智能光伏行業(yè)發(fā)展趨勢分析報(bào)告：光儲(chǔ)融合全面智能主力能源綠色電力

智能光伏十大趨勢光儲(chǔ)融合，全面智能加速光伏成為主力能源，讓綠色電力惠及千行百業(yè)、千家萬戶前言第二，要持續(xù)提升運(yùn)營與運(yùn)維效率第三，要讓高比例光伏實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定并網(wǎng)與消納隨著大型地面電站的規(guī)模越建越大，且一般多隨著新能源占比的不斷提升，給電網(wǎng)的穩(wěn)定性帶來處于高海拔的戈壁、荒漠，甚至近海區(qū)域，給運(yùn)了沖擊。諸如澳洲、英國等多個(gè)新能源占比較高的國維工作帶來了較大困難；而分布式場景中，則面家和地區(qū)，都出現(xiàn)過由于新能源脫網(wǎng)導(dǎo)致的大規(guī)模臨點(diǎn)多量散、安全要求高的挑戰(zhàn)。停電事故。因此，如何在提升電網(wǎng)對(duì)于新能源消納能自2016年《巴黎協(xié)定》正式進(jìn)入實(shí)施階段以來，能源清潔化轉(zhuǎn)型方興未艾，尤力的同時(shí)，保持電網(wǎng)的穩(wěn)定性，是需要業(yè)界共同面對(duì)其是近兩年，碳中和已成為全球共識(shí)，超過140個(gè)國家和地區(qū)提出承諾，將引的難題。發(fā)新一輪的能源革命，加速能源清潔、低碳化轉(zhuǎn)型。落實(shí)“兩個(gè)替代”（能源生第四，安全發(fā)展是產(chǎn)業(yè)的基石產(chǎn)清潔替代和能源消費(fèi)電能替代）將成為實(shí)現(xiàn)碳中和的重要舉措。近年來，光伏與儲(chǔ)能電站的安全事故時(shí)有發(fā)生，尤其隨著光儲(chǔ)設(shè)備功率越做越大，以及光伏上屋頂、儲(chǔ)能發(fā)電側(cè)清潔替代：進(jìn)園

區(qū)/家庭成為趨勢，如何端到端地實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)層面安全防護(hù)成為亟需關(guān)注的要點(diǎn)。根據(jù)2022年英國獨(dú)立氣候智庫Ember發(fā)布的報(bào)告顯示，為實(shí)現(xiàn)全球溫控1.5℃的目標(biāo)，到2030年，風(fēng)能和太陽能發(fā)電量需保持每年20%的增長速度。2021年，全球風(fēng)光發(fā)電量占比首次突破10%，未來仍然有很大的發(fā)展空我們正置身于能源清潔化轉(zhuǎn)型的大浪潮中，針對(duì)上述挑戰(zhàn)，光伏的發(fā)展未來將走向何方，讓我們共同揭曉。間。因此，全球主要區(qū)域都提出了未來清潔能源發(fā)展規(guī)劃。今年5、6月，中國和歐洲分別頒布了《“十四五”可再生能源規(guī)劃》與《Repower

EU》，提出了更加明確的新能源發(fā)展規(guī)劃。正如IRENA

2022對(duì)未來的預(yù)測，預(yù)計(jì)2030年光伏裝機(jī)將達(dá)到5200GW，2050年達(dá)到14000GW，成為絕對(duì)的主力能源。消費(fèi)側(cè)電能替代：根據(jù)IRENA預(yù)測，2050年電力在全球能源消費(fèi)占比將超過50%，替代傳統(tǒng)化石能源，成為消費(fèi)主力。以電代煤、以電代油、以電代氣，電氣化比重

將大幅提升。另外，隨著光伏發(fā)電走進(jìn)千行百業(yè)、千家萬戶，向著光儲(chǔ)充用全場景融合發(fā)展，也加速了電力在消費(fèi)側(cè)的比重

。未來，零碳工廠、零碳建筑、零碳園區(qū)甚至零碳城市也將成為現(xiàn)實(shí)。然而，在光伏產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，依然存在很多的挑戰(zhàn)要去解決，最終讓光伏成為最經(jīng)濟(jì)，最可靠的主力能源：第一，應(yīng)持續(xù)降低光儲(chǔ)系統(tǒng)的度電成本光伏產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，離不開度電成本的持續(xù)降低，如何通過技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)優(yōu)化度電成本，讓光儲(chǔ)系統(tǒng)的部署在更多的地區(qū)與場景加速實(shí)現(xiàn)商業(yè)閉環(huán)？目錄趨勢一趨勢二趨勢三趨勢四趨勢五光儲(chǔ)發(fā)電機(jī)0104061012高密高可靠組件級(jí)電力電子器件組串式儲(chǔ)能電芯級(jí)精細(xì)管理趨勢六

“光儲(chǔ)網(wǎng)”融合141725趨勢七趨勢八趨勢九趨勢十重

構(gòu)極致安全安全可信全面數(shù)字化28AI增效31加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢一澳大利亞：光儲(chǔ)發(fā)電機(jī)2016年9月28日下午，新能源滲透率達(dá)50%的南澳州發(fā)生強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、暴雨，引起電網(wǎng)累計(jì)6次電壓跌落，造成風(fēng)電機(jī)組大規(guī)模脫網(wǎng)，導(dǎo)致全州長達(dá)50h的大停電事故。這是世界上第一起由極端天氣誘發(fā)新能源大規(guī)模脫網(wǎng)導(dǎo)致的局部電網(wǎng)大停電事件，也成為澳洲電網(wǎng)不斷加嚴(yán)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的“導(dǎo)火索”，對(duì)澳洲發(fā)展新能源帶來了一定的影響。背景圖2：故障時(shí)頻率崩潰與電壓崩潰波形（：中國電科院，可再生能源發(fā)電裝備與電網(wǎng)的融合、互動(dòng)與控制）英國：隨著能源清潔化轉(zhuǎn)型的發(fā)展，未來以光伏為代表的新能源將替代傳統(tǒng)火力發(fā)電成為主力能源。2019年8月9日下午5點(diǎn)左右，英國發(fā)生因風(fēng)電脫網(wǎng)導(dǎo)致大規(guī)模停電事故。大停電起源于英格蘭的中東部地區(qū)及東北部海根據(jù)IEA預(yù)測，2022-2027年間，全球可再生能源裝機(jī)域，最終造成英格蘭與威爾士大部分地區(qū)停電，約有100萬人受容量將增長2400GW，其中，光伏將占所有可再生能源新到停電影響。增量的60%，新增接近1500GW。2025年初，光伏發(fā)電將超圖3：英國大停電事故分析越煤炭，成為全球最主要的電力。傳統(tǒng)以同步發(fā)電機(jī)中國：（：PSD電力系統(tǒng)研究所）為主體的電力系統(tǒng)，將向高比例新能源、高比例電力電子截至2021年底，青海省風(fēng)電裝機(jī)896萬千瓦、光伏裝機(jī)1632萬裝備的“雙高”新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。然而，新能源的穩(wěn)定并千瓦，占比分別為21.8%、39.7%，新能源總裝機(jī)占比達(dá)61.5%，全國圖1：Renewables2022網(wǎng)與消納卻成為限制新型電力系統(tǒng)發(fā)展的主要瓶頸。（：IEAAnalysisandforecastto2027）最高，但本省最高負(fù)荷僅1051萬千瓦，電力外送需求強(qiáng)烈。其中，以100%輸送新能源的青豫直流最具代表性。然而，因高比例新能源在直流雙極閉鎖后電壓快速變化期間出現(xiàn)的無功反調(diào)問題，導(dǎo)致新能圖4：青豫直流近區(qū)暫態(tài)過電壓問題源場站暫態(tài)過電壓超過1.3倍，成為制約青豫直流送出的主要因素。趨勢從全球新能源發(fā)展歷程來看，不同滲透率階段新能源接入面臨的消納瓶頸和關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)各異：當(dāng)前電力系統(tǒng)通過渦輪機(jī)、同步發(fā)電機(jī)與多時(shí)間尺度儲(chǔ)能，構(gòu)建了以機(jī)械+電磁為基礎(chǔ)的電力網(wǎng)絡(luò)，01

