"追光"不止!中車時代電氣集中式光伏解決方案賦能綠色未來!

2月22日，由國際能源網、國能能源研究院、光伏頭條、儲能頭條主辦的以“新能源新系統新生態“為主題的“第七屆中國光伏產業論壇”在北京隆重舉行。會上，中車株洲時代電氣股份有限公司綠能事業部副總工程師吳恒亮做了主題為《智慧型集中式光伏解決方案持續推動行業技術升級》的演講。

株洲中車時代電氣股份有限公司（簡稱“中車時代電氣”）是中國中車旗下股份制企業，其前身及母公司——中車株洲電力機車研究所有限公司創立于1959年。2009年，中車時代電氣旗下的株洲變流正式進軍光伏逆變器市場。目前，公司光伏逆變器已累計供貨超過30GW，擁有組串式3-320kW、集中式1100-8800kW及箱逆變一體機等光伏產品系列，產品在國內首批通過金太陽、TUV及低（零）電壓穿越認證。

株洲中車時代電氣股份有限公司綠能事業部副總工程師吳恒亮

全面提升發電效率

重構運維體驗是未來逆變器發展的方向

隨著逆變器技術的升級以及終端市場變化，光伏逆變器行業就逆變器技術路線而言，可以分為集中式光伏逆變器、組串式光伏逆變器、集散式光伏逆變器、微型逆變器4種類型。

光伏逆變器作為太陽能光伏發電系統的心臟，以及光伏電站最重要的核心部件之一，逆變器正朝著更高電壓、更高功率、更高效、更友好、更高集成、更高防護的方向發展。

在更高電壓方面，吳恒亮指出，光伏逆變器從早期600V、1000V發展至1500V，現在行業正在探討2000V應用，但2000V應用需要行業一起來推動。

在更高功率方面，逆變器功率從100kW、250kW、500kW發展到目前的3125kW，仍在不斷更新迭代?！霸诩惺侥孀兤鬟@塊，我們現在正在開發4兆瓦、5兆瓦的機型?！眳呛懔料蛭覀兺嘎?。

在更高效方面，吳恒亮表示，逆變器已實現電能轉換，現在行業內主流廠家逆變器最大轉換效率已全面突破99%，光伏系統的發電量得以進一步提升。

在更友好方面，在新能源滲透率急速提高的背景下，改進逆變器并網控制性能，使之與弱電網特征相適應，目前逆變器正在從“自我保護”向“支撐電網”方向發展。

在更高集成方面，吳恒亮指出，原來的逆變器為分立系統，分配出電匯流箱、逆變器、變壓器等多個單元，在實際應用方面我們將會面臨多方面的管理，為了讓售后服務及響應速度更快更高效，現在逆變器朝著更高集成度發展。

在更高防護方面，光伏逆變器根據不同的應用場景，如沙漠、海邊、煙霧等環境下，促使逆變器對應用環境提出更高的要求，防護等級也越來越高。

談及光伏逆變器未來發展趨勢，吳恒亮表示，當電力電子技術和通信技術通過數字化技術參與電力系統調度與交易，使發電系統自主協同優化，全面提升發電效率、重構運維體驗是未來逆變器發展的方向。

6大集中式光伏解決方案平臺

隨著技術的不斷發展和系統應用的升級，中車時代電氣推出了多種集中式光伏電站解決方案。分別是智能光伏匯流箱、智能集中式一體機、智能組串式、智能控制終端、智慧管理發電系統、故障預測與健康管理系統等6大類型。

吳恒亮表示，智能光伏匯流箱看似是一件普通且沒有技術含量的部件，但它卻承載著如何把組件的適用性及匹配度做好的工作。同時，智能光伏匯流箱還具備組串故障診斷、絕緣、拉弧檢測、故障錄波及保護功能。在此方面，中車時代電氣向行業推出了一款具備智能診斷能并能實現集中式二維診斷功能的匯流箱。

