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《我国攻克大功率集散式光伏逆变成套技术难题》

  • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者： guokm
  • 发布时间：2022-06-26

  • 6月22日，记者从江南大学了解到，该校物联网工程学院科研团队与上能电气股份有限公司、华中科技大学无锡研究院产学研深度合作，通过协同创新攻克了复杂场景光伏组件配置最优性、高防护等级超大功率逆变器散热性、分布大容量光伏逆变器并网可靠性等核心难题，并突破了集中和组串逆变方案在复杂场景大规模应用的技术局限性，研制出1100V1MW/2MW、1500V3.15MW系列兆瓦级集散式光伏逆变成套系统，相关研究成果已得到转化应用。

    该项目研究团队主要成员、江南大学物联网工程学院王艳教授介绍，大功率集散式光伏逆变器成套系统是光伏发电核心设备，用于实现光伏组件的最大功率跟踪、电能变换、并网控制等重要功能。高电压兆瓦级高效逆变技术是实现光伏发电平价上网的重要技术途径。项目立项前，国内外无大功率集散式逆变成套系统相关技术和产品。

    从行业发展来看，光伏逆变器采用集中式和组串式两种方案，集中式在复杂应用场景下存在组件“失配”损失；组串式容配比也受限、存在并联环流损耗等问题。

    “我们团队创新采用超大功率三电平集散式逆变技术，研制出全球首台1500V3.15MW超大单机容量的集散式光伏逆变器，实现了交直流电压比同类系统提升了1.5倍，最大转换效率99.06%，成本降低0.15元/W。”王艳说。

    研究团队还基于集散式逆变方案的分布式直流侧光储一体化技术，创制了基于混合SiC技术的模块化直流储能变流器，提高储能效率。该技术在上能电气股份有限公司建成了年产3000MW的大功率集散式光伏逆变成套系统生产线。

    目前，该技术已在华能靖边龙洲风光互补光伏发电站建成了国内首个采用2MWp集散式逆变单元的30MW光伏发电站，在印度建成了首个海外集散式光伏发电示范基地。近2年中直接应用单位有8家，产品在全球集散式光伏逆变器市场占比60%，累计新增销售21.5亿元。

