光伏逆变器的明天在哪里？听听这些大咖怎么说
2017-12-11 11:00:18
摘要：近两年，随着互联网+与光伏深入融合，大数据、云计算等数字化技术逐渐应用于光伏领域的制造、开发、运维等环节，成为我国光伏产业创新发展的新助力。
近两年，随着互联网+与光伏深入融合，大数据、云计算等数字化技术逐渐应用于光伏领域的制造、开发、运维等环节，成为我国光伏产业创新发展的新助力。同时，也为逆变器技术乃至整个光伏产业的技术创新和进步带来全新课题与挑战。
光伏逆变器作为电站的“大脑”，不但肩负着直流变交流的重任，还是业主了解电站运行状况的载体。近两年，伴随着光伏产业的成长，我国逆变器行业也正在快速发展壮大。在“逆变器数字化技术变革论坛”上，中国光伏行业协会秘书长王勃华表示，“2016年中国逆变器出货量突破40GW，同比增长超过80%，占全球市场比重超过50%。2017年上半年，全国逆变器产量达到28GW，超过2016年全年出货量的70%。”
先进技术如何助推产业升级？鉴衡认证中心技术部副部长王婷介绍，为适应光伏发电系统的发展，逆变器不断提升发电性能。随着逆变器的可靠性越来越高，认证机构在产品检测认证方面提出了一些附加功能要求，如防PID效应，智能运维和IV跟踪扫描故障录波的功能。逆变器的评价标准也从领跑者扩充到领跑者+。
加州经验
美国加州在全球可再生能源、智能逆变器方面非常领先，目前加州可再生能源接入比例约为33%。鉴衡认证中心主任秦海岩认为，加州的今天就是中国的未来，因此加州模式对中国有重要借鉴意义。
世界资源研究所高级研究员马天瑞教授用3个多小时的特别报告，详解了加州实现高比例分布式光伏并网的奥秘。
马天瑞介绍，在加州可再生能源必须可接入输电网,目的是要把所有可再生能源,包括风、水、电都能够平衡起来综合使用。由于风电和太阳能波动性能源占比非常高，所以政府非常重视如何能让电力系统和市场运作变的更加灵活。
鸭型曲线
红色的线是负载，蓝的线是总的负载。当太阳产能在下午开始下降时，天然气必须上升才能实现平衡。每天下午进行急剧的爬升调度，对我们是非常大的挑战。加州所做的事情是要在三个小时之内开发出市场，他们建立灵活爬坡市场，为了解决下午爬坡调度问题，给发电厂一些补偿，要求他们在这段时间内快速关闭。这就是灵活的短时波动市场需求。
马天瑞指出，除供给侧之外，在需求侧就要靠智能逆变器发挥作用，因为逆变器不仅仅只是进行交流直流的变化，也能够加强电网的稳定性，有助于管理电网，这也是未来智能逆变器能够施展拳脚的地方。
加州成立了智能逆变器工作组，智能逆变器制定标准分为三个阶段，第一阶段，电压与频率的支持。第二阶段数据/通讯与互联。第三阶段是进阶功能，包括提高电网的灵活性，聚合批发或辅助市场。
什么是聚合批发市场？马天瑞这样解释：加州电力批发市场每5-15分钟调整一次报价，大型电力公司可以参与到市场中进行竞价，卖出电量。而小的发电站，不能以个人身份参与到批发市场中，要一百兆瓦的发电人员聚集在一起才可以参与市场，收到电费后一百个人进行分发，这就是所谓的聚合批发市场。批发市场的利润不高，价格较低。
辅助市场比批发市场利润空间更高一些。辅助市场是平和性的应急市场，假如出于某种原因，普通市场在15分钟内没有那么多电力供应或者出现应急突发事件，那么就可以启动辅助市场，确保在某个时间段有足够电量供应。辅助市场是非常快速的市场，可能就存在几分钟或几小时。马天瑞表示，目前加州还没有启动辅助市场，这是试验性的想法。
光伏高比例接入带来的技术挑战