新能源滲透率＜30%時(shí)，為保證系統(tǒng)供需實(shí)時(shí)平衡，并網(wǎng)地區(qū)的調(diào)峰調(diào)頻靈活性資源需求急劇增加，具有一次能源可儲(chǔ)、二次能源可控的特性。然而，隨著新型電力系統(tǒng)向全面半導(dǎo)體化發(fā)展，將面臨系統(tǒng)穩(wěn)由于可再生能源是在局部集中接入，靈活性資源不足帶來的問題主要體現(xiàn)為局部地區(qū)的棄風(fēng)棄光。定性、功率平衡以及電能質(zhì)量等多種復(fù)雜技術(shù)問題，全球高比例新能源區(qū)域已出現(xiàn)電網(wǎng)事故。0102加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢二02

新能源滲透率30~50%之間時(shí)，電力系統(tǒng)運(yùn)行場景更加多樣化，新能源功率的波動(dòng)性使得傳統(tǒng)發(fā)電高密高可靠機(jī)組不得不快速調(diào)整出力適應(yīng)平衡的需要，對(duì)大型煤電、熱電聯(lián)產(chǎn)等火電機(jī)組的調(diào)頻調(diào)峰能力提出了進(jìn)一步要求

，同時(shí)電力資源需要通過在全系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行資源協(xié)調(diào)配置。03

新能源滲透率水平50%~60%時(shí)，由于大型火電比例降低，系統(tǒng)強(qiáng)度不斷下降，同步電網(wǎng)的慣性將大幅度下降，有功功率控制和無功功率控制的難度不斷加大，造成系統(tǒng)頻率和電壓波動(dòng)幅度增大，暫態(tài)穩(wěn)定性問題突出，提高新能源電網(wǎng)友好性與配置一定比例的儲(chǔ)能是提高新能源并網(wǎng)的重要措施。04

新能源滲透率超過60%時(shí)，如大型新能源基地+特高壓送出模式，受政策限制與成本因素，無法新建火電廠或高比例配置同步調(diào)相機(jī)，系統(tǒng)少同步甚至無同步電源支撐，傳統(tǒng)新能源的控制邏輯已無法背景穩(wěn)定并網(wǎng)。因此，改變新能源控制模式，提高有功和無功控制與響應(yīng)能力，主動(dòng)緩解頻率和電壓波動(dòng)，讓光伏發(fā)近年來，傳統(tǒng)化石能源的度電成本隨著其資源電從GridFollowing走向GridForming，將成為解決光伏并網(wǎng)消納的重要舉措。枯竭和碳稅的應(yīng)用不斷升高，而新能源經(jīng)濟(jì)前景卻通過光儲(chǔ)融合+Grid

Forming技術(shù)，打造智能光儲(chǔ)發(fā)電機(jī)，將新能源的控制邏輯，從電流源型控制轉(zhuǎn)為電壓令人矚目。根據(jù)IRENA分析，過去10年光伏的度電成源型控制，并具備強(qiáng)慣量支撐、瞬時(shí)穩(wěn)壓與故障穿越能力，讓光伏發(fā)電從適應(yīng)電網(wǎng)走向支撐電網(wǎng)，加速光伏本下降近10倍，已低于傳統(tǒng)化石能源度電成本，而成為主力能源。正是因?yàn)椴粩嘤楷F(xiàn)的創(chuàng)新技術(shù)的驅(qū)動(dòng)，加速了這一趨勢的到來。應(yīng)用探索圖5：部分新能源度電成本變化趨勢（：IRENA

WORLDENERGYTRANSITIONSOUTLOOK2022）2021年，國網(wǎng)青海電力公司聯(lián)合中國電科院、清華大學(xué)、浙江大學(xué)技術(shù)有限公司成立專業(yè)研究團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)四個(gè)多月，開展《大規(guī)模儲(chǔ)能支撐高比例可再生能源電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行研究》，全面系統(tǒng)地分析了電流型、電壓支撐型等不同性能電化學(xué)儲(chǔ)能支持復(fù)雜高比例交直流電網(wǎng)的機(jī)理特性和適應(yīng)性，提出了電壓主動(dòng)支撐型儲(chǔ)能（Grid

Forming）優(yōu)化功率分配和控制的策略，為釋放新能源發(fā)電和直流輸電能力提供了新的技術(shù)手段。2022年，ACWA

POWER、山東電建三公司攜手建設(shè)了全球最大的光儲(chǔ)微網(wǎng)項(xiàng)目?沙特紅海新城項(xiàng)目。作為全球首個(gè)100%使用新能源供電的城市，也是沙特王國2030碳中和愿景規(guī)劃的重

點(diǎn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)400MW光伏、1.3GWh儲(chǔ)能，完全由光儲(chǔ)系統(tǒng)支撐電網(wǎng)，替代傳統(tǒng)油機(jī)，為100萬人口提供清潔穩(wěn)定電力，助力沙特王國打造全球清潔能源和綠色經(jīng)濟(jì)中心，也成為面向未來，全球?qū)崿F(xiàn)100%光儲(chǔ)清潔供電的重要實(shí)踐。0304加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢三趨勢組件級(jí)電力電子（MLPE）高功率密度：光伏的度電成本的快速下降，很大程度依賴于設(shè)備的功率密度的提升。01

子陣功率由1MW以下提升到3MW以上；02

組件的功率密度從200W提升到500W+；03

逆變器直流電壓由1100V提升到1500V。同時(shí)高密度碳化硅、氮化鎵等材料科學(xué)的興起，預(yù)計(jì)未來5年，逆變器的功率密度將再提升~50%。背景高可靠保障：提升功率密度的同時(shí)讓設(shè)備的高可靠性變得比以往更加重

要。通過磁集成技術(shù)、配電單板集成技術(shù)、風(fēng)道散熱布局優(yōu)化、模塊化設(shè)計(jì)和獨(dú)立分腔設(shè)計(jì)可有效提升設(shè)備的可靠性。同時(shí)，需在極分布式光伏在產(chǎn)業(yè)政策和技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下近年來迎來蓬勃發(fā)展。據(jù)HIS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2016年-2021其嚴(yán)酷環(huán)境的驗(yàn)證可靠性設(shè)計(jì)，如高鹽霧、高溫、高濕、臺(tái)風(fēng)、沙塵等環(huán)境等。年，全球分布式光伏年新增裝機(jī)量占比從24%快速增長到47%，但隨著裝機(jī)總量的快速增長，大面積適裝光伏的屋頂資源變得越來越少。面對(duì)有遮擋或者多朝向屋頂?shù)膱鼍?，如何在保障發(fā)電量的同時(shí)充分利用歷經(jīng)4年研發(fā)、測試與驗(yàn)證，將智能光伏控制器的功率由200kW功率段提升到300kW功率以上，屋頂資源成為需要解決的要點(diǎn)問題。另外，分布式光伏多以屋頂為載體，直流側(cè)高壓帶來安全防護(hù)問題需在提升功率密度的同時(shí)保障了更高的可靠性。要引起重