    相关专家认为，该研究成果的快速转化，有力推动了我国光伏电站系统的高效发电效率、运行安全性以及智能控制的科技进步。

  • 原文来源：https://solar.in-en.com/html/solar-2404846.shtml
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    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2022-03-23
    • 一排排蓝色的光伏板架设在宽阔的鱼塘上，像碧波上的鱼鳞，在阳光照射下熠熠闪光……这是江苏省江都区曹桥村“渔光互补”发电站项目现场。 曹桥村境内地势低洼，有上千亩废旧鱼塘和滩涂资源。曹桥村通过规划，把区域内四五十个大小不一的鱼塘整合为六个成片的大鱼塘，并在此基础上建设了总装机容量15兆瓦的“渔光互补”光伏发电站项目。在曹桥村“渔光互补”光伏发电站，上层空间用于光伏发电的同时，下层水体还能用于养殖，形成了“上面发电、下面养鱼”的集约发展模式，助力农民增产增收。目前，该水面光伏电站年均发电量达1800万千瓦时，仅发电量一项，每年可产生效益1800万元，日均效益5万元。 10多年来，光伏发电成本下降了90%以上。随着光伏产业的快速发展，其应用领域也越来越广泛，而“水面光伏”也成为了光伏产业的一颗新星。 不占用土地、发电效率更高 水面光伏电站是指在水塘、中小型湖泊、水库、蓄水池、采煤塌陷区形成的湖泊等水面上建立的光伏发电站。隆基绿能科技股份有限公司中国地区部解决方案专家马竞涛说，从广义的“水面光伏”来说，行业并没有严格的界定条件，一般将光伏电站下部长期为水域的电站，都称为“水面光伏”。 根据其基础类型不同，水面光伏电站主要有桩基固定式和漂浮式两种建设形式。而光伏电站具体采用哪种类型通常由水深来决定，即在水深小于等于3米的浅水区，可采用桩基固定式；在水深大于3米的深水区，径流稳定、水位变化一般小于6米时，可采用漂浮式。 由于不占用土地资源，可减少水量蒸发，又兼顾渔业养殖等特点，近年来“水面光伏”受到广泛关注，并在湖泊、河流、滩涂、近海等多种场景下得到成功应用。特别是建在水面较为开阔区域的光伏电站，可避免其他物体的阴影对光伏组件发电带来的不利影响，水面的光反射率也远大于地面和山地表面的反射率。并且水面具有冷却作用，能有效降低光伏组件的温度损耗，“水面光伏”系统的整体发电量比同等条件下的屋顶或地面光伏发电系统，高出10%—15%。 同时，随着挡浪墙、围堰施工等工程技术方案的改进和提升，我国“水面光伏”项目已进入海域，成功建设了浙江慈溪海涂项目等海上光伏项目，拓展了“水面光伏”的开发应用领域。中能众诚新能源科技有限公司总经理张晓鸣说，“水面光伏”的桩基固定式和漂浮式两种形式，各有其适用的场景，但从发展前景而言，漂浮式正在成为光伏地面集中式与屋顶分布式之后的第三大光伏电站发展趋势。“漂浮式光伏电站具有不占用土地，发电量相对较高，不破坏水域环境的特性，预计未来5年全球市场规模将达到60吉瓦以上。”张晓鸣说。 发展“水面光伏”仍面临技术问题 目前，全球“水面光伏”产业已进入快速发展期。由于支持政策好、商业模式成熟，我国“水面光伏”项目总装机容量已达全球第一，也是大规模水面光伏电站的主要建设国家。目前，我国“水面光伏”项目主要分布在沿海、沿江城市。 据能源和自然资源咨询公司伍德麦肯兹公司的电力与可再生能源部预测，2019—2024年全球“水面光伏”的需求量预计将以年均22%的速度增长，2022年，“水面光伏”新增装机容量将占全球所有光伏新增装机容量的2%。 不过当前发展“水面光伏”还面临政策和技术等问题限制。晶科能源控股有限公司总经理陈康平说，光伏复合项目用地标准不够明确，各地对灌木林地、坑塘水面等用于光伏复合项目建设的审批标准不一，部分地区存在“一刀切”的情况。一些地区相关部门过度解读涉河建设项目管理的政策要求，限制了“水面光伏”项目的开发。他建议，在坚守生态红线、不改变原用地性质的前提下，明确在一般耕地、灌木林地、坑塘水面、水库水面、园地等建设光伏复合型项目的适用规范，为因地制宜建设农光互补、渔光互补等具有综合经济社会效益的光伏复合项目提供便利。 今年1月7日，山东省海洋局结束了对《关于推进光伏发电海域立体使用管理的指导意见（征求意见稿）》（以下简称《征求意见稿》）的意见征求工作。