十年磨劍謀創新 臻于極致鑄匠心
——華為研發新一代智能光儲方案

楊娜

面對碳中和的全球趨勢以及零碳發展的“星辰大海”，創新與企業家精神的充分綻放，將成為中國低碳轉型的加速器。

針對光伏發電平準化度電成本（LCOE）需進一步下降的現實，儲能安全性、容量失配、壽命、運維等方面存在的問題，以及新能源滲透率提升，電網友好性要求迅速提高的挑戰等，2021年在光伏與儲能領域的智能化創新正生逢其時。

3月17日，華為重磅推出《智能光儲解決方案》《智能組串式儲能解決方案》，同時攜手行業權威機構、合作伙伴針對電站安全、大電流組件適配、儲能新趨勢，重磅發布了《智能組串式儲能技術白皮書》《光伏方陣逆變器電氣安全設計白皮書》《針對大硅片組件逆變器相關選型設計白皮書》三大白皮書。

融合創新

雖然前途一片光明，光伏要成為主力能源，最重要的實現途徑還是經濟性驅動，即LCOE的降低。平價時代，通過技術創新持續加速LCOE的降低，已經成為不變的主旋律。

華為基于在光伏、儲能技術與數字信息技術的深度積累，將多個領域的關鍵技術跨界融合，追求光伏電站端到端全面智能化。融合創新，助力能源數字化、智能化轉型是華為成功的法寶。

作為全球領先的ICT基礎設施和智能終端提供商，華為不斷發揮著通訊、云計算及智能終端領域的深度積累，在技術研究與應用上保持全球領先。在能源行業，華為更是深耕30年，通過在電力電子、儲能和并網技術上的深度研究，為智能發展提供綠色、高效、穩定的供電解決方案。

華為擁有10年儲能研發積累，50億瓦時鋰電應用，聚焦電池充放電管理、溫度控制與主動安全等關鍵技術；擁有電力電子領域30年研發積累與百吉瓦應用，從功率器件、拓撲到算法全面領先業界。華為服務全球179家電力公司，基于全球各種復雜類型電網數據的積累與分析，可持續針對不同電網特點優化并網算法，實現可靠并網。

更優度電成本

據華為數字能源公司首席運營官、華為智能光伏業務總裁陳國光介紹，華為通過數字技術與光伏儲能技術融合，推出的FusionSolar智能光儲解決方案，通過電站端到端全面的智能化，可有效推動生命周期內LCOE降低5%，LCOS降低10%。

據國核電力規劃設計研究院設計總監胡彬分析，一般儲能系統10年生命周期內保持額定放電能力14兆瓦時，采用傳統儲能方案不支持分期補電，初期配置23.3兆瓦時，投資預計4660萬元。如采用華為儲能方案支持模組級分期補電，初始配置將降低31%，有望減少總投資達1273萬元。

此外，該解決方案中可以進一步降低度電成本的利器是智能運維。今年華為推出智能IV診斷4.0版本，在線、全量的檢測助力運維成本降低20%以上。在電站剛建成消缺時應用，還可以加速消缺進程。據悉，在山西領跑者項目中，消缺時間從60天縮短到了20天。同理，日常運維時可改變傳統人工運維模式，實現遠程智能運維后，運維人員只需針對性上站，極大降低了運維成本。電站交易時通過IV診斷，快速生成全量組件診斷報告，更可提升電站交易價值。

目前，光伏行業內的IV檢測水平參差不齊。為規范這一特性，北京鑒衡認證中心去年推出了認證標準，從識全率、重現率、致因判斷準確率等幾個維度做出評判標準。測試結果顯示，華為智能IV診斷實際檢測結果識全率為100%、重現率96.23%、準確率96.8%。以上均達到90%以上，獲行業最高L4等級，遠遠領先于競爭對手。

更高發電量

隨著大尺寸硅片組件的應用，常規逆變器每路組串輸入電流最大僅為15安，無法匹配大電流組件17.3安峰值電流，基于青海共和與寧夏同心光伏電站的仿真結果，常規逆變器直流限發損失為0.86%和0.48%。

在電站安全特性上，華為推出全球首個具備智能組串分斷功能的光伏控制器，提升光伏直流系統的可靠性。為匹配大尺寸組件高功率、大電流的特性，華為基于HAV3平臺全球35吉瓦的成熟應用，推出了更優適配大尺寸組件的寬電流逆變器，通過將每路組串輸入電流從15安提升至20安，有效避免了限發，提升光伏電站的發電量。

隨著光伏直流功率的不斷提升，原有光伏直流系統的短路保護問題越發嚴峻，交流側保護當前已十分成熟，但光伏直流側保護還應該進一步加強。

交流側短路時，短路電流來源于電網。當短路電流高達幾十安時，斷路器能夠可靠地分斷保護。但是光伏直流側短路電流來自于組件，僅為組件峰值電流的1.1倍。而傳統組串式直流側無主動分斷開關，在逆變器內部發生短路時，也無法分斷故障電流。