視，且分布式電站點(diǎn)多面廣，只依靠人工難以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的運(yùn)維管理。因此，如何進(jìn)一步提分布式光伏的發(fā)電和運(yùn)維效率，保障用電安全，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理與運(yùn)維運(yùn)營成為關(guān)鍵。應(yīng)用探索2020年9月30日，國家電投黃河水電攜手打造全球單體規(guī)模最大的光伏電站?青海省海南州2.2GW特高壓光伏電站正式并網(wǎng)發(fā)電。截至2022年，9216臺(tái)智能光伏控制器仍穩(wěn)定運(yùn)行在海拔3100米的環(huán)境中，每年將50億kWh清潔電力通過青豫直流送至遠(yuǎn)在1500多公里外的河南駐馬店，智能光伏控制器的總可用時(shí)長超過2千萬小時(shí)，可用度高達(dá)99.999%。圖6：青海海南州2.2GW特高壓項(xiàng)目（逆變器可用度調(diào)查）圖7：分布式光伏裝機(jī)增長趨勢0506加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢組件級(jí)發(fā)電組串式逆變器在組串級(jí)別執(zhí)行最大功率點(diǎn)追蹤時(shí)，受失配影響的組件工作點(diǎn)會(huì)隨電流減小而發(fā)生偏移，從而導(dǎo)致整條組串的輸出功率降低。基于MLPE技術(shù)，可以獨(dú)立追蹤每一塊組件的最大功率點(diǎn)，從而消組件級(jí)電力電子器件（Module-Level

Power

Electronics,

MLPE）在光伏系統(tǒng)中指能對(duì)單個(gè)或幾個(gè)光伏組件進(jìn)行精細(xì)化控制的電力電子設(shè)備，包括微型逆變器、功率優(yōu)化器和關(guān)斷器，組件級(jí)發(fā)電、監(jiān)控和除各種組件級(jí)失配導(dǎo)致的發(fā)電量損失，相對(duì)于傳統(tǒng)光伏方案帶來可觀的發(fā)電量提升和更高收益。安全關(guān)斷是其獨(dú)特價(jià)值。隨著更多客戶對(duì)于安全、高發(fā)電量等特性的重

視，MLPE的市場價(jià)值得到進(jìn)一步安全關(guān)斷發(fā)掘，市場接受度和份額快速提升。以功率優(yōu)化器為例，根據(jù)IHS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年全球優(yōu)化器年出貨量為8.2GW，占分布式光伏當(dāng)年裝機(jī)量的7.47%。預(yù)計(jì)到2027年，全球優(yōu)化器年出貨量將增長到77GW，優(yōu)化器的滲透率將達(dá)到20%~30%?；仡櫣夥娏﹄娮釉O(shè)備的發(fā)展歷程可以發(fā)現(xiàn)，從集中式逆變器到組串式逆變器的迭代發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了從系統(tǒng)級(jí)MPPT到組串級(jí)MPPT的升級(jí)，系統(tǒng)發(fā)電量提升3%以上。而從組串式逆變器到到以微型逆變器為代表的MLPE解決方案的演進(jìn)，通過實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)的組件級(jí)優(yōu)化發(fā)電和監(jiān)控，將會(huì)讓系統(tǒng)發(fā)電量和安全性得到進(jìn)一步提升。光伏系統(tǒng)的發(fā)電“粒度”呈不斷細(xì)化的趨勢，而系統(tǒng)“粒度”的細(xì)化轉(zhuǎn)化為更智能的發(fā)電和更高的安全特性。在屋頂光伏項(xiàng)目中，直流側(cè)組件串聯(lián)電壓通?？蛇_(dá)600V到1100V，當(dāng)出現(xiàn)例如火災(zāi)等緊急事故時(shí)，由于光伏陣列攜帶高壓，無法進(jìn)行直接滅火，造成更多的人身財(cái)產(chǎn)損失。近年來，各國光伏RSD（RapidShutdown快速關(guān)斷）標(biāo)準(zhǔn)逐步出臺(tái)落地，美國UL1699B規(guī)定在檢測到拉弧發(fā)生的情況下2秒內(nèi)關(guān)斷系統(tǒng)，歐洲VDE-AR-E2100-712安全標(biāo)準(zhǔn)已強(qiáng)制執(zhí)行，澳洲AS5033:2020、泰國EIT

Standard等正計(jì)劃執(zhí)行。MLPE可以提供組件級(jí)的快速關(guān)斷，從而消除直流高壓帶來的安全隱患，并實(shí)時(shí)檢測線纜端子溫度，提前識(shí)別線纜短接、破損等常見故障，真正實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全防護(hù)。圖9：全球快速關(guān)斷標(biāo)準(zhǔn)頒布情況組件級(jí)監(jiān)控MLPE方案還可以在性能監(jiān)控和故障診斷方面提供更細(xì)的管理粒度。通過管理系統(tǒng)直觀顯示組件空?qǐng)D8：光伏電力電子設(shè)備演進(jìn)趨勢間位置、組件發(fā)電功率、優(yōu)化器輸入輸出電流電壓等信息，實(shí)現(xiàn)智能化組件級(jí)監(jiān)控與可視化管理。同時(shí)，通過電站組件排布實(shí)景顯示，能更準(zhǔn)確地體現(xiàn)設(shè)備在真實(shí)環(huán)境中的安裝位置信息；通過設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋，幫助用戶精準(zhǔn)定位問題及故障設(shè)備的具體位置。0708加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢四應(yīng)用探索組串式儲(chǔ)能結(jié)合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的發(fā)展，在許昌市襄城縣300MW整縣推進(jìn)分布式光伏建設(shè)項(xiàng)目中，庫莊中學(xué)整套光伏系統(tǒng)采用全配優(yōu)化器方案，具備以下特點(diǎn)：滿足NEC2020安全關(guān)斷標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)用電、安裝、運(yùn)維全方位安全功能。高效智能發(fā)電，較傳統(tǒng)方案可提升背景正如過去，逆變器從集中式向組串式發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了組串級(jí)的精細(xì)化管理一樣，由2000+電芯組成的儲(chǔ)25.9%裝機(jī)容量，大幅提高光伏屋頂空?qǐng)D10：庫莊中學(xué)屋頂光伏裝機(jī)量對(duì)比能系統(tǒng)更需要應(yīng)用精細(xì)化、智能化的管理模式，提高可用容量與安全標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，大部分集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)間利用率和美觀性。同時(shí)，加裝優(yōu)化器系統(tǒng)可以有效減少串并聯(lián)失配損失，首年提高發(fā)電量6.65%，全生由電芯直接串并聯(lián)而成，無法實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的充放電與溫度管理，受電芯間串并聯(lián)失配與溫度差異的影響，命周

期提高發(fā)電量9.7%。展增添了一抹灰色。在安全性實(shí)踐方面，武漢建成中石油第一座“高安全加油站”，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用全配優(yōu)化器方案，可實(shí)現(xiàn)屋頂電趨勢壓快速關(guān)斷至0V，緊急情況下關(guān)閉組件輸出，讓消防員及時(shí)救援成為可能，完全滿足加油站對(duì)安全的苛刻要求?！半娦静坏扔趦?chǔ)能系統(tǒng)”?智能組串式儲(chǔ)能融合了數(shù)字技術(shù)、電力電子技術(shù)與儲(chǔ)能技術(shù)，采用組串式、智能化與模塊化的設(shè)計(jì)的理念，從而實(shí)現(xiàn)電芯的精細(xì)化、智能化管理，提升生命周

