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1、智能光伏十大趋势光储融合，全面智能加速光伏成为主力能源，让绿色电力惠及千行百业、千家万户2022年12月HUAWEI刖百自2016年巴黎协定正式进入实施阶段以来，能源清洁化转型方兴未艾，尤其是近两年，碳中和已成为全球共识，超过140个国家和地区提出承诺,将引发新一轮的能源革命，加速能源清洁、低碳化转型.落实两个替代(能源生产清洁替代和能源消费电能替代)将成为实现破中和的更要举措.发电侧;荀三替代：根据2022年英国独立气候智库Ember发布的报告显示，为实现全球温控1.5C的目标，到2030年，风能和太阳能发电量需保持每年20%的增长速度.2021年，全球风光发电量占比首次突破10%,未来仍然
2、有很大的发展空间。因此，全球主要区域都提出了未来清洁能源发展规划.今年5、6月，中国和欧洲分别颁布了“十四五”可再生能源规划与(RepowerEU),提出了更加明确的新能源发展规划.正如IRENA2022对未来的预测，预计203阵光伏装机将达到5200GW,2050年达到14000GW,成为绝对的主力能源.消赛侧电能承弋：根据IRENA预测，2050年电力在全球能源消物占比将超过50%,替代传统化石能源，成为消费主力,以电代煤、以电代油、以电代气，电气化比重将大幅提升。另外，随着光伏发电走进千行百业、千家万户，向着光储充用全场品融合发展，也加速了电力在消费侧的比电.未来，零碳工厂、零碳建筑、零
3、碳园区复至零碳城市也将成为现实.然而，在光伏产业高速发展的同时，依然存在很多的扫破要去解决，最终让光伏成为最经济，最可靠的主力能源：第一，应窿降低光懂系统的度电成本光伏产业的高速发展，离不开度电成本的持续降低,如何通过技术创新持续优化度电成本,让光储系统的部罟在更多的地区与场景实现商业闭环？第二，要持续提升运营与运维效率随着大型地面电站的规模越建越大，且一般多处于高海拔的戈壁、荒漠，甚至近海区域,给运维工作带来了较大困难；而分布式场景中，则面临点多房散、安全要求高的挑战.第三，要让高比例光伏实现稳定并网与消纳随着新能源占比的不断提升，给电网的稳定性带来了冲击。诸如澳洲、英国等多个新能源占比较高
4、的国家和地区，都出现过由于新能源脱网导致的大规模停电事故.因此，如何在提升电网对于新能源消纳能力的同时，保持电网的稳定性，是需要业界共同面对的难题.第四，安全发展是产业的基石近年来，光伏与储能电站的安全事故时有发生，尤其随着光储设备功率越做越大，以及光伏上屋顶、储能进园区/家庭成为趋势，如何端到端地实现整个系统屋面安全防护成为所需关注的要点.我们正置身于能源;青洁化转型的大浪潮中，针对上述威，光伏的发展未来将走向何方，让我们共同探讨.趋O1.04，三组件级电力电子器件-06趋势四趋势五趋势六“光储网融合趋势七趋势八安全可僖趋势九全面数字化趋势十AI增效组串式储能10ft电芯级精细管理.2831
5、趋势一光储发电机背景醺若能源清洁化转型的发展，未来以光伏为代表的新能源将替代传统火力发电成为主力能源.EE1.：RenwaWes2022(戏，：XAAmpsW中3MU1W,可度N1.AS电U2M的台.图3:痢大停电事故分析上不PSD咫力层晚申农东I814：M谶西流近区哲多过电压问必趋势从全球新能源发展历程来看,不同渗透率阶段新能源接入面用的消纳硒和关键技术挑战各异01新蹒渗透率30%时，为保证系统供需实时平衡，并网地区的调峰调频灵活性资源需求急S增加,由于可再生能源是在局部集中接入,灵活性资源不足带来的问题主要体现为局部地区的弃风弃光.02/新能源渗透率3050%之间时，电力系统运行场景更加多
6、样化，新能源功率的波动性使得传统发电机组不得不快速调整出力适应平衡的需要，对大型煤电、热电联产等火电机组的调频调峰能力提出了进一步要求，同时电力资源需要通过在全系统内进行资源协调纪置.03新能源渗透率水平5O%6O%时,由于大型火电比例降低，系统强度不断下降,同步电网的惯性将大幅度下降，有功功率控制和无功功率控制的难度不断加大,造成系统频率和电压波动幅度增大，智态稳定性问题突出，提高新砥电网友好性与配者一定比例的储链是提高新能源并网的更要措施.0Z新能源渗透率超过60%时，如大型新能源基地+特高压送出模式，受政策限制与成本因素，无法新建火电厂或高比例配置同步调相机，系统少同步甚至无同步电源支撑