根据《征求意见稿》，山东鼓励各市因地制宜探索利用已确权的养殖用海、盐田用海区域，科学布局光伏发电项目。 据初步统计，我国海洋光伏电站项目规划的发电量已超过500万千瓦。天津南港、广西防城港、江苏连云港、河北黄骅港和曹妃甸及山东、浙江、福建等省的重点区域都有相应项目规划。 浙江大学海洋学院教授赵西增说，目前国内外内陆水面的光伏技术已相对成熟，但海洋光伏电站项目套用内陆“水面光伏”的技术方案，“事实上几乎完全不可行”。赵西增认为，由于海洋环境的特殊性，不同地区的风浪流差别非常大，不仅无法沿用内陆水面光伏电站的经验，甚至不同海域的技术方案都需“一事一议”。目前，海洋光伏电站的技术仍处于起步阶段，如何从技术层面控制风险、优化投资，还需要更基础的研究探索。 建设“水面光伏”有严格的环评要求 河南、山西等地日前发布的总河长令，将水面光伏电站列入了重点排查和整治范围。那么，“水面光伏”是否会对生态环境不利，会不会影响水质？ 欧洲研究人员在对一处水面光伏电站进行了一年多的环境影响调研后得出结论：“水面光伏”不会影响水质。调研表明，组件下的水体含氧量在一年内变化很小。风和阳光仍然很容易到达组件阵列下方的水面，该漂浮系统下的水质与邻近水域仍处于同一水平。 据《国际低碳技术杂志》2021年刊发的一篇报告显示，研究人员对水面光伏组件的不同覆盖率和倾斜角度下不同水体水质参数进行了监测，结果均显示水质没有受到影响。水面光伏系统能通过遮蔽阳光起到冷却水体的作用，从而防止有毒绿藻的聚集和水体蒸发。数据还表明，水体中硝酸盐浓度最高下降了14%、叶绿素浓度平均降低了17.5%。 建设水面光伏电站，我国在生态环境保护方面有着严格的要求。马竞涛说，环评主要包括土地规划、电力规划分析，建设及生产过程的原有污染、新产生污染评估，以及大气环境、水环境、声环境、地下水、光环境等方面的污染情况。“还包括项目是否将改变区域环境现有功能、建设项目配套的环保技术方案和投资估算。部分特殊情况还需进行大气环境影响、水环境影响、生态影响等方面的专项评价。” 当前，我国“水面光伏”产业链持续优化升级，成熟的应用案例和解决方案不断出现。水电水利规划设计总院国际业务部综合处处长张木梓说，如阳光电源股份有限公司等提出了“大型水面光伏电站智慧解决方案”理念，采用“水上光伏专用智能汇流箱+箱式逆变房”模式，具有“入水不浸、无线通信、灵活接线”等特点，使水面光伏电站发电量更高、更安全可靠，投资更少；浙江正泰新能源开发有限公司等提出“合筑锦绣光伏”理念，发展“渔光互补”电站，实现水下养殖、水上发电，还依托大数据云服务平台，全方位远程监控、专人管理，保障了系统的可靠运行。 “目前，‘水面光伏’已获得了世界各地的广泛认可，并为光伏场景的拓展提供了更多可能。”马竞涛说。
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  • 《科华数据公司攻克电力电子技术难题——让用电环境更智慧环保》
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    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2023-01-09
    • 位于福建厦门市湖里区的科华数据股份有限公司（以下简称“科华数据公司”）展览馆内，“集科技精髓 创华夏伟业”这句铿锵有力的话语，清晰地描绘出公司的发展目标。 科华数据公司自动化生产线车间内，检测员在对焊点质量进行复核。 研发人员对电路板焊接器件进行可靠性测试。　（资料图片） 公司负责人告诉记者，为实现这一目标，34年间科华数据公司依靠自主研发和科技创新，连续20余年领先UPS（不间断电源）国内品牌，获国家制造业单项冠军称号，公司产品出口100多个国家和地区。 坚持创新研发 上世纪80年代，国内用电环境的显著特点是供应不足、电压不稳，容易使计算机等设备的电子系统受到干扰，造成数据丢失、元件受损等危害。在这种环境下，UPS作为保障电路、设备、数据、仪器正常使用的产品逐渐受到市场关注。科华数据公司看到了UPS存在的价值，认准这将是一片广阔的蓝海，决定进入该领域。 2015年，公司开始寻求核电设备国产化，科华数据股份有限公司总工程师、技术中心总经理苏先进带领公司研发团队自主研发出首个国产化核级大功率UPS。