光伏逆变器迎接1500V新时代

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  • 更新日期:2016-08-02
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各位来宾大家下午好,我来自阳光电源,今天非常荣幸和大家一起分享一下我们对1500V的思考和认识。1500V可以说在今年的时候,已经更多信息进入我们的视野,我讲的内容分为三个部分,第一我们对于1500V的认知,第二对于即将到来的1500V时代,阳光电源做哪些努力,第三面对1500V的系统我们给出的解决方案是什么。

我们都知道中国为什么要发展光伏,我认为有两个因素,第一个内因,面对化石能源的枯竭,面对能源结构的调整,作为外因,我们中国作为能源消耗的大国,面对全球气候变暖的?;?,我们给出承诺应该肩负起中国大国的作为,所以在中国提出了在要“十三五”末的时候实现非化石能源占比要达到15%以上,第二个目标对于光伏装机容量来说要累计到200GW的目标,我们现在是一个高补贴,高依赖于正政策的发展模式,尤其在“十三五”末的时候转向地补贴高竞争力的发展模式,同时在“十三五”末的时候实现用电侧的平价上网。这是我们的目标。最近,在10月30号电价补贴又要做调整,甚至传统的发电电力上网电价成本也要下跌,我们追求更低的光伏度电补贴时,光伏和传统能源竞争的时候压力越来越大。光伏领跑者计划,构建鼓励创新机制,追求更低光伏度电成本,10月30号发布的光伏补贴政策的下跌讨论稿,会倒逼整个光伏行业在各个环节进行创新,达到摆脱政策依赖,摆脱高补贴的目的。

站在逆变器厂商角度来讲,逆变器作为光伏系统的桥梁,虽然成本占比低,但至关重要。逆变器是作为光伏电站的一个桥梁,串联在整个发电系统中,作为逆变器厂家,我们也在思考从电的角度怎么去创新,来迎合上面提到的挑战。1500V,我们认为是一个变革,光伏系统从600进化到1000V的时候,带来成本大幅度下降,发电量的有效提升,同样当1000V进化1500V的时候,也会有类似的效率发生,逆变器功率的提升,降低安装和运维成本。我们同样思考,1500V的光伏系统到底在哪个应用场景下最适合,我们都知道1500V变革再来组串数量的增加,从22组串到34组件形成的组串,对于我们的安装场地来说需要有更大规模的相对平整的场地,对于大型地面电站有这样的要求。1500V时代的到来,我们有一个判断,2014年是一个市场导入,2015年是让更多的行业内人士来了解做一些示范项目,明年会有一个大幅度系统应用数量,尤其是起步是在美国市场,中国明年会有一些示范项目。

我们也知道前面天合的老总也说到SMA做了一些案例,政策的认知和我们面临的挑战,和我们面临挑战提出的解决方案,以及同行内有先驱者建立的示范项目,表明我们已经进入1500V时代。我们作为逆变器厂家,阳光电源如何迎接这个时代?我们先看整个光伏发电系统的组件,组件我们已经知道有一些公司包括今天天合已经有1500V组件上市,逆变器也是关键设备,阳光电源也推出了1500V逆变器,阳光电源1500V电压等级的逆变器是1兆瓦的。我们可以看到它主要的关键参数,逆变器具有SVG功能,满足电网快速无功调度。在今年中国首次首家1500V逆变器通过19964认证,完全符合我们标准的要求?;懔飨湟彩?500V里面非常关键的部件,为了很好的配套让整个光伏系统尽快的进入示范阶段,阳光电源也开发了1500V汇流箱。这是我们汇流箱的一些主要参数?;懔飨涫且桓鲋悄芑懔飨?,在每一串都有电流检测功能,检测到的信息可以通过我们的通讯系统上传到我们的云平台,上传以后可以做数据的实时采集实时分析,故障模式识别,提前做故障模式诊断,尽可能提早去做运维。这是我们从发现故障到派单到解决的一个全流程,通过我们的智能光伏云平台提高整个运维的效率。