7、，传统新能源的控制逻辑已无法稳定并网.因此，改变新能源控制模式，提高有功和无功控制与响应能力，主动缓解频率和电压波动，让光伏发电从GridFOI1.OWing走向GridForming,将成为解决光伏并网消纳的重要举措,通过光储融合+GridFOEng技术,打造智能光储发电机，将面蹒的控制逻娼,从电流源型控制转为电压源型控制，并具备强惯量支限瞬时稳压与故障穿越能力，让光伏发电从适应电网走向支撑电网，力腿光伏成为主力献A应用探索2021年，BI网青海电力公司联合中国电科院、清华大学、浙江大学、华为技术有限公司成立专业研究团队，历时四个多月，开展大规模储能支祥高比例可再生能源电力系统安全稳定运行研
8、究，全面系统地分析了电流型、电压支撑型等不同性能电化学储能支持复杂高比例交直流电网的机理特性和适应性，提出了电压主动支撑型储能(GridForming)优化功率分配和控制的策略，为释放新能源发电f三流输电能力提供了新械术手段。2022年，ACWAPOWER、山东电建三公司、华为排手建设了全球最大的光储微网项目一沙特红海新城项目.作为全球首个IO0%使用新能源供电的城市，也是沙特王国2030诙中和愿景规划的重点项目。该项目规划建设400MW光伏、1.3GWh储能，完全由光储系统支撑电网，替代传统油机，为100万人口提供清洁稳定电力，助力沙特王国打造全球清洁能源和绿色经济中心，也成为面向未来,全球
9、实现100%光储清洁供电的更要实践.趋势二高密高可靠图5.幽新tess4汨馅给(今=：IRiNAWOR1.DENERGYTRANS111ONSOUT1.OOK2022)近年来，传统化石能源的度电成本随看其资源枯竭和碳税的应用不断升高,而新能源经济前景却令人瞩目.根据IRENA分析，过去10年光伏的度电成本下降近10倍，已低于传统化石能源度电成本，而正是因为不断涌现的创新技术的驱动，加速了这TI势的到味.趋势高功率密度：光伏的度电成本的快速下降，很大程度依赖于设备的功率密度的提升.01/子阵功率由IMW以下提升到3MW以上；02/组件的功率宓度从200W提升到500W+;03/逆变器直流电压由I
10、100V提升到1500V,同时高密度碳化硅、氮化银等材料科学的兴起，预计未来5年,逆变器的功率密度将再提升50%。高可靠保障：提升功率空度的同时让设备的高可靠性变得比以往更加正要.通过磁集成技术、配电单板集成技术、风道散热布局优化、模块化设计和独立分腔设计可有效提升设备的可靠性.同时，需在极其严酷环境的验证可克性设计，如高盐雾、高温、高湿、台风、沙尘等环境等。图6.HiS海南州2.2Gw特点压IfiE1.华为历经4年研发、测试与验证，将智能光伏控制器的功率由20OkW功率段提升到30OkW功率以上，在提升功率密度的同时保障了更高的可靠性.2020年9月30日，国家电投黄河水电携手华为打造全球单
11、体规模最大的光伏电站青海省海南州2.2GW特高压光伏电站正式并网发电.被至2022年，9216台华为智能光伏控制器仍稳定运行在海出3100米的环境中，每年将5(MZrkWh清洁电力通过吉豫直流送至远在1500多公里外的河南驻马店,智能光伏控制器的总可用时长封过2千万小时，可用度高达99.999%.趋势三组件级电力电子(M1.PE)分布式光伏在产业政策和技术发展的驱动下近年来迎来蓬勃发展.据HIS的统计数据，2016年-2021年，全球分布式光伏年新增装机房占比从24%快速增长到47%,但随若装机总承的快速增长，大面积适装光伏的屋顶资源变得趣来越少.面对有遮挡或者多朝向屋顶的场景，如何在保障发电
12、量的同时充分利用屋顶资源成为需要解决的要点问鹿。另外，分布式光伏多以屋顶为载体，直流侧高压带来安全防护问题需要引起重视，且分布式电站点多面广，只依靠人工难浜现精细化的运维管理。因此，如何进/提分布式光伏的发电和运维效率，保障用电安全,实现精细化管理与运维运营成为关键.图7分布式光伏装机增长趋势趋势组件级电力电子器件(Modu1.e-1.eve1.PowerE1.ectronics,M1.PE)在光伏系统中指能对单个或几个光伏组件进行精细化控制的电力电子设备，包括微型逆变器、功率优化器和关断器，组件级发电、监控和安全关断是其独特价值.随着更多客户对于安全、高发电量等特性的重视，M1.PE的市场价值得到迸一步发掘，市场接受度和份额快速提升.以功率优化器为例，根据IHS统计数据显示，2021年全球优化器年出货JR为8.2GW,占分布式光伏当年装机H的7.47%.预计到2027年，全球优化器年出货量将增长到77GW,优化器的渗透率将达到20%30%.回顾光伏电力电子设备的发展历程可以发现，从集中式逆变器到组串式逆变器的迭代发展，实现了从系统级MPPT到组串级MPPT的升级，系统发电量提升3%以上.而从组串式逆变器到到以微型逆变器为代表的M1.PE解决方案的演进,通过实现光伏系统的组件级优化发电和监控，将会让系统发电量和安全性得到进一步提升.