经过近3年的专项研发，公司在2017年得到了核电领域的权威认可，并参与了多个核级UPS项目。 这些成果来自于科华数据公司的技术实力，更源于人才的汇聚和科技创新的持续投入。 “我们公司建有国家企业技术中心，并设立院士专家工作站及博士后科研工作站，拥有强大的研发团队，每年在研发上的投入占营收的6%至8%。”科华数据股份有限公司董事长陈成辉说。 “仅仅依靠企业自身的技术力量远远不够，在基础研究、重大技术创新领域，科华数据公司积极和厦门大学、福州大学、华中科技大学、浙江大学、清华大学等高校紧密合作，破解了许多重大课题。”苏先进说。 科华数据公司除了专利和软件著作权外，还发布了多项企业标准，主导起草《核电用UPS系统技术要求》《压水堆核电厂常规岛用直流/交流逆变器技术要求》2项核电技术标准，依据HAF003《核电厂质量保证安全规定》建立并实施了核质量保证体系，奠定了在国内核电UPS领域的领先地位。 与一般的电子产品不同，UPS的最大作用就是为其他电子产品提供稳定的电力供应，因此自身的稳定性更加重要。“从设计原理和追求目标上来讲，不需要售后服务的产品才是真正合格的产品。”科华数据股份有限公司董事会秘书林韬说，对于科华数据而言，产品研发重要，产品的生产也同样重要。 在科华数据超大功率生产车间里，记者看到了依次摆放着的大型组柜式设备，一旁的工作人员正手拿工具进行调试。“我们车间有个制造执行系统，对每天的质量情况、生产计划、设备保养等进行综合动态监管。”公司超大功率车间经理黄永典说，公司始终追求“科技领先、品质超群、用户信赖”的质量方针，配备专业化质量保障团队及智能化检测系统，从原材料检测到成品出库，全方位进行综合动态监管，打造可追溯的全生命周期质量管控。 目前，科华数据在漳州、厦门、佛山等地设立规模化、专业化的智造基地，满足公司多系列产品的生产，形成数智化、定制化和一体化的产业供应链。 提供解决方案 “公司根据用户的需求，开发出适销对路的产品，并逐步得到了市场认可。”苏先进说，2000年科华数据公司在并联技术上取得突破，为公司研发大功率UPS奠定了坚实基础。 自此，科华数据公司不仅在UPS领域国内领先，还将业务延伸至光伏、储能、微网、风电配套、综合能源服务等领域。 林韬给记者举了一个例子：“地铁刹车时会产生大量的能量，以往都白白浪费了，为此我们提供了一套地铁制动能量回馈装置解决方案——当列车进站时，将刹车产生的能量回馈到交流电网，供其他用电设备使用，为地铁提供智慧电源综合解决方案。”目前，科华数据公司的轨道交通设备电力保护与系统集成解决方案服务于国内40多个城市的130多条轨道交通线路。 “无论是传统的UPS，还是现在的数据中心、新能源两条新赛道，都属于智慧电能领域。我们将数字化和场景化的智慧电能综合管理系统与大数据、人工智能、物联网等结合，形成了独具特色的产品和解决方案。”陈成辉说，2022年，科华数据公司在数据中心、新能源、电源三大业务板块均取得不错成绩。 自成立以来，公司获得过国家及省部级科学进步奖30余次，承担国家级专项课题等30余项，参与190多项国家、行业和团体标准的制定，获得国家专利、软件著作权等知识产权1400余项。 完善市场布局 “数字化和绿色化是科华数据公司的发展方向，我们需要快速转型，提前布局，跟上时代发展和变化。”陈成辉说，为更好满足公司不同业务板块发展需求，精准聚焦行业领域，2021年科华数据公司成立了科华数能集团，打造以科华数据、科华数能为主的战略布局。 在全新的集团架构下，科华数据和科华数能将作为主力军，带领数据中心、新能源和电源等业务板块迈向行业一流。 “目前，数据中心、新能源两条赛道发展都不错，我们有信心在5年内达到‘双百亿’目标。”林韬说。 “公司海外业务凭借完善的市场战略布局和多年深耕的沉淀，持续稳步上升。2000年前，公司就已经开始踏足海外市场，为海外客户提供电源类产品。凭借精准的战略定位、领先的前沿技术、可靠的产品方案，全球业务形态快速成型，呈现高速增长的态势。”公司海外市场经理张坤鸿说。 在海外市场面临汇率波动、原材料和货运涨价等多重挑战下，科华数据公司依托战略、技术、供应链的综合优势，依旧保持利润增长。2021年海外业务增长超40%。 “无论是国内市场还是国际市场，公司始终围绕智慧电能不断做深做大，希望能够成为一流的智慧电能综合解决方案服务商。”陈成辉说。
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