1500V的系统的解决方案到底是什么?认为以2兆瓦为一个发电单元是比较优的选择,现在我们常见的是1兆瓦,我们有一些案例已经做了,有1.6兆瓦,在1500V平台上,我们分析以后经过综合对比,2兆瓦是相对比较合理的方案,在从成本来讲,前面有提到,我这里就不细说,结果讲一下,相对来讲1500V相对1000V来讲,每瓦可以节约0.2元。我们也面临很多挑战,比如电气安全问题,安全防护问题,直流灭弧问题,PID问题,双玻组件是没有PID问题,所以双玻组件在1500V时代是有先发优势。另外我们要进入1500V,不是逆变器厂商的一个问题,也不是单一的组件单一的电是整个光伏产业链的问题,我们希望整个光伏产业链能够涉及到设备能大批量能量产,是光伏1500V真正大发展的挑战。不管我们怎样,1500V已经来了,我们阳光电源为了迎合为了应对1500V时代,我们始终坚持价值观把逆变器做好,谢谢。

主持人:有请上能电气的嘉宾进行演讲。

嘉宾:非常感谢大家在这里参加这个会议,刚才阳光电源讲到1500V光伏逆变器在未来的展望,我主要是从选择1500V技术最优方案进行演讲。我今天的汇报主要从四个方面来说,一个是1500V提出的背景,第二个1500V的方案分析,带来了什么好处,第三是高效1500V光伏系统是怎样的架构。

这是大家比较熟悉的,目前来说国内光伏发展是非常的迅猛,目前在2014年国内累计装机容量排在第二,当时光伏应用的还比较小,但是经过几年的发展,中国在光伏应用已经排在了前面,今年的话肯定是会上升为第一位,中国无论从光伏产业还是光伏应用都是全球排在第一位的大国。给我们带来的是机会也是挑战,我们装机容量越大,国家需要补贴的经费就越大,导致产业链只赚吆喝不赚钱,这也是我们的痛楚。我们希望有一些新的技术方案,能够使我们整个光伏发电成本降低,效率能够提升,使光伏发电真正的经济性更早到来。光伏发电成本还比较高,在2011年的时候国家有一个光伏发电路线图的计划,当时预计在2014年可以达到工业用电的平价上网,2017年达到生活用电平价上网,到2020年可以实现发电平价上网,从今年来看,这些目标都没有达到。虽然说光伏发电系统成本下降是非??斓?,但是电价提升并没有这么快,也是与全球经济周期就是我们对电力消耗息息相关,可能我们国家特别是电价受政府控制,特别是电价不会每年调整,使我们电价上升速度没有那么快,使光伏平价上网时间往后延了。

光伏发电是降低成本和提升发电量,肯定是光伏平价上网最重要的两个方面,降低成本好说,组件降低成本空间非常大,现在到了慢慢放缓的阶段。其次逆变器,我记得我们2009年的时候逆变器每瓦卖到2元,今天每瓦卖到0.2元,再下降的话,也相对没有那么快。支架属于金属部件,降低成本不是很大。其次在发电效益就是发电量提升上,还有一些空间,我非常有印象的是我们最近和一个老专家在公司讲课的时候,提到国家一些节能项目往往很多是注重设备自身的效率提升,但是更应该关注在电力传输的全流程去考虑,而不是专门针对某一个设备本身的效率,同样我们光伏发电也是这样的问题。我们可以看到光伏发电存在效率,发电量下降,各个环节都存在一些因素,从浮躁度,包括一些遮挡、灰尘会到来发电量降低。从组件本身的一些衰减和组件参数分散性,也会带来组件失陪导致发电量下降?;拱∕PPT、逆变器等是否做的好,都会影响到发电量的因素。我们希望从整个全流程来思考这个问题。

在整个光伏逆变器系统方案上来说,变化非???,在整个1000V系统中我们做了哪些东西,包括最早的用集中式逆变器在大型光伏电站,到近两年华为进了以后做了一些组串式大型光伏发电站,做到了分散的MPPT跟踪,减少组串式适配来提升发电量?;褂芯褪羌惺侥姹淦饕部加纱车ヒ籑PPT演进到4路的MPPT系统,这是提升效率的有效手段。我们公司也是在2013年做了一款新的产品,集中组串式、集中式的一些优势,做到的MPPT分散式,在传统汇流箱里面,每个汇流箱是增加了4个MPPT控制,就是我只需要4路组串接入一个MPPT控制器进行MPPT跟踪。不但降低了系统的成本与组串光伏发电相比,而且的话提升了发电效率,因为在直流侧传输电压上提升了,从汇流箱出来就是800V左右的电压进行传输,原来的集中式可能工作电压点在600V?;褂薪涣鞑嗍涑?,到500V左右交流侧传输,原来是315V传输,整个光伏发电系统的效率乐了提升。右边的图,大家可能比较熟悉,这是一个集成预装光伏逆变站,带来成本的降低。在1000V系统下,我感觉把比较优的方案进行了应用,未来再要降低成本,提升发电量的路径在哪里,就是1500V是否可以替代1000V,进一步提升电压等级,一方面降低了传输的损耗,另一方面是可以做到更大的方阵。比如原来是1兆瓦,现在可以做到2兆瓦,越大单位成本就越低。这样的话,也和我们光伏电站发展相关,最早的话在云林是10MW电站,2011年出现50MW电站,2014年已经出现500MW电站。光伏电站越大,需要的光伏逆变器光伏方阵发电容量也就越大,基于经济性的考虑,所以需要大功率的需求。我们1000V系统如果再用到比较大方阵来说,由于方阵布置面积非常大,导致直流侧线损越大。

