2024智能光伏十大趨勢白皮書-華為

r…r…式站點的接入，如何更簡單高效的管理，需前言2023年，碳中和按下加速鍵。全球光伏新增裝機超400GW，儲能超100GWh，光儲市場持戶。儲能也成為新能源發(fā)展的關(guān)鍵支撐，光儲融合加速可再生能源比例達90%以上，其中光伏將成為絕對主力。光儲成為穩(wěn)定電源P04P08千萬級電站網(wǎng)元管理P06全場景GridFormingP10四維安全P14MLPE&CLPEP20高頻高密化P25CelltoGrid儲能安全P18P23P270302032024智能光伏十大趨勢2019-2025不同類型能源年發(fā)電量變化對比2019-2025不同類型能源年發(fā)電量變化對比400GW。國際能源署發(fā)布的《2023年電力市場報告》而隨著碳酸鋰價格的大幅下行，儲能度電成本的降幅更是超過了6004二是技術(shù)側(cè)隨著光儲加速融合，以及一系列新材料、新技術(shù)的廣泛全設(shè)計水平也在快速發(fā)展，從交流側(cè)全到直流側(cè)全，從硬件全到軟件全、信息全，從被動全源穩(wěn)定并網(wǎng)與消納成為可能；此外，GWh級光儲建網(wǎng)能力已經(jīng)有了實際應(yīng)用案例。完成交付。紅海新城是沙特“2030愿景”中的標志性里程碑，也是全球首個100%由光儲供電的新城項目（生物質(zhì)油機僅作為緊急備電）。新城建成后，每年可接待百萬人次來自世界各地的游客。該項目將諸多的“不可思議”與了整個電網(wǎng)的架構(gòu)設(shè)計、并基于強大的仿真建模能力與全球最大8.8MW光儲并離網(wǎng)測試平臺進行了反復(fù)驗證。離網(wǎng)連續(xù)故障穿越技術(shù)等。紅海新城成為沙特2030愿景中的一顆閃耀的明珠，也是人類綠色文明發(fā)展400MW+1.3GWh052024智能光伏十大趨勢2024智能光伏十大趨勢源網(wǎng)荷儲協(xié)同調(diào)度多能互補到2030年前將全球可再生能源發(fā)電能力將提高到負荷和儲能的高效協(xié)同，系統(tǒng)性的提高電力系統(tǒng)功率動態(tài)管理系統(tǒng)，開放的北向生態(tài)能力成為行業(yè)關(guān)鍵趨勢?；诒毕蛏鷳B(tài)開放能力的智能預(yù)測優(yōu)化與電力交易結(jié)合能力，可實現(xiàn)電站逆變器、儲能、電網(wǎng)及智能負載的協(xié)同調(diào)度機制成為全球各個國家實現(xiàn)雙碳目標的重要途徑，國際能源署（IEA）表示:“更低的光伏組件價格、更大的光伏系統(tǒng)盟、美國和印度在內(nèi)的所有主要市場引發(fā)更高的增長量?！?022-2027年全球分布式光伏新增裝機量占比預(yù)計將從47%增長到58%，分布式光伏新增裝機容場的重要組成部分。但是隨著千萬級電站裝機量和接入超大規(guī)模海量電站納管基于CloudNative云原生全分布式技術(shù)，信息互通技術(shù)、信號控制技術(shù)及儲能技術(shù)，形成具有高度智能化、自動化、互通化等特征，構(gòu)建一張擁有千萬個互通協(xié)同能源節(jié)點的智慧能源網(wǎng)絡(luò)，06華為智能光伏云-超大規(guī)模千萬級電站網(wǎng)元智能管理截至2023年年末，華為智能光伏云已具備了千萬級設(shè)備穩(wěn)定接入和管理的能力?；贑loudNative云原生架構(gòu)深圳龍崗低碳城-國內(nèi)首個零能耗場館類建筑示范項目 區(qū)場館，裝1.1MW光伏、2MWh儲能并通過能源管理智能系統(tǒng)進行072024智能光伏十大趨勢布的《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2025年）》便從智能設(shè)計、智能集成和智能運維等方面給出行動管理“瓦特”的概念已經(jīng)深入人心。光儲電站正積極探索數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路，通過諸如數(shù)字化作業(yè)平臺、無人機巡檢系統(tǒng)等智能化的監(jiān)控、運維與管理的工具來提升電站的運維效率與運行的可靠性。