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。

 

业界有人说,SMA发明了组串逆变器,而真正让组串逆变器发扬光大的是华为。


一次伟大的反向推演:为什么是组串


华为智能光伏负责人站在广袤无垠的戈壁滩上,被眼前“蓝色的海”所深深震撼。


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。


于是,几天后,他出现在3000公里以外的青海黄河水电光伏电站现场。


青海本就地广人稀,光伏电站距离又动辄需要驱车数十甚至过百公里,在荒凉的戈壁滩上与黄土和零星野草为伴,这份孤寂难以忍受。人手有限的情况下再去运行体量越来越大的光伏电站,在可预期的未来里,这将是个无底洞,终有一天会超出人力极限。


当时行业逆变器耐候性的研究刚刚开始,这位负责人看到:夏天的逆变器为了散热需要把用于防尘的门打开,然后晚上去扫灰,两个人一晚上“伺候”一台设备,一年365天,几乎天天在扫灰,让运维人员叫苦连天。另外逆变器由于专业性较强,大型逆变器出故障时只能等待专业维修人员修理,周期很长,耽误电站发电。


华为开始思索:市场到底要什么样的逆变器?


光伏逆变器技术最早起源于德国企业SMA,1991年开始生产第一台光伏用逆变器,从小型组串式逆变器开始,到2002年出了第一台集装箱逆变器,那个时候,华为还没开始这个业务。


从技术路线来看的话,先有组串式逆变器,到后面的集中型逆变器,这家做事严谨的德国公司奠定了光伏逆变器的产业技术路线,但最初SMA的制造和生产都是在德国做的,组串式逆变器的成本一直没有降下来。


2010年后光伏产业非常火热,逆变器一块多钱一瓦,华为早期参观了德国企业的设备后,觉得做工精良,生产线很标准很壮观,华为内部很多人也感觉集中式大机就是趋势。


谨慎起见,华为同时有两个团队各攻一套技术方案,按照当时的构想:组串式逆变器拿下欧洲市场,用集中式逆变器开拓中国地面电站市场。


但这次青海之行,让华为光伏负责人下定决心:砍掉集中式逆变器业务。可是,新的模式又在哪里?


首先人力越来越贵,运维成本居高不下,这将成为制约光伏度电成本的大问题。其次,集中式逆变器当时的MPPT路数不够多,无法解决组串失配问题,常年累月,失配问题严重,发电量下降越来越多。更大的问题是不具备精确故障定位能力,几十个足球场这么大电站,根本不知道哪串出了问题;但是组串式逆变器就能完全解决客户的烦恼吗?丹麦工业巨头丹弗斯曾在业内推过一段时间的组串式逆变器,但刚刚在中国打开市场后却关闭了光伏业务,而究其原因,也主要是组串逆变器成本太高,大型地面电站并网谐波等问题无法解决。


局面好像进入了死胡同。不过提供解决方案,给客户解决问题,恰巧是华为最为强大的能力。他们将需求进行了反向推演:


1、必须具备小子阵或组串级故障检测能力;


2、故障排除时间要短;


3、节约人力,尤其是将常常在相距甚远多个电站间来回奔波的专业技术人员解放出来;


4、解决组串失配,提升发电量;


5、成本不能太高。


看似当时的产品都没办法兼顾这些需求,但华为的工程师的脑洞深不可测:将产品扩展成产品包。


他们选择了具备上述条件的组串式逆变器,并将华为通信业务做基站的经验,移植到光伏业务。


应用单体功率较小的组串式,意味着设备数量的增加,控制故障率成为方案成功的关键。在华为严苛的制造与测试标准约束下,到2018年底,华为全球累计发货300万套设备中,整体故障率仅千分之三,远远低于同行业。超低故障率的背后是大量的研发投入。华为基本每年推出一款精品,不求多,只求精。因为每一款产品都要经过大量的验证和测试:散热防尘这些测试都是基本的要求。除此之外还有国内唯一的火箭引雷测试和爆炸测试,光室外引雷测试就达到百万元,如此高昂成本,可见华为对产品质量的态度。


刚开始很多人不理解,为什么华为一定要把熔丝要干掉。从整个运维的角度去看,他们不希望把这些易损件加到订单里面。就要把电站做到整个系统免维护,不仅干掉熔丝,包括风扇等其他容易产生故障的地方,一律去除。这也是华为一直秉承的“少即是多”的极简理念,把复杂留给自己,把简单留给客户。用更“少”的时间,更“少”的设备,更“少”的运维,带来更“多”的发电量,更“多”的极致体验。


除硬件外,华为还配备了上百人的软件团队,博士比例80%以上,专门解决大型地面电站的并网算法问题,而后来的上GW的电站都在用组串逆变器,并且并网毫无压力,则显示了这支博士军团的实力。华为正在把ICT的技术,赋予电站智能。


以增强后的组串逆变器为核心,加载电站智能管理系统出炉后,在曲阳的山地光伏电站中,率先得到了很好的应用。


2014年,华为智能光伏1.0整套解决方案第一次在业内亮相,展示了通过集控中心,远程发现并定位组件故障、场站入侵、各阵列发电情况。


这让许多业内人士激动不已,会后喊出“非智能,不光伏”的口号。


智能光伏的时代,来临了。



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