期充放電量與系統(tǒng)安全。圖11：武漢中石油加油站分布式光伏組串式：通過電池包優(yōu)化器，實(shí)現(xiàn)每一個(gè)電池包的滿充滿放；通過電池簇控制器，充放電過程中均衡電池簇容量，避免簇間環(huán)流，提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的可用容量。分布式智能溫控，降低電芯間溫度差異，延長系統(tǒng)壽命。智能化：應(yīng)用數(shù)字化、云、AI等數(shù)字技術(shù)，搭建預(yù)測模型，識(shí)別電芯健康度，預(yù)估電芯壽命，降低初始電池配置；根據(jù)電池充放電曲線、溫度、內(nèi)阻與電壓等電芯參數(shù)的對(duì)比，可提前識(shí)別電芯內(nèi)短路故障，及時(shí)預(yù)警電池火災(zāi)隱患。另外，配合電池包優(yōu)化器與電池簇控制器，在日常充放電過程中，即可實(shí)現(xiàn)電池包級(jí)主動(dòng)SOC標(biāo)定，免人工上站。0910加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢五模塊化：采用全模塊化設(shè)計(jì)，單個(gè)電池包故障，通過優(yōu)化器隔離故障模組，不影響簇內(nèi)其它正常模組電芯級(jí)精細(xì)管理工作，備件即插即用，免人工SOC均衡。單臺(tái)PCS故障時(shí)，可繼續(xù)工作，多臺(tái)PCS故障時(shí)，系統(tǒng)仍可保持運(yùn)行。背景鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中，生命周

期綜合能效和系統(tǒng)安全無疑是最關(guān)鍵的要點(diǎn)。而隨著電力電子技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、熱管理技術(shù)與數(shù)字技術(shù)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的融合加深，儲(chǔ)能系統(tǒng)的管理顆粒度也從最初針對(duì)集中式系圖12：組串式儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)比集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用探索統(tǒng)的粗放式管理，發(fā)展到電池簇級(jí)、電池包級(jí)的精細(xì)化管理。即便如此，鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在追求更高能效和更加安全的方向上仍有很長的路要走。近兩年，儲(chǔ)能安全事故時(shí)有發(fā)生，而由于電芯析鋰等原因造成的內(nèi)部短路，進(jìn)而引發(fā)熱失控，在早期更是不易察覺，如何能有效做到儲(chǔ)能系統(tǒng)安全隱患的提前發(fā)現(xiàn)、提前預(yù)警是整個(gè)業(yè)界亟需解決的難題。在

東

南

亞

地

區(qū)

最

大

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儲(chǔ)

能

電

站

項(xiàng)目?新加坡200MW/200MWh項(xiàng)目中，針對(duì)客戶電網(wǎng)調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用的應(yīng)用場景，智能組串式儲(chǔ)能通過充放電精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)更長時(shí)間的恒功率輸出，保障調(diào)頻收益。同時(shí)，通過電池包級(jí)自動(dòng)SOC標(biāo)定功能，節(jié)省人力開支，大幅提升運(yùn)維效率。在全球首個(gè)100%新能

供電的GWh級(jí)離網(wǎng)項(xiàng)目?沙特紅海新城1.3GWh項(xiàng)目中，智能組串式儲(chǔ)能解決方案通過Grid

Forming特性建立穩(wěn)定的電網(wǎng)；通過分布式溫控保障高溫場景下系統(tǒng)的可靠運(yùn)行；支持帶板運(yùn)輸，現(xiàn)場無需內(nèi)部安裝與接線，節(jié)省施工時(shí)間3個(gè)月。圖13：電芯級(jí)精細(xì)化管理1112加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢六趨勢“光儲(chǔ)網(wǎng)”融合正如光伏系統(tǒng)向組件級(jí)電力電子（MLPE）發(fā)展一樣，鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)也一定會(huì)朝著更小的管理顆粒度進(jìn)發(fā)。只有針對(duì)電芯開展精細(xì)化管理，才能更有效地應(yīng)對(duì)上述效能與安全問題。當(dāng)前，傳統(tǒng)端側(cè)BMS只能將有限的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和簡

單分析，幾乎不可能做到故障的早期發(fā)現(xiàn)與預(yù)警。因此，需要讓BMS（Bat-tery

Management

System）“更敏感”、“更智能”，甚至要“預(yù)知未來”，這有賴于大量數(shù)據(jù)的采集與運(yùn)算處理，并結(jié)合AI技術(shù)找到最優(yōu)點(diǎn)、對(duì)趨勢做出預(yù)判。應(yīng)用探索應(yīng)用云BMS解決方案，通過部署在儲(chǔ)能系統(tǒng)中背景數(shù)量眾多的的電壓、電流與溫度傳感，將海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與上云，結(jié)合AI算法與模型，能有效監(jiān)控未來三十年，能源清潔化轉(zhuǎn)型已成為必然的發(fā)展趨勢。根據(jù)2022年英國獨(dú)立氣候智庫Ember發(fā)布的電芯狀態(tài)、并預(yù)知態(tài)勢發(fā)展。在電芯針刺試驗(yàn)中，通報(bào)告顯示，為實(shí)現(xiàn)全球溫控1.5℃的目標(biāo)，到2030年，風(fēng)能和太陽能發(fā)電量需保持每年20%的增長速度。過直徑1mm的鋼針，模擬衍生型內(nèi)短路，通過云2021年，全球風(fēng)光發(fā)電量占比首次突破10%，未來仍然有很大的發(fā)展空間。因此，全球主要區(qū)域都提出了BMS實(shí)現(xiàn)小時(shí)級(jí)電芯熱失控預(yù)警，將險(xiǎn)情控制在萌未來清潔能源的發(fā)展規(guī)劃。芽階段，避免造成更大的損失。云BMS技術(shù)已在數(shù)據(jù)量更大、時(shí)效性要求更高的電動(dòng)汽車中得到可2022年6月，中國頒布了《“十四五”可再生能源規(guī)劃》，靠驗(yàn)證。提出到2025年可再生能源發(fā)電量從2020年的2.2億千瓦時(shí)圖14：磷酸鐵鋰電芯針刺試驗(yàn)提升到3.3億千瓦時(shí)，其中風(fēng)電、光伏發(fā)電量實(shí)現(xiàn)翻番。在發(fā)電側(cè)，集中建設(shè)“九大”清潔能源基地，利用特高壓輸電送至負(fù)荷中心，總裝機(jī)量在2025年預(yù)計(jì)超過500GW；在用電側(cè)，推進(jìn)新建廠房和公共建筑開展光伏建筑一體化開發(fā)，實(shí)施圖15：2022年全球電力評(píng)論“千家萬戶沐光行動(dòng)”，成為落實(shí)上述目標(biāo)的重要舉措。（：英國獨(dú)立氣候智庫Ember）1314加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書應(yīng)用探索在歐洲，為解決能源安全的問題，歐盟于今年5月頒布《Repower

EU》，將2030年可再生能源裝機(jī)目標(biāo)從1069GW提高至1236GW（511GW

@2011），其中光伏裝機(jī)在2030年達(dá)到600GW，到2027年抵消90億立方米的天然氣消費(fèi)量，落實(shí)以“光”代“氣”。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，在發(fā)電側(cè)，英國將在北非摩洛哥建設(shè)10.5GW光2022年，雅礱江水電攜手建設(shè)的全球裝機(jī)規(guī)模最大、海拔最高的水光互補(bǔ)電站?柯拉1GW光伏、5GW/20GWh儲(chǔ)能，通過3800km特高壓輸電線路，每年將26TWh清潔電力送至英國，滿足本國7.5%的伏發(fā)電項(xiàng)目，正式進(jìn)入施工階段，預(yù)計(jì)在2023年并網(wǎng)發(fā)電。未來五年，規(guī)劃光伏裝機(jī)容量達(dá)3.2GW，成為雅用電需求。在用電側(cè)，歐委會(huì)也提出一項(xiàng)具有法律約束力的歐洲光伏屋頂計(jì)劃（European

