了单纯的电压控制过放的不准确性,符合蓄电池固有的特性,即不同的放电率具有不同的终了电压。
3、具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制;以上保护均不损坏任何部件,不烧保险;
4、采用了串联式PWM充电主电路,使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半,充电效率较非PWM高3%-6%,增加了用电时间;过放恢复的提升充电,正常的直充,浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命;同时具有高精度温度补偿;
5、直观的LED发光管指示当前蓄电池状态,让用户了解使用状况;
6、所有控制全部采用工业级芯片(仅对带I工业级控制器),能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制,定时控制精确。
7、取消了电位器调整控制设定点,而利用了E方存储器记录各工作控制点,使设置数字化,消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素。 1、太阳能取之不尽,用之不竭,地球表面接受的太阳辐射能,能够满足全球能源需求的1万倍。只要在全球4%沙漠上安装太阳能光伏系统,所发电力就可以满足全球的需要。太阳能发电安全可靠,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击。
2、太阳能随处可取,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路的损失;
3、太阳能不用燃料,运行成本很低;
4、太阳能发电没有运动部件,不易用损坏,维护简单,特别适合于无人值守情况下使用;
5、太阳能发电不会产生任何废弃物,没有污染、噪声等公害,对环境无不良影响,是理想的清洁能源;
6、太阳能发电系统建设周期短,方便灵活,而且可以根据负荷的增减,任意添加或减少太阳能方阵容量,避免浪费。 1、地面应用时有间歇性和随机性,发电量与气候条件有关,在晚上或阴雨天就不能或很少发电;
2、能量密度较低,标准条件下,地面上接收到的太阳辐射强度为1000W/M^2。大规格使用时,需要占用较大面积;
3、价格比较贵,为常规发电的3~15倍,初始投资高。
4、后期投资较大,储能的蓄电池平均每2-3年要更换一次。
太阳能光伏发电系统主要是由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、逆变器等设备组成,其各部分设备的作
用是:
(1)太阳能电池方阵。太阳电池方阵由太阳电池组合板和方阵支架组成。因为单个太阳电池的电压一般比较低,所以通常都要把它们串、并联构成有实用价值的太阳电池板,作为一个应用单元,然后根据供电要求,再由多个应用单元的串、并联组成太阳能电池方阵。太阳能电池板(某些半导体材料,目前主要是多晶硅、单晶硅以及非晶硅,经过一定工艺组装起来)是太阳能光伏系统中的最主要组成部分,也是太阳能光伏发电系统中价值最高的部分。太阳能电池板在有光照情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光电效应”。在光电效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能,它是能量转换的器件。
(2)蓄电池组。其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。在太阳能并网发电系统中,可不加蓄电池组。
(3)控制器。对电能进行调节和控制的装置。
(4)逆变器。是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的直流电转换成交流电的设备,是光伏并网发电系统的关键部件。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源,当负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统,本文主要介绍太阳能光伏并网发电系统[1]。如图1所示,并网逆变器由igbt等功率开关器件构成,控制电路使开关元件有一定规律的连续开通或关断,使输出电压极性正负交替,将直流输入转换为交流输出。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单,造价低,但谐波分量大,一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高,但可以适用于各种负载。
(1)独立光伏发电系统
独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、充放电控制器、蓄电池组
成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。
(2)并网光伏发电系统
并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合电网要求的交
流电之后直接接人公共电网。
1)按是否具备调度性分为:带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。
带有蓄电池的并网发电系统:具有可调度性,可以根据需要并人或退出电网,还具有
备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安
装在居民建筑中。
不带蓄电池的并网发电系统:不具备可调度性和备用电源的功能,一般安装在较大型
的系统上。
2)按规模分为:集中式大型并网光伏电站和分散式小型并网光伏电站。
集中式大型并网光伏电站: - -般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到
电网,由电网统- - 调配向用户供电。具有电站投资大、建设周期长、占地面积大的特点。
分散式小型并网光伏电站:特别是光伏建筑- - 体化光伏电站,具有投资小、建设快、
占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网光伏发电的主流电站。
并网光伏系统组成:主要由光伏电池组件、并网逆变器、公共电网、监控系统组成。
(3)分布式光伏发电系统
分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现
场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,
或者同时满足这两个方面的要求。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直
流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装
置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能
转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送人直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给
建筑自身负载,多余或不足的电力通过连接电网来调节。