然而協(xié)同調(diào)度等大背景下，無論是集中式還是分布式光儲電站均面臨著來自效率、質(zhì)量和收益等方面的多重壓力，站數(shù)據(jù)將在未來幾年催生出預(yù)測性維護功步完善，可將整體效率提升70%。電站運營階段智能化將在收益提升方面做出突出貢獻。對于集中式電站而言，AI大模型的應(yīng)用將進一步提升短期和超短期光功率預(yù)測的準確性以及光儲配合的高效性。不僅可以減少棄光、提升消納，還能減少因預(yù)測不準確而導(dǎo)致的罰款。對分布式電站而電站規(guī)劃階段充分利用無人機、衛(wèi)星、機器人等進行踏勘，對給出投資收益報告。整體規(guī)劃時間縮短50%。電站建設(shè)階段面積廣、選址偏、施工人員多、物料多、施工時間緊張等特點給電站進度和質(zhì)量的監(jiān)管帶08約等于80個“鳥巢”體育場。電站裝機規(guī)模100萬千瓦，光伏組件達200多萬塊?？吕夥娬九c兩河口水電新標桿。華為智能光伏與雅礱江流域水電開發(fā)與伙伴一同針對光伏電站建設(shè)期、運維期、運營期的痛難點問題開展關(guān)鍵技術(shù)研究，賦能光高精度超短期功率預(yù)測、無人機實景建模、數(shù)092024智能光伏十大趨勢全場景GridForming耗會帶來二次投資的電費成本；同時，作為大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備，需要運維人員24小時值?，定期大修小修也會帶來高高比例新能源的接入帶來的弱電網(wǎng)問題已成為共識，行業(yè)紛紛在探索解決此問題的新技術(shù)。隨著趨勢四全場景GridForming儲發(fā)電機通過輸入給定的電壓和相位，以實現(xiàn)從傳統(tǒng)的電流控制向電壓控制的轉(zhuǎn)子動能的變化以電磁功率的形式注入電網(wǎng)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的慣量支撐。與同步機組不同的是，電力電子設(shè)備低頻振蕩POD功率抑制效果示意同步機組低頻振蕩POD功率抑制效果示意（PSS），形成附加阻尼控制以提高系統(tǒng)阻尼，從而抑制低頻振蕩。光儲發(fā)電機借鑒這一原理，通過在站級控制器（PPC）中引入低頻振蕩POD功率抑制技阻尼控制功率，從而達到抑制0.1～2.5Hz低頻振蕩的效果。下圖為在站級控制中對比有無低頻振蕩POD華為智能光伏解決方案采用自適應(yīng)虛擬阻抗技術(shù)，通過AI自學習動態(tài)地調(diào)整電站本身的電氣特性來匹配電網(wǎng)特性，使逆變器和PCS華為智能光伏解決方案采用自適應(yīng)虛擬阻抗技術(shù)，通過AI自學習動態(tài)地調(diào)整電站本身的電氣特性來匹配電網(wǎng)特性，使逆變器和PCS主動調(diào)節(jié)自身阻抗，不足的問題引發(fā)功率振蕩。從而可以抑制2.5-100Hz的振蕩抑制。2024智能光伏十大趨勢），最大20s時間常數(shù)的等效轉(zhuǎn)動慣量、0.1-100Hz的寬頻振蕩抑制能力。單純從能力上看，智能光儲發(fā)電機方案已基于華為研發(fā)的智能光儲發(fā)電機方案，2022年華為聯(lián)合華潤電力，在中國電科院和青海電展研究課題的實際驗證與示范應(yīng)用工作，并于2023年1月在型光儲系統(tǒng)現(xiàn)場測試。本次測試涵蓋了構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)并聯(lián)穩(wěn)定性、高/低電壓單次/連續(xù)故障穿越、一次調(diào)頻及慣量響趨勢四全場景GridForming應(yīng)特性等一系列測試。該項測試充分驗證了構(gòu)網(wǎng)型新能源發(fā)電系統(tǒng)在加強電網(wǎng)運行特性和實現(xiàn)高比例可再生能源目2023年9月，ACWAPOWER、山東電建三公司、海新城項目全容量并網(wǎng)。作為全球首個100%使用規(guī)劃的重點項目。