全球第一个百GW组串逆变器企业诞生记丨华为光伏十年回顾

来源:华为 编辑:jianping 组串逆变器华为光伏
2013年,华为网络能源(现更名华为数字能源)经过三年多的技术积累,光伏逆变器开始投放市场,华为的集中式逆变器在中国陆续装了几百MW,但在这个过程中,从客户那里得到的反馈,促使这位华为老兵觉得必须要到项目现场了解客户的真实需求。

向不可能处演进


2015年,由国家能源局主导的光伏领跑者项目启动,智能光伏大获成功,华为组串逆变器占比达50%以上。2016年的领跑者项目,华为的智能组串逆变器更是达到65%以上。


智能光伏以每年一个大版本的速度升级,而光伏产业全面步入数字化时代后,电网也认识到无线通讯的安全性,变得逐步开放与包容。在使用“智能光伏无线宽带系统”之后,宁夏宝丰光伏电站项目的场站值长,最深切的体悟就是,“传统光伏电站通信方法无法满足我站对于业务移动的诉求,制约了电站的发展,而采用无线系统后,一个光伏电站布一个4G基站,就可以完成整个光伏电站的站内通讯,建设和运维变得简单多了。无线帮助我们解决了复杂多样的电站问题。”


除了带动国内市场走向智能时代的同时,海外也刮起了“华为风暴”。


近日,华为对外公开了一则产品极限测试的视频,除模拟台风、极寒等极端天气之外,还用极高的成本模拟了室外雷电测试和爆炸测试:随着小火箭在雷雨天极速上升,一道电光划破天际。


这种“人工渡劫”的测试,让国外客户看的目瞪口呆之余,也对华为产品的质量深信不疑。欧洲、日本的能源巨头纷纷转向华为,使其快速成功跻身一流梯队,经过几年市场发展,已傲视群雄,在这些市场均处领先地位。在欧洲、日本、澳大利亚这几个对电网要求非常严格的国家,电网适应性是一大挑战,对逆变器企业的实力有很高要求。而华为却顺利符合了当地电网的要求,成为了当地的首选品牌。


全球运维也是逆变器的一大挑战,海外的人力成本更高。集中式逆变器必须要专业人士到现场处理故障,即使在国内也需要一周左右时间,而华为逆变器免维护设计,让运维人员基本不用去现场。及时万一有故障,现场更换,也只需要2小时。


公司本身强大的实力和专注一款产品的合力优势,让华为在全球主要的高端市场,均名列前茅。


在这一年起,在IHS的排名上,华为逆变器全球出货量就开始占据第一的宝座。

不过,挑战仍然接踵而来,客户总会向第一名提出更高的要求。


“有没有什么办法掌握每串组件的发电能力?”


在此之前,对光伏组件场站内的检测主要依靠工人手持EL和IV检测工具完成的,大型地面光伏电站的检测多为定位到故障后检测或站内抽测,100W的组件有30万块组件,近两万个组串,占地超过2平方公里。如果用人工完成一次全面巡检,相当于运维人员要用脚丈量数百公里的路程,期间还要一块组件一块组件的做测试,现场拆端子测试也具备一定危险性和发电量损失,所以全面检测一直被视为不可能完成的任务。


随着电站精益管理逐步发展,以及电站交易量增大,业主或收购方对于全面掌握电站情况渴求增大,于是难题被抛给了以解决方案著称的华为。简单来说就是:像手机跑分一样给电站跑分。


华为技术团队首先想到了IV曲线测试功能,并成功将其搭载到逆变器上。2014年,就率先与黄河水电展开联合研发,并且做了大量的实测。


这套智能IV检测技术通过反向供电测试组件的IV曲线,能够识别组件隐裂、热斑、背板失效、二极管损坏等14种常见故障。


在历经三版升级之后,目前华为的 智能 IV 曲线已经测了全球 5GW 以上的光伏电站,检测过的组件数量早已过千万,基于 AI 技术的智能 IV 诊断 4.0 除了应用场景广泛之外,速度进一步提升,15 分钟即可完成 100MW 全站的扫描,并且支持双面、叠瓦以及组串混装场景。而业界马上跟风而至,一夜之间,大部分厂家也推出智能IV诊断技术,但实际上,这个技术是建立在海量的数据积累上,没有大数据、没有一套先进的算法,准确度是难以保障的。


IV智能检测的出现,即是产业智能化分水岭,只有组串式逆变器能够完成这一工作;同时这也是华为的技术“护城河”:IV曲线检测的精准性,不至于漏报、误报,则是建立在有意识的对华为已经过百GW的智能设备反馈来的海量数据经年累月的分析的。


超过5GW进行IV曲线检测的组件不仅发电量有所保障,过程中得到的大数据也是一座宝矿。以业内一直争论不休的背板为例,数据显示,西部组件二极管损坏比例远高于东部,究其原因是西部紫外线强烈,背板如果过薄或材料不过关就会出现远比东部大得多的故障率。因此发往西部的背板应该加大强度。


此外,华为还通过大数据喂养出了“双面组件+跟踪系统”的最佳匹配方式。传统的“天文算法+反跟踪”结合GPS正时可以获得太阳的绝对位置信息,通过使组件与太阳光入射光夹角最小来获得相应的跟踪角。这种算法仅考虑了散射比例低时组件正面的直射辐射,在部分场景中会出现不是最优转角带来的发电量损失,比如在阴天,天文算法并不是最佳转角。而华为智能跟踪系统,通过“感知”外界的辐照、温度、风速等因素,结合精准的大数据和AI智能学习算法,能够实时得到跟踪支架的最佳转角,双面组件压抑的潜力得到充分释放,从而保障电站最佳的发电量。


至此,AI实现了跨界,完成了“海量场景+专家经验+跨域融合”的最后一步。而在AI的帮助下,光伏电站的潜能被挖掘释放。


2019年,全球第一个百GW组串逆变器企业诞生。用了十年,华为创造了一个产业奇迹。

 

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