Solar

Rooftops礱江流域清潔能源基地中的一顆閃亮的明珠。Initiative），到2026年，歐盟所有屋頂面積大于250平方米的新建公共建筑和商業(yè)樓，必須強(qiáng)制安裝屋頂光伏；到2027年，所有滿足條件的現(xiàn)存建筑屋頂必須強(qiáng)制安裝光伏；到2029年，所有新建的住宅樓必須安裝屋頂光伏。趨勢發(fā)電側(cè)，在光照資源富集區(qū)域建設(shè)光儲(chǔ)清潔能源基地，利用特高壓送至負(fù)荷中心，在全球范圍內(nèi)展開試點(diǎn)，也將加速區(qū)域之間特高壓電網(wǎng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)更靈活的時(shí)空互濟(jì)與互聯(lián)互通。清潔能源基地依托傳統(tǒng)能圖16：礱江水光互補(bǔ)基地建成效果圖源格局規(guī)劃，具有“多（多種能源結(jié)構(gòu)）、高（高比例新能源、高比例電力電子裝備）、大（占地面積

大）、荒（地多能協(xié)同-平抑光伏出力波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水光互補(bǔ)：處偏遠(yuǎn)）”的特征，需通過技術(shù)解決光伏穩(wěn)定并網(wǎng)、多種能源協(xié)同調(diào)度與智能化運(yùn)維。該項(xiàng)目通過水電站機(jī)組負(fù)荷增減和水庫庫容調(diào)節(jié)，可以彌補(bǔ)光伏電站負(fù)荷的波動(dòng)，平抑光能的波動(dòng)用電側(cè)，把分布式光伏、儲(chǔ)能及可控負(fù)荷相結(jié)合，將分散的發(fā)電單元、儲(chǔ)電單元靈活調(diào)度，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)性，實(shí)現(xiàn)水、光互補(bǔ)，協(xié)調(diào)互濟(jì)，將原本不穩(wěn)定的光伏電源，調(diào)整為均衡、優(yōu)質(zhì)、安全，更加友好的平滑穩(wěn)定可調(diào)節(jié)資源參與市場交易、負(fù)荷側(cè)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷，成為一種全新的商業(yè)模式。電源。因此，構(gòu)建“光儲(chǔ)網(wǎng)”融合的穩(wěn)定能源系統(tǒng)，支撐光伏送出與消納，將成為解決能源安全與能源獨(dú)立的依托水電站送出通道，消納無憂，提升送出利用率：關(guān)鍵舉措。通過融合數(shù)字技術(shù)、電力電子技術(shù)與儲(chǔ)能技術(shù)，落實(shí)多種能源的智能化調(diào)度，從發(fā)用平衡，走向利用水電送出通道（四川錦屏-江蘇蘇州±800千伏特高壓直流通道，和雅中-江西±800千伏特高壓發(fā)儲(chǔ)用平衡，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)、協(xié)調(diào)互濟(jì)；建設(shè)智能化運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)GW級(jí)清潔能源基地“無人值守、少人值直流通道），無需新建特高壓交/直流線路，同時(shí)提升原有水電送出通道的利用率，極大地提高經(jīng)濟(jì)效益。班”。應(yīng)用5G、AI、云技術(shù)，將海量分布式光儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行智能化管理、運(yùn)營與電力交易，構(gòu)建VPP虛擬電廠，全工況電網(wǎng)適應(yīng)能力以及優(yōu)良的電能質(zhì)量，有效支撐整個(gè)新能源場站的送出。為用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源參與市場交易、負(fù)荷側(cè)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷提供堅(jiān)強(qiáng)的技術(shù)保障。在歐洲，VPP已相對(duì)成熟，以德國某知名VPP運(yùn)營商為例，其主要盈利模式是將風(fēng)電和光伏發(fā)電等電力資源直接參與電力交易，獲取利潤分成，并根據(jù)每15分鐘一次、每天96次的電力市場價(jià)格波動(dòng)，調(diào)節(jié)分布式能源出力，實(shí)現(xiàn)低谷用電，高峰售電，獲取最大利潤。2022年，該VPP運(yùn)營商已管理超1萬個(gè)分布式發(fā)電系統(tǒng)，包括水電站、風(fēng)光電站等，總體管理負(fù)荷規(guī)模超過10

GW。1516加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢七趨勢重

構(gòu)極致安全隨著光伏組件、逆變器功率的不斷提升，當(dāng)前主流組件功率超過500W，組串式逆變器功率也提升至300kW以上，因此光伏直流側(cè)安全變得至關(guān)重

要。根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)分析，光伏電站直流側(cè)引發(fā)的故障可占到所有故障的70%以上，且因光伏組件受輻照和自身特性的影響，傳統(tǒng)的斷路器與熔絲無法可靠地分?jǐn)啾Ｗo(hù)，嚴(yán)重

威脅著電站的運(yùn)行安全。在光伏電站重

點(diǎn)防控的各類安全風(fēng)險(xiǎn)中，電氣安全具有風(fēng)險(xiǎn)源（點(diǎn)）形態(tài)多樣、點(diǎn)多面廣、隱性交織等特點(diǎn)，事故發(fā)生頻次也最高。在光伏發(fā)電可能發(fā)生的各類電氣故障中，接地、拉弧、短路是常見的故障形背景式。近些年，國內(nèi)已發(fā)生多起由于電氣故障導(dǎo)致的較大火災(zāi)事故。以下為兩起由于多重

原因?qū)е陆拥亍⒍坦鈨?chǔ)安全是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石，這要求我們站在全場景、全鏈路的角度系統(tǒng)考量，并充分融合電力電子路、拉弧交織、梯次發(fā)生，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)事故的典型案例。技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、熱管理技術(shù)與數(shù)字技術(shù)，重

構(gòu)系統(tǒng)極致安全。一、重

構(gòu)光伏電站直流安全絕緣破損、性能下降漏電、短路、燒熔線間/對(duì)地拉弧，接地、對(duì)地絕緣有害過電流導(dǎo)致引發(fā)周邊火災(zāi)引發(fā)火災(zāi)失效、對(duì)地失壓線纜/電氣連接燒熔、拉弧、起火圖17：由于電氣安全事故引發(fā)引發(fā)的火災(zāi)目前，光伏發(fā)電直流側(cè)的電氣安全防控尚有盲點(diǎn)和不足，包括標(biāo)準(zhǔn)、電氣安全設(shè)計(jì)、安全保護(hù)裝置的選配等。對(duì)光伏直流過流保護(hù)，從系統(tǒng)角度，以IEC62548《光伏方陣設(shè)計(jì)要求》為主要依據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)層面尚存在不足；工程應(yīng)用中，在設(shè)計(jì)、過流保護(hù)裝置的選配、熔斷體和斷路器的質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)也存在一定問題。1718加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書圖18：案例1