該項目規(guī)劃建設(shè)400MW光伏、1.3GWh儲能，完全由光儲系統(tǒng)支撐電網(wǎng)，替代傳統(tǒng)油機，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)濟中心，也成為面全球首次弱電網(wǎng)下的構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)現(xiàn)場測試。本次測試涵蓋了不同短路容量比下的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相關(guān)測試、電網(wǎng)他測試和黑啟動測試，共510項。該項測試是全球首次弱電網(wǎng)場景下的構(gòu)網(wǎng)型新能源發(fā)電系統(tǒng)特性和指標現(xiàn)場測試，驗證了華為智能光儲發(fā)電機這一構(gòu)網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)在強網(wǎng)和弱網(wǎng)場景下，均能發(fā)揮加強電網(wǎng)運行特性，支撐電網(wǎng)穩(wěn)定的關(guān)鍵作用，加速實現(xiàn)高比例可再生能源目標，并構(gòu)建以新能源為主體新型電力系統(tǒng)。2024智能光伏十大趨勢以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)在全球高速發(fā)展，為確保新型電力系統(tǒng)長期的穩(wěn)定運行，我們需要多維度全考慮系統(tǒng)全。海內(nèi)外眾多機構(gòu)、設(shè)備廠家等也在對此進行研究，但更多聚焦于能源設(shè)備的基礎(chǔ)全，如供應(yīng)安全，通過構(gòu)建電站核心設(shè)備的供應(yīng)安全體系，同時確保站級和云端的系統(tǒng)安全方位夯實新型電力系統(tǒng)的安全基石。這里的電站和新設(shè)備，主要是指設(shè)備里的關(guān)鍵器件，要具備長期穩(wěn)定供應(yīng)的能力。而電力的操作系統(tǒng)，將是電站未來穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，要確保系設(shè)備節(jié)點的安全，構(gòu)建電力系統(tǒng)長期穩(wěn)定、高效運行的支柱。各個廠家通過數(shù)字化和精細化支持與設(shè)備連接的啞設(shè)備的全。比如通過逆變器與光伏優(yōu)化器的結(jié)合，不僅僅做到設(shè)備的息不被非法授權(quán)修改和破壞，相應(yīng)的措施如全啟動、數(shù)字簽名以及對證書的集中管理等。提高電站系統(tǒng)的全韌性。比如實時調(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)全事件或隱患后，能及時響應(yīng)并采取相應(yīng)措施，使因網(wǎng)絡(luò)全事件數(shù)字化賦能與電網(wǎng)智能互聯(lián)，實現(xiàn)多能協(xié)同的互補安全和源網(wǎng)荷儲的互動安全。新型電力系2024智能光伏十大趨勢CC認證(CommonCriteria)華為商用逆變器通過了行業(yè)首個CCEAL3+認證，引領(lǐng)了光伏行業(yè)的全認證。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全標準IEC62443華為的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、SmartLogger3000以及LUNA2000B（工商業(yè)儲能）和LUNA2000C（電站儲能）獲得了IEC62443-4-2SL2認證；產(chǎn)品開發(fā)流程獲得了光伏行業(yè)最高水平的IEC62443-4-1ML3認證。信息安全管理體系標準（ISO27001)華為的信息全管理獲得了ISO27001系列的認證。通過技術(shù)、行業(yè)和全社會的共同努力，將助力光伏行業(yè)構(gòu)來看，光伏電站的全方案設(shè)計及全特性的普及程度仍不盡如人意，實現(xiàn)工商業(yè)光伏系統(tǒng)的全、可靠需要整個行業(yè)的攜手努力。