國家能源局發布1—5月全國電力工業統計數據顯示,我國光伏發電裝機規模突破10億千瓦,占我國總發電裝機容量的比重達30%、占全球光伏裝機總規模的近一半。在我國乃至全球范圍,新能源發展均保持著快速增長勢頭,而伴隨著高比例新能源接入,電網穩定與新能源消納成為亟待解決的核心難題。
華為數字能源鄭越: 華為智能組串式構網型儲能以“構網”和“安全”引領行業高質量發展
如何安全、穩定、高質量地加速構建以新能源為主體的新型電力系統?日前在上海SNEC期間,華為數字能源攜FusionSolar9.0智能組串式構網型光儲解決方案亮相,以最新的智能光伏戰略和全球首個構網型光儲解決方案,開啟構網型光儲新時代,面向全行業給出了響亮回答。
隨著新能源滲透率持續提升,電力系統“雙高”(高比例新能源、高比例電力電子設備)特性明顯,對電力系統的安全、穩定、經濟運行提出了新的挑戰。華為構網型技術正是瞄準穩定構網的行業難題,實現全時域、全工況、全場景的場站級穩定構網。“場站級構網技術會是新能源場站的 ‘必選項’。”華為數字能源構網型儲能領域總裁鄭越在接受記者采訪時表示,“華為數字能源以硬核實力,定義了構網能力的黃金標準:構網型儲能應具備貫穿電力系統發輸配用的全場景、全工況、全時域的場站級構網能力。”
正值新能源邁向主力電源的關鍵變革期,風、光在能源系統中滲透率不斷提升,面臨穩定控制難、靈活調節弱、安全要求高等現實挑戰。憑借短路電流支撐、寬頻振蕩抑制、慣量響應、調頻調峰、黑啟動等功能,構網型儲能被寄予厚望,將極大支撐電力系統安全穩定。一如國家能源局在組織開展新型電力系統建設第一批試點工作中,已將構網技術列為七大試點方向之首。
“構網技術已經成為新能源電站的必備能力,這是解決電網穩定和平衡的關鍵技術,支撐新型電力系統安全和穩定運行。”鄭越直言,新能源電站的容量越來越大,海量的電力電子設備并聯運行以及電站設備的粗放式管理,已無法滿足電力系統安全穩定運行的要求,因此場站級構網和場站級的AI智能化管理已成為電站安全穩定運行的必備能力。
認知逐步清晰,但從實際來看,場站級構網技術廣泛商用仍面臨四大世界性難題:
多機同步穩定問題:未來將有成千上萬的電力電子設備接入電網,作為電壓源運行時,需要極高的自身同步運行能力,否則一旦發生失步和環流將威脅設備安全和系統的穩定;
寬頻振蕩問題:新型電力系統存在振蕩頻域范圍廣、傳播復雜、機理建模與分析困難、抑制措施實施難度大等挑戰,會引發新能源大規模脫網甚至系統性大停電;
瞬態過載能力不足:傳統機電設備天然具有短時過載優勢,而電力電子器件面臨擊穿和過熱失效的風險,導致各類暫態擾動下構網設備失去對電網的支撐能力;
電力電子設備的高可靠性挑戰:應對電網穩態和暫態的擾動,如何確保自身設備安全穩定。
華為數字能源在構網技術領域持續創新,完成了從強網到弱網、再到離網,從常規環境到極端環境的構網性能實證測試與應用落地,攻克了上述四大世界級難題。最新推出的FusionSolar9.0智能組串式構網型光儲解決方案更是直擊行業痛點,以真構網、全智能、高質量為核心,通過場站級構網能力貫穿電力系統發輸配用各環節,實現了三大關鍵突破——從儲能構網升級到光儲構網,從發電側構網升級到發輸配用全場景構網,從站點的可視可管升級到“端-邊-云”的全鏈路智能化、全生命周期的智能管理。
從全場景、全工況到全面應用是如何實現的?背后又傾注了華為數字能源的哪些技術創新投入?