直流斷路器未及時(shí)分?jǐn)鄨D19：案例2

直流熔斷器拉弧圖20：案例3

直流端子虛接過溫?zé)龤D22：河北電站測試現(xiàn)場及波形智能端子檢測（SCLD-TECH，Smart

Connector-levelDetection）：因此，需要應(yīng)用智能化直流保護(hù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)組串反接、電流反灌、母線短路等故障形成有效的保護(hù)。傳統(tǒng)方案中，逆變器的直流端子固定在外結(jié)構(gòu)件上，端子尾部通過線束走線，經(jīng)直流開關(guān)再到PCB板在發(fā)生異常時(shí)，光伏逆變器需要在毫秒級(jí)的極短時(shí)間分?jǐn)嘀绷鞴收?。此外，逆變器端子溫度異常通常是故上。該方案在設(shè)計(jì)上相對(duì)簡

單，但是一方面，直流端子需逐一穿孔、定位、緊固，絕緣件固定后需人工插入障發(fā)生的早期表征，在超過一定閾值時(shí)同樣需要自動(dòng)關(guān)斷機(jī)制，需要具備智能端子溫度檢測功能。PIN針，生產(chǎn)效率低，且容易出現(xiàn)插入不到位的問題；另一方面，一旦端子處因?yàn)樘摻?、損壞等外部因素導(dǎo)致異常處溫度上升，只有在溫度升高到已經(jīng)燒毀線纜，以至于電信號(hào)受到影響時(shí)，逆變器才會(huì)檢測到該電應(yīng)用探索信號(hào)、察覺到異常，但往往已為時(shí)已晚，且由于需要接線的線纜數(shù)量多，失效時(shí)更容易故障擴(kuò)散。智能組串分?jǐn)啵⊿SLD-TECH：Smart

String-LevelDisconnect）：2021年首創(chuàng)智能組串分?jǐn)嗉夹g(shù)（SSLD-TECH），可靠分?jǐn)嘀绷鱾?cè)常見的直流系統(tǒng)故障，并獲得了北京鑒衡認(rèn)證中心Ⅰ級(jí)認(rèn)證。同年，鑒衡認(rèn)證中心聯(lián)合在河北某400MW電站項(xiàng)目中完成現(xiàn)場實(shí)證測試，該測試嚴(yán)格按照《CGC/GF

192：2021A

智能組串分?jǐn)嘣u(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》與《CGC-R

49064：2021

智能組串分?jǐn)嗉夹g(shù)評(píng)價(jià)認(rèn)證實(shí)施規(guī)則（光伏逆變器）》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了測試。結(jié)果表明，智能組串分?jǐn)喙δ?，能夠可靠分?jǐn)嘟M件直流側(cè)及逆變器內(nèi)部短路故障，保障了電站的直流系統(tǒng)安全。圖23：傳統(tǒng)方案逆變器的直流端子接線方式為了規(guī)避這一類問題創(chuàng)新性地采用端子在板設(shè)計(jì)，定制的板載端子可直接上PCB波峰焊焊接，免人工插PIN針和穿線，可降低穿線不到位導(dǎo)致的直流端子插接不牢的風(fēng)險(xiǎn)，從生產(chǎn)上保障高可靠性。同圖21：智能組串分?jǐn)喙δ艿燃?jí)證書時(shí)端子上板后，可實(shí)現(xiàn)在端子通流點(diǎn)附近增加NTC傳感器，就有了將數(shù)字化、智能化融入端子檢測的基礎(chǔ)?數(shù)據(jù)采集，繼而通過PCB板上的信號(hào)鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最后經(jīng)由芯片進(jìn)行信號(hào)檢測和數(shù)據(jù)計(jì)算，1920加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書完成智能端子檢測。尤其是當(dāng)遇到端子插接不到位、金屬芯壓接不良、外力導(dǎo)致端子接觸不良、化學(xué)組件級(jí)快速關(guān)斷：物質(zhì)污染時(shí)，如直流端子處溫度出現(xiàn)異常，可實(shí)時(shí)快速上報(bào)并啟動(dòng)保護(hù)，避免故障進(jìn)一步惡化和擴(kuò)散，保由于直流側(cè)的光伏組件串聯(lián)，在被陽光照射到的情況下，組串也會(huì)產(chǎn)生600~1000V的高壓，對(duì)屋頂運(yùn)障系統(tǒng)直流側(cè)安全可靠。維人員的人身安全帶來一定威脅；在光伏發(fā)生火災(zāi)時(shí)，組串的高壓還會(huì)影響消防員的滅火搜救工作。因此，利用電子電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)組件級(jí)的快速關(guān)斷功能成為必須。應(yīng)用探索對(duì)于光伏直流側(cè)安全，全球已有越來越多的國家頒布了相關(guān)規(guī)定，并且要求趨嚴(yán)：例如美國國家電氣規(guī)范NEC2017sec.690.11以及加拿大電氣安裝法規(guī)CanadianElectricalCode2021均規(guī)定，任何80V以上的光伏系統(tǒng)，必須要具備AFCI能力；德國標(biāo)準(zhǔn)

VDE-AR-E

2100-712要求，在光伏系統(tǒng)中如果逆變器關(guān)閉或者電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，需要使直流電壓小于120V；泰國國家電氣規(guī)范（Thai

Electrical

Code:Solar

Roof-top

Power

Supply

Installations2022）中4.3.13章節(jié)也明確要求，屋頂?shù)墓夥娬颈仨毦邆浣M件快速關(guān)斷的能力。圖24逆變器端子在板設(shè)計(jì)二、重

構(gòu)分布式光伏屋頂安全趨勢電弧故障自動(dòng)斷路功能（Arc

Fault

Circuit在實(shí)際應(yīng)用中，中石油、中石化分別在武漢和內(nèi)蒙的部分加油站，使用了智能光伏解決方案，具Breaker,

AFCI）：備AFCI以及組件快速關(guān)斷能力，滿足嚴(yán)苛的安全標(biāo)準(zhǔn)。荷蘭某化工物資密集的彩繪場，也將這兩項(xiàng)技術(shù)用在分布式光伏場景中，由于電站容量小，站址到了其2.54MW的光伏電站當(dāng)中，大幅提升了安全防護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)。分散，應(yīng)用場景復(fù)雜，且大多處于工業(yè)或居民區(qū)，建筑物及人身安全成為普遍關(guān)注點(diǎn)，主動(dòng)安全防護(hù)變得越來越重要。目前，80%

以上的光伏火災(zāi)都是由于直流拉弧產(chǎn)生。

光伏組件一旦出現(xiàn)接點(diǎn)松脫、電圖25：北京鑒衡認(rèn)證中心AFCI

L1-L4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)線受潮、絕緣材料破損等情況，就會(huì)產(chǎn)生高壓電弧。由于電弧信號(hào)與線路長度、電流大小等很多因素都有關(guān)，并且設(shè)備現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變，所以給電弧的精準(zhǔn)檢測帶來了的挑戰(zhàn)。目前，參照北京鑒衡認(rèn)證中心CGC/GF

175：2020《電弧檢測及快速關(guān)斷性能等級(jí)圖26：中石油、中石化及荷蘭案例評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》，通常將AFCI依據(jù)性能的不同，劃分為L1~L4四個(gè)等級(jí)：三、重

構(gòu)儲(chǔ)能安全2122加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢應(yīng)用探索作為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，鋰電池儲(chǔ)能迎來了爆發(fā)式增長與應(yīng)用。但儲(chǔ)能系統(tǒng)頻發(fā)的安全2022年，在新加坡本土首個(gè)百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能項(xiàng)目中，在客戶最關(guān)心的安全方面，項(xiàng)目采用具備四級(jí)主事故也逐漸進(jìn)入大眾視野，成為不可忽視的行業(yè)之痛