1500V光伏系统的应用方面,我们最主要的和原来的差别仅仅是逆变器的替换,原来是1000V,替换成1500V,电池组件串联数由原来22变到32、34,输出电压的话提升了,就是到500V、540V,还有MPPT跟踪,工作电压范围也相应提高了。如果是简单的改的话,也是可以带来一些效益的。光伏组件、支架这块没有太多的差异,在其他有差异的部分,最主要的是汇流箱,我们可以看到汇流箱,电压提升了,单个所使用的汇流箱数量减少了,汇流箱数量减少到原来三分之二,会带来汇流箱成本的下降。第二是逆变器,单瓦成本降低了?;褂猩贡溲蛊?,单瓦成本降低了。电缆和监控的成本都降低了。在效率上主要是两个部分,一个是线损降低了,还有逆变器损耗也降低了。

1500V这么好,刚才也提到了可能有一些需要解决的问题,这些问题在哪些方面。第一个光伏组件本身以及配套的选件在耐压设计和PID等问题上是好的选择,相信在组件部分是有一些好的解决方案来解决这个问题。第二是汇流箱,本身里面也存在耐压的问题,还有电缆绝缘的问题。同样电气绝缘设计、低压电气器件、?;て骷≡竦任侍?。如果说逆变器坏了,是不是发电损失就比原来1兆瓦的时候多了,原来可能坏了时候只有1兆瓦方阵停下来,2兆瓦坏了就是2兆瓦方阵停下来,我们需要寻找一些解决的方案。

在光伏逆变器系统里还有什么新的思路可以给我们带来一些更有价值的东西,我们上能电器基于原来做集散式的方案,还有做??榛姹淦鞯姆桨?,我们提出了1500V集散式三电平一个光伏逆变器系统,这样的系统就是降低了系统的成本,刚才看到了逆变器可能由原来1兆瓦做大2兆瓦,??榭梢岳┱?,如果是2兆瓦就多并几个???,这样使系统覆盖性很好,我的产品原来是??榛募芄?,可以按??槿ダ┱?。这是我们产品的优势。第二个我们采用三电平功能,降低了系统成本,降低了系统线损,解决了组件失配问题,具备故障冗余功能,具备??榛菝吖δ?,完美的电能质量。再比较一下,1500V集散式方案和1500V集中式方案,计算了一下,在传输和变换损耗下还有0.3%空间,比1500V集中式逆变器提升0.3%的效率;如果说考虑到集中组件失配和跟踪,在发电量有一个点以上的发电量提升。我在光照比较小的时候,我可以让一些??橥O吕?,我只开一个???,这时候我的第一负载下的效率就提升了。1500V多模组三电平光伏逆变器比1500V两电平逆变器损耗低30%以上。1500V也有它的一些应用场景,不是所有的应用都使用1500V,在大型地面光伏电站比较平坦地方是比较好的方案,还有在大型的屋顶也是比较使用的方案,像地势很起伏的地方可能发电量还没有1000V系统发电量好,我们需要进一步应用的验证才能够下这个结论。在目前我们思考范围内,不太适合地势非常复杂的应用场景。这是1500V多模组集散格式光伏逆变器主要特点。

最后简单讲一下上能这个公司,上能在2014年并购了艾默生网络能源,也是在2012年光伏市场占有率比较高,也是技术领先型公司,也是世界五百强公司,由于中国光伏逆变器产业的竞争,价格竞争非常激烈,艾默生主要做国际品牌,不适合在中国发展,在这个时机上能由于在中国的市场地位,就产生了一个结合,上能电气并购了艾默生,也给艾默生带来了好处。2015年订单超过3.5GW。

感谢大家的聆听。

 
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