華為工商業(yè)光伏聯(lián)合萊茵共同發(fā)布工商業(yè)光伏白皮書，表達堅持把全放到解決方案的第一位，踐行全至上的設(shè)計準則，通過系統(tǒng)化的全設(shè)計方案以及行業(yè)領(lǐng)先的全防護技術(shù)實現(xiàn)對工商業(yè)主的全方位保護。同時，華為希望可以與業(yè)界同仁一起，繼續(xù)推動工商業(yè)光伏全標準的不斷完善，打造百分百全、可靠的光伏電站，助力千行較傳統(tǒng)電站儲能而言，場景更復(fù)雜、消防難度更大、人員資產(chǎn)更密集，其對于全的需求尤為凸顯。為了讓業(yè)界可以更全面地了解工商業(yè)儲能系統(tǒng)中的全設(shè)書”，旨在探討工商業(yè)儲能全，從設(shè)備、資產(chǎn)和人身三個維度出發(fā)，介紹儲能在工商業(yè)場景下的全挑2024智能光伏十大趨勢CelltoGrid儲能安全儲能的規(guī)模應(yīng)用與全標準升級，要求其實現(xiàn)從電芯的本體全到系統(tǒng)級的電網(wǎng)全。近年來，儲能技術(shù)級儲能行業(yè)電芯容量越做越大，能量密度越來越高，實際項目中的應(yīng)用更多的關(guān)注系統(tǒng)層級循環(huán)次數(shù)、能量效率等顯性化的指標，對于電芯層級全標準要求在逐漸下降。電池的質(zhì)量和性能對儲能系統(tǒng)的全性影響很大。為了確保電池的全性，需要對電池進行嚴格的測試和質(zhì)量控制，從源頭需要保障電芯的全可靠，構(gòu)建、電池簇級的防護采用軟硬件相結(jié)合，即級級趨勢六CelltoGrid儲能安全致性、健康度等多維度診斷，利用AI技術(shù)儲能系統(tǒng)作為調(diào)節(jié)電網(wǎng)穩(wěn)定性的重要手段，復(fù)雜度高，全不能局限于設(shè)備本體，即考慮儲能在電網(wǎng)運行過程中面臨的寬頻振蕩、暫態(tài)過電壓、電能質(zhì)量劣化、孤島光儲能系統(tǒng)應(yīng)通過高穿自適應(yīng)等電網(wǎng)算法技統(tǒng)DC/DC+DC/AC雙級架構(gòu)和PCS高穿自適應(yīng)算法，18182024智能光伏十大趨勢MLPE&CLPE分布式光伏在產(chǎn)業(yè)政策和技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動下近年來迎來蓬勃發(fā)展。隨著裝機總量的快速增長，大頂資源變得越來越少。面對有遮擋或者多朝向屋頂?shù)膱鼍?，如何在保障發(fā)電量的同時充分利用屋頂決的要點問題。另外，分布式光伏多以屋頂為載體，直流側(cè)高壓帶來全防護問題需要引起重視，且分布裝機總量的逐漸提升，帶動組串式儲能市場空間不斷增大。在鋰電池儲能系統(tǒng)中，生命周期綜合能效和系統(tǒng)全無疑是最關(guān)鍵的要點。而隨著電力電子技術(shù)、電化學技術(shù)、熱管理技術(shù)與數(shù)字技術(shù)在儲能領(lǐng)域的融合加深，儲能系統(tǒng)的管理顆粒度也從最初針對集中式系統(tǒng)的粗放20趨勢七MLPE&CLPE組件級電力電子器件（Module-levelPowerElectronics,MLPE）能對單個或幾個光伏組件進行精細化控制近年來，各國光伏RSD（RapidShutdown快速關(guān)斷）標準逐步出臺落地，美國NEC2020規(guī)定在緊急情況下30s內(nèi)實現(xiàn)關(guān)斷，歐洲VDE-AR-E2100-712全標準已強制執(zhí)行，澳洲AS5033:2020、泰國EITStandard等也正在執(zhí)行。隨著更多客戶對于全、高發(fā)電量等特性的重視，MLPE的市場價值得到進一步發(fā)掘，市場接受度和份額快速提升。以功率優(yōu)化器為例，全球每年出貨量已經(jīng)達到2000萬pcs以上?；亟y(tǒng)發(fā)電量提升3%以上。而從組串式逆變器到到以優(yōu)化器為代表的MLPE解決方案的演進，通過實現(xiàn)光伏系統(tǒng)的正如光伏系統(tǒng)向組件級電力電子（MLPE）發(fā)展一樣，鋰電池儲能系統(tǒng)也一定會朝著更小的管理顆粒度進發(fā)。