风电、光伏等新能源自身间歇性和波动性的特点，导致大规模介接入电网时会爆发一系列问题。近两年分布式光伏蓬勃发展，分布式光伏大量接入电网，改变了原有配电网的特性，也给逆变器带来了技术考验。
中国电力科学院陈志磊认为，新能源发展至今有三大问题，并网是否可以安全接入，运行能否得到有效的管控，最后就是消纳问题。
而分布式光伏接入到配网又会造成电力平衡与调峰压力不断增加，无功平衡电压控制问题和电能质量水平下降明显等问题，这对光伏逆变器将会提出更高的要求。
陈志磊介绍，已经批准待发布的光伏发电并网逆变器国家标准中，要求光伏逆变器增加一次调频功能、无功容量、无功控制以及故障穿越。
“随着渗透率不断的提高，光伏系统逐步由适应电网向支撑电网发展。不同的阶段需要不同策略。光伏逆变器对电网适应性，体现在低电压穿越、电能质量等，无功就是支撑电网，要做到能量平衡，平滑输出。光伏逆变器还要具备调频调压的功能，VSG的技术。现阶段逆变器应该考虑光伏并网时如何做好和电网的交流，下一步重点关注如何提升系统效率。”阳光电源系统解决方案总监张显立表示。
2017年之后智能逆变器时代来临，分布式光伏全面爆发，光伏发电在电网容量占比越来越高。深圳科士达公司技术总经理王善良认为，智能逆变器要解决的就是逆变器对电网的友好型问题，主要表现在产品的可靠性、稳定性、优异的电能质量及有功无功的响应及调节能力。
锦浪新能源销售副总金辉表示，“光伏企业通过对逆变器的技术研发，提高电网对可再生能源的可调动性。这包含两个方面，一是逆变器能够通过调控对当地单个发电系统调控。二是整个大电网通过逆变器对光伏发电系统进行调控，提高调峰能力。”
当光伏逆变器遇上储能和微电网
储能，是克服新能源间歇性的“利器”，华为能源研究部部长刘云峰认为，负荷的灵活调度在于储能。
锦浪科技技术总工余文俊从产品出发，介绍目前光储一体逆变器碰到很多技术难点，包括效率问题、热设计、温度补偿等，最大的问题是户用的逆变器带载能力非常强，这对温度各方面的控制有很大的要求。其解决的方案是在充放电效率上通过软开关技术的应用解决充放电效率问题，智能冗余风冷技术的冷却系统，温度补偿保护电池的使用寿命以及铅酸电池SOC算法提升铅酸电池的兼容性。
科士达总监李鸽介绍，光伏出力与负荷不完全重合，一般的户用系统白天太阳出力最大的时候没有负荷，但晚上光伏没有电，这就是错峰的问题。业主户用投资电站，追求的主要目标就是收益率。一直以来企业把光伏并网孤岛保护当做亮点来讲，但到了用户侧，没有电逆变器闲置造成很大的浪费。由于用户的不专业性，户用系统设备越多对他们是灾难。就户用光伏储能系统而言，要简化用户设备数量，适应不同的电池种类，让客户收益最大化。
单纯加载储能只是解决光伏间歇性的基础，光伏要彻底解锁消纳难题，关键在于微电网。而储能又是微电网的必要元素之一。
在王野看来，如果要高比例应用可再生能源，现阶段就是做分布式+储能变成微网。单纯的光伏发电对逆变器的要求是单向的，而做到多能互补时对逆变器有更多的要求，以青海2013年的微网项目为例，该项目是7.2兆瓦的光伏加上28兆瓦时的储能系统，对逆变器的要求是需要多台逆变器并联运行，在并联运行中间进行转化。
北京天诚同创副总经理刘炳认为，标准化和智能化是应用于微电网的逆变器关键属性。他表示通过标准化来控制运维风险，降低系统成本。通过智能化提高并网性能，提升微电网项目的总体收益，这是面对多能互补的微电网挑战逆变器最好的应用路径。
微电网的技术应用的落地点在哪里？特变电工西安电气智能微网产品线总经理郝翔认为在工业园区，园区建设微电网是解决园区供能问题的有效手段。微电网在未来的三年内市场规模将稳步增长，届时微电网会以新业态方式参与电力市场。（北极星太阳能光伏网
