2021年03月18日

把未来变成现在丨华为发布智能光伏未来十大趋势

2021年3月17日,全球“气候保卫战”正在打响,世界各国齐心协力应对气候变化。正值《巴黎协定》发布五周年之际,当前已有28个国家相继承诺“碳中和”目标。与此同时,5G、AI、云等技术也正在使能千行百业,加速行业智能化、数字化转型。我们正置身于光储替代化石能源的时代大浪潮中,那么新能源未来将走向何方?

3月17日,华为携手全球技术专家、咨询公司、能源智库深度沟通,立足更低LCOE,电网友好、智能融合、安全可信四个价值维度做出预测,发布了面向2025的智能光伏十大趋势,为十四五寻找路径,为新能源下一步发展提供战略参考。

洞察趋势,明晰方向,把未来变为现在。

趋势一:高压高密

系统电压提升是LCOE降低的重要途径。从600V-1000V-1500V,未来将走向更高电压。系统电压提升的同时,子阵越来越大,从1MW到8.8MW,变成超级子阵,进一步降低LCOE。

随着碳化硅、氮化镓材料、芯片散热、拓扑架构技术的发展,提升功率密度的同时,光伏度电成本进一步下降。到2025年将实现逆变器功率密度将提升50%以上。

趋势二:全模块化

光伏平价进入市场化运作,电站生命周期与补贴年限解耦。模块化将支撑更长电站生命周期,助力LCOE降低25%。

逆变器、PCS、储能等关键核心部件,设备间采用标准接口,灵活扩容,快速部署;逆变器不管交流还是直流侧,具备储能接口,面向未来演进。同时随着光伏电站规模和复杂度越来越高,专家上站维护的传统模式成本过高。模块化设计可以实现免专家维护,极大降低运维成本、提升系统可用度。全模块化设计将成为行业主流。

趋势三:主动支撑电网

新能源渗透率提高导致电网强度下降。未来5年,光伏电站必须从适应电网逐步向支撑电网演进。

随着全球新能源的迅猛发展,新能源电网适应性标准也在不断演进,对支撑电网稳定性提出更高要求。德国,澳大利亚等新能源渗透率高的国家,都提出了新的建模和严苛的电网标准规范。我们国家最新发布的2019新国标GB/T37408技术规范也与时俱进,特别强化了高穿有功稳定性、高低电压穿越能力、频率适应性等电网适应性要求,设定了更高的门槛。未来低SCR电网环境下,光伏逆变器需具备更精准的并网算法。

在澳洲,全球最严苛的电网标准国家,华为SUN2000-196KTL产品,已经完全可以支撑这一电网标准特性,在恶劣电网环境下,稳定并网。未来SCR对电网的支撑能力还会进一步提升,达到1.2。

趋势四:光储一体

打造智能绿色发电机,助力光伏成为主力能源。

光储的结合,能够使光伏电站从电流源变身为电压源,以光储协同控制算法,实现虚拟惯量等同步机特性,光伏发电技术指标向火电靠拢,可储可控,进一步增强电网。同时储能要解决安全、寿命等问题,保证在电池生命周期内,电池利用率最大化,这是未来储能电站的发展方向。

预计到2025年,光储共生比例将达到30%以上。

趋势五:全面数字化

数字技术与光伏技术融合,使运维、生产管理和资产管理变得极简、智能、高效。

数字化是智能化基础。随着5G、云等数字化技术快速演进,预计2025年将有90%以上的电站实现全面数字化,让光伏电站极简、智能、高效的管理成为可能,从一个哑电站变成一个有机的智能生命体。

趋势六:AI增效

AI将代替专家职能,使能系统自主协同优化,创造无限可能。

人工智能AI赋能光伏,从万物互联到万物智能。受益于人工智能及物联网技术,通过集成海量的专家经验和不断的自学习,让算法、算力、算据在计算中发挥最大作用,AI将很大程度上代替运维专家进行诊断决策。通过智能跟踪算法,让组件、支架、逆变器协同运行,找到最佳角度,释放最大潜力。智能IV诊断,精准定位故障,将运维工作量从“月”降低到“分钟”。无人机空中巡检电站、清洗机器人清洗组件、智能安防和人脸识别等技术,使光伏电站不断完善系统设计优化、故障诊断、光储协同、智能巡检、智能清洗、机器视觉,全面提升发电效率和重构运维体验。从而助力电站生产力和安全性提升。预计,2025年光伏电站应用AI技术比例达到70%。

趋势七:虚拟电站

协同管理的虚拟电站将参与电力系统调度及交易,成为分布式新的增长引擎。

5G、区块链、云服务等ICT技术的大规模应用于分布式电站,组成协同管理的虚拟电站(Virtual PowerPlant)参与到电力系统的调度、交易与辅助服务中。未来5年,虚拟电站技术的发展会在分布式光伏场景中衍生出新的商业模式,以及新的市场参与者,成为分布式新的增长引擎。预计2025年,80% 的户用光伏系统会接入各种VPP网络。

趋势八:重构极致安全

组件/组串级监控及智能关断、主动安全防护(AFCI),将成为光伏电站的标配,并形成统一的行业标准。

主动安全是光伏成为主力能源的基石。“AI智能电弧防护”,是行业首次将AI算法融入AFCI,通过更精准的电弧检测,更迅速的故障保护,全面保障分布式光伏的安全。未来5年,屋顶0V电压快速关断(RSD)、电弧主动防护(AFCI)、组串智能关断(RSD)在分布式屋顶将成为标配,并形成行业国际标准。

趋势九:综合智慧能源

能源结构转向新一代综合能源系统。从管理角度看,综合能源模式会有效拉通生产和消费,助力实现碳中和,推广价值更高。综合能源是源-网-荷-储一体化的自治系统,需要以ICT基础设施为底座,通过平台+生态理念,融合创新,提升能源利用效率,降低能源成本。2025年,超融合能源架构会大行其道。

趋势十:安全可信

光伏电站网络安全风险与用户隐私安全要求与日俱增,愈发严格。2025年系统的可靠性、可用性、安全性、韧性、隐私性,将成为必要要求。

在硬件端除了高可靠设计及制造外,同时加强预测性维护,夯实可靠地基;在软件端重点投入分层级防御,实现软件的分层可控、分层防御,使软件更加安全可靠,使光伏产业更加安全可靠。安全可信能力成为光伏电站的必要要求。

洞察趋势,明晰方向。华为智能光伏将继续秉承开放合作的态度,与行业客户、伙伴、第三方组织共同携手探索创新,共赢数字能源新时代。