電芯級電力電子器件（Cell-levelPowerElectronics，CLPE針對電芯開展精細化管理，有效做到儲能系2024智能光伏十大趨勢結(jié)合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的發(fā)展，在許昌市襄城縣300MW整縣推進分布式光伏滿足NEC2020全關(guān)斷標準，實25.9%裝機容量，大幅提高光伏屋頂空間利用率和美觀性。同時，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%，全生命周期提高發(fā)電量9.7%。在全性實踐方面，武漢建成中石油第一座“高全加油站”，系統(tǒng)設(shè)計采用全配優(yōu)化器方案，可實現(xiàn)屋頂電壓快速關(guān)斷至及時救援成為可能，完全滿足加油站對應(yīng)用云BMS解決方案，通過部署在儲能系統(tǒng)中數(shù)量眾多的的電壓、電流與溫度傳感，將模擬衍生型內(nèi)短路，通過云BMS實現(xiàn)小時級電芯熱失控預(yù)警，將險情控制在萌芽階段，避免造成更大的損失。云BMS技術(shù)已在數(shù)據(jù)量更大、時效性要求更高的電動汽車中得到據(jù)國際可再生能源署發(fā)布數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2010年至2022年，光伏電站的全球加至0.049美元/千瓦時（kWh）。在滿足IEC標準的前提下，光伏逆變器的光伏電站LCOE走勢光伏系統(tǒng)LCOE的降低很大程度上依賴電壓的持續(xù)提升。長到當前的800V。光伏技術(shù)不斷創(chuàng)新，持續(xù)提升直1500V，交流側(cè)突破1000V系統(tǒng)。高壓趨勢在給光伏行業(yè)帶來成本下降的同時，也 222322但是功率密度的提升，不僅僅是簡單的將功率做大即可，這里面離不開材料科學、散熱技術(shù)、工程技術(shù)等多種維度技術(shù)的升級。首先，是以碳化硅(SiC)為代表的，但是功率密度的提升，不僅僅是簡單的將功率做大即可，這里面離不開材料科學、散熱技術(shù)、工程技術(shù)等多種維度技術(shù)的升級。首先，是以碳化硅(SiC)為代表的，第三代寬禁帶半導(dǎo)體器件的發(fā)展與應(yīng)用，其導(dǎo)通壓降小、耐溫高、耐壓高、損耗低，再結(jié)合高頻磁技術(shù)的進一步應(yīng)用，兩者結(jié)合，將全面的提高開關(guān)器2024智能光伏十大趨勢 2023年6月，中國四川省甘孜州，全球最大、海拔最高的水光互補基地---雅礱江柯拉電站一期1GW光伏電站完成并網(wǎng)運行。電站建設(shè)在海拔4000~4600米的雅礱江流域，全部采用華為直流1500V高壓智能光伏控制器，高寒高海拔的惡劣環(huán)境下，電氣全風險極高，高海拔帶來空氣稀薄的環(huán)境會導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣強度降低溫也會影響設(shè)備的可靠性。截止目前，超3000臺華為智能光伏控制器穩(wěn)定運行在高海拔場景中，每年提供超20億kWh的清潔能源，這標志著無論是設(shè)備可（直流1500V高壓）2020年9月30日，國家電投黃河水電攜手華為打造全球單體規(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臺華為智能光伏控制器仍穩(wěn)定運行在海拔3100米的環(huán)境中，過2千萬小時，可用度高達99.999%。青海海南州2.2GW特高壓項目（逆變器可用度調(diào)查）24來蓬勃發(fā)展，但隨著裝機總量的快速增長，大量優(yōu)質(zhì)屋頂已被裝或已經(jīng)完成設(shè)計。面向越來越多的復(fù)雜工商業(yè)或者戶用屋頂設(shè)備裝空間受限，逆變器體積減小和能量密度提升成為關(guān)鍵。此外，復(fù)雜屋頂常采用組件級方案，如何為裝商提供更加經(jīng)濟與可靠的引起這些成本的增加，形成劣勢。因此，我們認為未半導(dǎo)體特征半導(dǎo)體特征禁帶寬度(eV)臨界擊穿電場(MV/cm)電