走進上海青浦,這里不僅有全球最大、最先進的“練秋湖研發中心”,常年聚集著三萬多名科研工作者,還有數字能源斥巨資投建的構網研發實驗室,依托豐富的仿真測試資源、強大的科研團隊實力、頂尖的前沿創新能力,為構網型儲能系統的創新突破提供了強有力的保障。在此背后,圍繞電力系統發輸配用各環節,華為構網技術構建了六大核心能力,并率先提出“真構網”的定義。
據鄭越介紹,“真構網”的六大核心能力包括:短路電流支撐、慣量響應、寬頻振蕩抑制、調頻、分鐘級黑啟動和并離網切換。同時,輔以強大的三維能力作支撐,無論儲能系統處于何種SOC工況、電網環境面臨何種SCR水平、7*24小時不間斷并面向未來能源架構的全時域持續演進,FusionSolar9.0智能組串式構網型光儲解決方案支撐新型電力系統穩定、安全、高質量發展。尤其值得一提的是,該解決方案還能實現一個平臺靈活應對調峰、調頻、慣量等多種商業模式的長期演進。
實實在在的項目更具說服力。在發電側,在4700米高海拔、最低零下35.5℃、極弱電網的西藏阿里地區,一個裝機容量為30MW的光伏電站,加裝了6MW/24MWh華為智能組串式構網型儲能系統后,將光伏出力從1.5MW提升至12MW,電站年收益增加400多萬元。再如在輸電側,構網方案支持200ms站級快速響應和0-100% SOC范圍的恒功率輸出,由此為客戶帶來了更多收益。華為在瑞典建設的北歐第一個調頻儲能電站,因響應速度快、可靠性高,投資回報周期僅1年。在沙特紅海全球最大的100%新能源微網項目,穩定運行時間超過21個月,提供綠電超15億度……
“更前沿的技術、更安全的解決方案、支持面向未來不同商業模式的需要,通過價值創造為客戶帶來更高的投資收益。”鄭越稱。
華為數字能源鄭越: 華為智能組串式構網型儲能以“構網”和“安全”引領行業高質量發展
在鄭越看來,僅給客戶帶來短期收益遠遠不夠,長期的安全和穩定運行才是根本。“這是因為高發電、低失效、易運維的產品特性,帶來的不僅是發電效率和收益提升,也帶來了貫穿產品生命周期的安全保障。對于儲能行業而言,從2021年至今已發生超過百起事故,安全問題更是不容忽視,可以說這是整個系統里面非常重要的一環。”
鄭越進一步坦言,儲能系統具有高密度、高電壓、大電流三大典型特征。在生命周期內,儲能系統的電化學不一致性、電網的運行狀態的多樣性、數字化管理能力不足等都可能導致巨大的安全隱患。對此,華為數字能源以“不起火、不爆炸、不擴散、不傷人”的四大卓越安全標準為基礎,搭建了一套涵蓋研發、供應、采購、制造、銷售、交付與運維等各個節點的儲能強電安全體系。其中,業界獨創的“磐石”電池包、從電芯到電網的智能“組串式雙級架構”的安全設計、AI數字化實現全鏈路管理等,共同構筑了堅不可摧的端到端安全防線,并通過“電池包級熱失控不擴散”重新定義儲能安全,為整個行業樹立起安全新標桿。
華為數字能源鄭越: 華為智能組串式構網型儲能以“構網”和“安全”引領行業高質量發展
為驗證自身安全可靠性,華為數字能源還主動發起最嚴苛的極限挑戰。經德國TÜV萊茵認證,華為智能組串式構網型儲能系統完成了電池包級熱失控不擴散測試。測試結果證明,華為儲能系統憑借安全領域的周密考慮和系統性設計,可以實現電池包級熱失控不擴散,從源頭規避儲能箱起火、爆炸的風險,做到不燃爆、真安全,因此成功斬獲TÜV萊茵頒發的業界首張最高安全等級認證。華為還在國際權威機構DNV的見證下,對其智能組串式構網型儲能系統進行了極限燃燒試驗,在測試中不斷增加電芯熱失控數量,該系統仍表現出色,全面驗證了其在極端燃燒場景下的安全防護能力,獲得了 DNV簽發的大規模耐火證明。華為數字能源始終堅持高質量戰略,積極擁抱AI,主動安全構網,加速光風儲成為主力能源。
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