智能集中式一體機兼具預測與健康管理PHM、高效發電、光儲融合、電網友好、安全可靠、精益智能等功能。吳恒亮表示，在集中式逆變器中智能集中式一體機擁有很多應用場景。

智能組串式兼具高效發電、節約投資、靈活適配、電網友好、安全可靠、精益智能等6種功能。吳恒亮表示，智能組串式在中東部地區的山丘及山地電站上應用較廣泛。

如何把集中式做到更智能是大型地面電站在采用集中式解決方案時面臨的痛點。針對這一痛點，中車推出智能控制終端平臺。吳恒亮介紹說，“智能控制終端平臺就是將匯流箱、逆變器、箱變數據流垂直整合，隨后在逆變器單元進行處理，這樣就可以精準預測整個單元級、組串級的故障定位及監控點，也就是說讓集中式具備了組串式的功能?！?/p>

吳恒亮表示，智慧管理發電系統就是讓光伏電站由功率轉換向能源管理演進。譬如，一個百兆瓦級的光伏電站中會有很多條集電線路，一條集電線路上會有7-8臺逆變器，我們采用智慧管理發電系統，每臺逆變器就會找到最佳工作點來自動分配，這樣就實現了集電線路上的最優功率分配。

故障預測與健康管理系統（PHM系統）就是重構運維體驗，讓光伏電站實現極簡、智能、高效的管理，也就是電站的健康管理系統。吳恒亮認為，目前光伏電站的檢修類似于汽車檢修，屬于故障修，未來我們要實現狀態修。也就是在運維平臺當中我們可以隨時掌握關鍵部件性能參數退化規律，隨時了解逆變器某個器件是否需要更換，將故障修變為狀態修，不僅可以提升設備在線率，減少故障發生率，還能降低運維人員，提升備品備件有效率。

實現光伏度電成本關鍵性技術

吳恒亮表示，在新能源發電度電成本中，無論是降低項目的初始投資和運營成本，還是提高發電量，我們都希望新能源發電度電成本最低。

對此，吳恒亮向我們推出光伏發電關鍵性技術，分別是最大功率跟蹤專利技術、基于全局效率最優的PWM調制策略、集中式IV特性診斷、組串式IV特性診斷、滲透率提升與電網穩定性控制、間歇性特性與能量平衡技術、電氣狀態修技術、CSR_Drive專家自診斷技術、半實物綜合仿真技術。

其中，最大功率跟蹤專利技術方面，近年來，隨著光伏發電產業化的推進，逆變器企業在光伏發電最大功率跟蹤技術領域進行了大量投入和研發，并進行專利保護?；谌謨灮姆侄握{制策略，目前逆變器的最大效率已全面突破99%，最大轉換效率可達到99.07%。

“在IV診斷中，集中式可以實現組串級的IV診斷。同時，光伏發電從“適應電網”到“主動支撐電網安全”，采用集中式解決方案更有利于將來系統升級。在間歇性特性與能量平衡技術方面，光伏、風電、儲能都會有波動性，我們可以采用虛擬同步機VSG技術，提升調頻調壓能力及電網安全穩定運行水平?！眳呛懔寥缡钦f道。

而在電氣狀態修技術方面，主要是面向IGBT、濾波電容、斷路器開關、散熱風機、濾網等逆變器“能量流”和“散熱流”關鍵部件，最大化利用既有傳感與控制信號實現在線監測、狀態評估與壽命預測，實現光伏發電單元電氣系統狀態修。

演講的最后，吳恒亮向我們展示了下一步新技術發展方向，如打造零碳園區、零碳鄉村、零碳城市，未來讓能源路由器成為以新能源為主的新型電力系統的核心裝備。同時利用風光儲融合打造園區源網荷儲一體化。另外，利用電力電子變壓器在新能源光伏中的應用，進一步推動新能源生態系統變革。

來源：國際能源網/光伏頭條