。僅2022年，全球范圍就發(fā)生了近20起儲(chǔ)能電站起動(dòng)關(guān)斷功能的智能組串式儲(chǔ)能系統(tǒng)，端到端實(shí)施全面防護(hù)，保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。此外，常規(guī)儲(chǔ)能接口火爆炸事故，造成了嚴(yán)重

的人身安全與經(jīng)濟(jì)損失，為整個(gè)行業(yè)敲響警鐘。要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)健康、持續(xù)的發(fā)展，安在安裝過程中帶電，對(duì)安裝人員造成了一定風(fēng)險(xiǎn)，并且容易引發(fā)短路造成電池?fù)p壞。智能組串式儲(chǔ)能電池全問題亟待解決。與此同時(shí)，行業(yè)內(nèi)相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)也在不斷完善。2022年4月，中國國家能源局印發(fā)《關(guān)包優(yōu)化器可關(guān)斷電池包端口電壓至0V，避免在安裝過程中觸電，造成不必要的傷害。針對(duì)結(jié)構(gòu)與消防安于加強(qiáng)電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全管理的通知》，提出五方面14條措施，要求各電力企業(yè)以高度的責(zé)任感和使命全，智能組串式儲(chǔ)能滿足嚴(yán)苛的當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)CoC防火認(rèn)證，并遵循國際準(zhǔn)EN

ISO

1182和EN

ISO

1716，滿足感加強(qiáng)電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全管理工作，注重

儲(chǔ)能安全設(shè)計(jì)，提升儲(chǔ)能準(zhǔn)入門檻。材料本體阻燃性及耐火墻測試。儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)核心在于對(duì)電池直流側(cè)的保護(hù)。眾多電池串并聯(lián)在一起，給系統(tǒng)的監(jiān)測、控制及消防保護(hù)都帶來較大難度。儲(chǔ)能安全的源頭在于系統(tǒng)整體的安全設(shè)計(jì)，通過融合先進(jìn)的電力電子技術(shù)與云、AI等數(shù)字技術(shù)，對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)品從電芯到系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)可靠的監(jiān)控與管理至為關(guān)鍵，從傳統(tǒng)以被動(dòng)響應(yīng)及物理隔離為主的防護(hù)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的自動(dòng)防護(hù)、甚至提前預(yù)測告警，實(shí)現(xiàn)從硬件到軟件、從結(jié)構(gòu)到算法的多維安全設(shè)計(jì)。2324加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢八趨勢安全可信設(shè)備安全從可靠性走向可用性：為避免設(shè)備故障導(dǎo)致停機(jī)造成經(jīng)濟(jì)損失，需要高可靠性的電站設(shè)備來保證系統(tǒng)安全。通過器件選型、嚴(yán)苛測試和可靠生產(chǎn)提高設(shè)備的環(huán)境耐受性，降低失效率，保障光伏設(shè)備的長使用壽命，比如等企業(yè)所引導(dǎo)的逆變器25年設(shè)計(jì)使用壽命。不過，以上措施僅依靠設(shè)備本身的可靠性，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的主動(dòng)預(yù)警與防護(hù)，仍需進(jìn)一步提升電站設(shè)備的可用性，比如業(yè)界正在蓬勃發(fā)展的故障診斷與組件級(jí)監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能夠提前預(yù)警并快速定位故障位置、判斷故障類型，在對(duì)故障進(jìn)行隔離，減少故障影響范圍的背景同時(shí)對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，保證其快速恢復(fù)。同時(shí)，對(duì)于關(guān)鍵器件的自主可控能夠保障設(shè)備供應(yīng)的連續(xù)，進(jìn)一步提升電站系統(tǒng)的可用性。光伏系統(tǒng)在為業(yè)主帶來收益的同時(shí)，也蘊(yùn)含著各種安全隱患，包括設(shè)備安全與信息安全。在設(shè)備安全信息安全從安全性走向韌性：方面，由于光伏系統(tǒng)所處的外部環(huán)境往往復(fù)雜多變，系統(tǒng)設(shè)備的環(huán)境耐受性降低容易導(dǎo)致設(shè)備故障，影響對(duì)于外部的惡意攻擊，電站系統(tǒng)首先要做到防止未經(jīng)授權(quán)訪問而獲取系統(tǒng)信息，保障個(gè)人隱私或敏系統(tǒng)運(yùn)行，造成經(jīng)濟(jì)損失；在信息安全方面，電站管理系統(tǒng)在對(duì)電站進(jìn)行統(tǒng)一管理的同時(shí)也面臨著外部網(wǎng)感數(shù)據(jù)不泄露，并確保信息不被非法授權(quán)修改和破壞，相應(yīng)的措施如安全啟動(dòng)、數(shù)字簽名以及對(duì)證書的集絡(luò)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)，極端情況下可能導(dǎo)致電站癱瘓，電站信息/個(gè)人隱私數(shù)據(jù)被非法獲取或篡改等。無論是設(shè)中管理等。然而，這種被動(dòng)的信息防護(hù)難以應(yīng)對(duì)當(dāng)今復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，需從被動(dòng)安全走向主動(dòng)安全，備故障，還是外部攻擊，均對(duì)光伏系統(tǒng)的安全帶來了巨大的挑戰(zhàn)。提高電站系統(tǒng)的安全韌性。比如實(shí)時(shí)調(diào)整系統(tǒng)入侵檢測策略，使電站系統(tǒng)具備自主的入侵檢測能力；在檢測到網(wǎng)絡(luò)安全事件或隱患后，能及時(shí)響應(yīng)并采取相應(yīng)措施，使因網(wǎng)絡(luò)安全事件受損的功能/服務(wù)得以快速恢復(fù)，保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性。另外，通過將管理系統(tǒng)的組網(wǎng)協(xié)議模塊化，可最小化外部網(wǎng)絡(luò)攻擊對(duì)電站系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，最大程度降低經(jīng)濟(jì)損失。無害性與隱私性：光伏電站系統(tǒng)對(duì)外還應(yīng)注重

對(duì)人身、環(huán)境的無害性以及對(duì)數(shù)據(jù)隱私性的保護(hù)。在無害性方面，可通過智能電弧防護(hù)（AFCI）、組件級(jí)關(guān)斷（RSD）、智能分?jǐn)嚅_關(guān)（SSLD）以及良好的電磁兼容性來保障人身和環(huán)境安全。在隱私性方面，應(yīng)保證隱私數(shù)據(jù)的使用合法、正當(dāng)且對(duì)數(shù)據(jù)主體透明，如通過面向最終用戶的授權(quán)許可來保證個(gè)人隱私數(shù)據(jù)的安全。另外，數(shù)據(jù)應(yīng)基于具體、明確、合法的目的進(jìn)行收集，在使用時(shí)也應(yīng)盡可能地對(duì)個(gè)人數(shù)據(jù)進(jìn)行匿名/化名以確保個(gè)人隱私不會(huì)非法泄露。2526加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢九應(yīng)用探索全面數(shù)字化CC認(rèn)證(CommonCriteria)：商用逆變器通過了行業(yè)首個(gè)CC