華為智能組串分斷通過高精度直流傳感器，精確檢測每路組串電流信號。當檢測到故障時，可快速發出脫扣保護和主動告警，能夠實現組串反灌保護與逆變器內部故障保護，有效提升光伏直流系統安全。

同時，該解決方案還憑借SDS智能直流發電系統，優化跟蹤支架算法，平均提升發電量超過1%。這一數據在廣西玉柴、安徽濉溪、青海共和以及印度、西班牙等全球多處電站均得到了驗證。其中廣西玉柴從2020年12月至2021年3月，SDS測試4個月時間提升發電量2.26%。之所以有這么高的提升，主要原因是廣西地處低緯度地區雨水較多。針對早晚反跟蹤和陰雨天完美匹配，將SDS帶來更高發電量提升的優勢反映出來。

據悉，目前行業主流支架廠家都已經與華為形成了跟蹤支架算法優化的合作，希望能夠一起建立智能跟蹤新生態。

極致安全的組串式儲能

國網國調中心副總工程師裴哲義指出，目前行業內已經出現了電池模塊缺陷、BMS缺陷、充放電時間、充放電功率達不到設計值、電池一致性差等問題，應高度重視電化學儲能安全問題。

北京鑒衡認證中心副主任紀振雙認為，從電站安全的角度，一批已建成電站安全保障程度不夠，應更加注重全要素、全過程安全風險防控，特別是利用智能化手段，提高電站安全智控水平和主動安全能力。

經過10年積累，華為儲能專職研發人員超500人，并已建立十億瓦時級別儲能生產線，以及從電芯到儲能整機的端到端驗證測試平臺。其領先的電池精度管理、云BMS、消防設計等技術，已經廣泛應用于通信站點能源、數據中心、戶用及微網光伏儲能系統中，累計鋰電儲能發貨已超50億瓦時。在極寒的珠峰、高溫的赤道國家、高濕的佛得角等海島，可能是基站，也可能是離網項目，都可以看到華為的儲能產品高效、穩定運行。

這些應用于全球的實例，就是華為儲能產品最好的證明。在華為智能光儲解決方案中，推出了首個智能組串式儲能系統與智能儲能控制器，通過模塊化設計、電池包精細化管理與簇級溫控，提升儲能系統在生命周期的放電量。

基于組串化、智能化、模塊化的設計理念，華為智能組串式儲能解決方案將儲能系統的能量管理精細化到電池包級，通過一包一優化，充放電量提升6%，一簇一管理，充放電量提升7%。還有創新的分布式散熱架構，可保障電池壽命。模塊化設計無易損件，儲能系統可用度99.9%。整個產品方案具備更高放電、更優投資、極簡運維、安全可靠等一系列優勢。

更強支撐電網

利用自身在軟件方面的優勢，華為通過智能并網算法，可以適應SCR為1.2的極弱電網環境，以及強電網的環境。在全場景下都可以實現滿功率穩定并網運行，以及諧波小于1%和連續高低電壓穿越不脫網。行業里很多廠家都宣傳支持弱電網SCR1.2和1.5場景，但實際上做不到在弱電網場景下滿功率輸出，或者在高低電壓穿越時直接脫網，諧波也會大幅超標。所以在關注弱電網場景時，一定要關注弱電網不同場景下的運行指標，而不是僅僅關注是否宣稱是否支持。

2019年，澳洲制定了全球最嚴格的并網標準要求，不僅要求逆變器要適應SCR為1.5的弱電網環境，更要求支持持續1.8秒、連續15次高低電壓穿越不脫網。華為逆變器已成為業界首款通過該標準測試的逆變器，充分展示了華為在電網適應性方面的強大技術能力。

特高壓會成為未來新能源電力的主要輸送線路。截至目前，國家電網建成投運“十四交十二直”共26項特高壓工程，直流線路在特高壓工程中占比45%。由于直流線路的電力電子特性，若光伏電站在高電壓穿越期間，有功功率波動過大，極易引起網側電壓震蕩，嚴重情況下甚至會導致區域大停電。針對以上情況，我國在2019年也出臺了新的光伏逆變器并網標準GB/T37408，條款中明確要求1.3倍高電壓穿越時，逆變器有功波動需要小于10%。

華為組串式逆變器運用智能并網算法，保證高電壓穿越期間輸出不降額。華為196千瓦機型在2020年4月份通過了新國標測試，成為業界首款通過該標準測試的逆變器。

坐擁領先技術、面對廣闊市場，陳國光表示：“在光伏迎來大發展機遇時，華為不會盲目發展。我們希望行業內的合作伙伴們秉承開放、合作、共贏的態度，共同完善標準體系和商業模式，建設更多高標準的高質量電站，讓整個產業鏈分享收益。讓整個行業能夠長期穩定健康發展。”■