EAL3+認(rèn)證，引領(lǐng)了光伏行業(yè)的安全認(rèn)證。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)IEC62443：的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、SmartLogger3000以及LUNA2000B（工商業(yè)儲(chǔ)能）和LUNA2000C（電站儲(chǔ)能）獲得了IEC62443-4-2SL2認(rèn)證；產(chǎn)品開發(fā)流程獲得了光伏行業(yè)最高水平的IEC62443-4-1ML3認(rèn)證。背景信息安全管理體系標(biāo)準(zhǔn)（ISO27001)：的信息安全管理獲得了ISO27001系列的認(rèn)證。數(shù)字化轉(zhuǎn)型有助于推動(dòng)生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為了迎接未來智能世界，全球170多個(gè)國家已經(jīng)基于通過技術(shù)、行業(yè)和全社會(huì)的共同努力，將助力光伏行業(yè)構(gòu)建數(shù)字信任，實(shí)現(xiàn)持續(xù)健康發(fā)展。自身情況制定了數(shù)字戰(zhàn)略，千行百業(yè)正面臨數(shù)字化轉(zhuǎn)型。從歷史發(fā)展看，人類社會(huì)的每一次進(jìn)步，都必將伴隨著一次能源革命。近幾年“碳中和”在全球范圍內(nèi)獲得廣泛關(guān)注，建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)已成為確定性趨勢。當(dāng)發(fā)電側(cè)光伏、風(fēng)機(jī)等新型能源逐步替代傳統(tǒng)化石能源，同時(shí)負(fù)荷側(cè)以電動(dòng)汽車、電泵、電取暖為代表的諸多新用能形式大規(guī)模涌現(xiàn)，源荷兩側(cè)的變化導(dǎo)致系統(tǒng)呈現(xiàn)出高不確定性，電網(wǎng)穩(wěn)定受到威脅。這種變化還帶來海量的廣泛分布傳感器接入系統(tǒng)，對(duì)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控與平衡能力提出更高要求。為了應(yīng)對(duì)以上挑戰(zhàn)，能源行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。只有實(shí)現(xiàn)“發(fā)-輸-儲(chǔ)-配-用”全鏈路的可視、可管、可控，才能推動(dòng)以綠色、可持續(xù)、互惠共贏為基準(zhǔn)的能源系統(tǒng)的快速發(fā)展，最終走向整個(gè)電力系統(tǒng)的自動(dòng)駕駛。2728加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢應(yīng)用探索創(chuàng)新融合電力電子技術(shù)與先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)。電力電子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電能高效生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和消費(fèi)的華能東方智能光伏電站綜合利用華能東方電廠灰場土地資源，使用灰場240畝建設(shè)12MW光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)，與5G、AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)融合后可以達(dá)到用“比特”管理“瓦特”的目的。隨系統(tǒng)，平均每年發(fā)電量超過1200萬千瓦時(shí)。該電站在行業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)創(chuàng)新。傳統(tǒng)光伏電站內(nèi)通信以前主著數(shù)字化技術(shù)的快速演進(jìn)，預(yù)計(jì)至2027年全球?qū)⒂?5%以上的電站實(shí)現(xiàn)全面數(shù)字化。要采用RS485+光纖環(huán)網(wǎng)通訊方式，該項(xiàng)目則采用PLC通信+寬帶無線通信。此方案不僅施工簡

單，安裝方便，且可以為客戶提供易部署、高帶寬、高安全性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可應(yīng)用于生產(chǎn)、安防和移動(dòng)巡檢等多種業(yè)早期的新能源設(shè)備如集中式逆變器和集中式儲(chǔ)能，缺乏信息收集與上報(bào)通道，整體的運(yùn)行狀態(tài)很難務(wù)，端到端支撐智能光伏電站的生產(chǎn)和營維。在資產(chǎn)管理方面，為解決電站資產(chǎn)調(diào)配困難與重

復(fù)采購等問得知，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理更是難上加難。數(shù)字化技術(shù)可以把設(shè)備內(nèi)模糊的、無法測量的信息變得可見、可衡題，該項(xiàng)目建立了光伏電站資產(chǎn)信息庫，可將資產(chǎn)的位置信息、編碼信息等自動(dòng)掃描入庫。此外，電站還采用了智能云管理系統(tǒng)，使用手機(jī)APP即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電站生產(chǎn)運(yùn)營的隨時(shí)隨地在線監(jiān)控。量，讓“黑盒”透明化。這些被數(shù)字化技術(shù)改造的設(shè)備往往集電力變換、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制、在線分析、自適應(yīng)等功能于一體，并將管理的觸手伸到組件、電芯等更深層面。另外，使用PLC（電力線載波）通訊替代RS485傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)，可以在減少網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)的同時(shí)提升傳輸速度，使“啞”設(shè)備不僅可以“說話”，也能擅長福建平和整縣推進(jìn)屋頂分布式光伏項(xiàng)目從2022年開始建設(shè)，工程區(qū)域屋頂總面積計(jì)劃為46萬平方“說話”。米。據(jù)測算，一期光伏工程并網(wǎng)投產(chǎn)后每年可以產(chǎn)出8918萬度綠電，25年預(yù)計(jì)可生產(chǎn)超22億度綠電。該項(xiàng)目通過多方綜合優(yōu)勢及各種數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)光伏資源網(wǎng)格化、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、運(yùn)維智能化、管理一體化。通打破電站孤島，實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同也是電站全面數(shù)字化的重要一環(huán)。作為“十四五”清潔能源發(fā)展的重

點(diǎn)，過智能光伏云管理系統(tǒng)，規(guī)劃全縣一朵云，融合能量流和信息流，實(shí)現(xiàn)全場景全智能聯(lián)接，保障光伏電站包括風(fēng)光儲(chǔ)、風(fēng)光水火儲(chǔ)等在內(nèi)的九大基地規(guī)劃建設(shè)正在加快推進(jìn)。大基地項(xiàng)目通?！罢嫉卮蟆?，且存在上電即上云，從而實(shí)現(xiàn)智能化、高品質(zhì)、免維護(hù)、低成本的電站狀態(tài)監(jiān)控和智能運(yùn)維服務(wù)。通過構(gòu)建以新能“多能互補(bǔ)”。這兩個(gè)主要特點(diǎn)使得它面臨設(shè)備數(shù)據(jù)量多、人員上站難、安全和協(xié)同性要求高等挑戰(zhàn)。為此，源為主體的新型電力系統(tǒng)，見證平和鄉(xiāng)村由暗變明、由明變靚的歷史性變革。必須建設(shè)一套集大數(shù)據(jù)、AI、IoT、GIS和視頻監(jiān)控等技術(shù)于一體的數(shù)字化平臺(tái)，對(duì)資產(chǎn)管理、運(yùn)行管理、運(yùn)維管理、多能互補(bǔ)以及智慧安防等方面進(jìn)行支撐，推動(dòng)電站向智能營維、系統(tǒng)融合、多能協(xié)同和高效發(fā)電邁進(jìn)，實(shí)現(xiàn)電站內(nèi)與電站間的互聯(lián)互通。對(duì)于電網(wǎng)而言，為保障穩(wěn)定供電，傳統(tǒng)人工巡視需要跋山涉水，工作強(qiáng)度大，且存在登高、野外作業(yè)等多項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)。利用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，特別是利用5G大帶寬、低時(shí)延的特性，結(jié)合紅外探測等技術(shù)手段，遙控指揮無人機(jī)巡檢，可大幅提高供電可靠性。圖27：海南華能東方電站圖28：福建平和西坑村村委2930加速光伏2023成為主力能源智能光伏十大趨勢白皮書趨勢十趨勢AI增效AI技術(shù)將普遍應(yīng)用到強(qiáng)波動(dòng)、高不確定性的新能源領(lǐng)域，在制造、建設(shè)、運(yùn)維、優(yōu)化、運(yùn)營等光伏電站的全生命周

期內(nèi)發(fā)揮不可替代的作用。在生產(chǎn)制造方面，組件生產(chǎn)時(shí)利用AI圖像識(shí)別可以對(duì)生產(chǎn)全過程中百余項(xiàng)質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和判定，提升質(zhì)檢效率，某光伏組件廠產(chǎn)線生產(chǎn)效率提升