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我国西部光伏电站未来路在何方?

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2015年10月23日 | 中国能源研究网  http://energy.chinairn.com |打印】【关闭

  各位光伏的同事,大家下午好。今天非常感谢主办方给我这样的机会给大家分享我们阳光的一些观点。今天也是我今年下半年第三次在西北的论坛上发言,前面是在酒泉的博览会,第二次有一个西北的研讨会,今天很幸运第三次参加这样的研讨会。那么今天我给大家回报的题目是《西部电站的解决方案和发展趋势》。大家都知道我们阳光是主要是做逆变器的,我们的核心产品,包括所有的精力,这十几年都围绕着逆变器业务展开。那么现在光伏发展的趋势以及应用的趋势,大家应该都很清楚,尤其是我们今年从最开始的17.8GW计划的装机量调整到现在增加了5.3GW。那么从长远的规划,2020年要达到150GW。实际上如果按照现在的速度,我估计到2020年数字会超过150GW,那么到2030年可能会达到400GW,更长远到2050年可能增加到2000GW,也就是说今后我们每年都会有20~30GW装机量。这里面还有一个数字,这里面60%可能是以大型的地面电站为主,40%会是分布式,包括各种屋顶等。从去年开始,我们国家开始大力发展分布式项目,实际上分布式当时大家讨论很多的屋顶觉得很复杂,但是现在来看,我们回头再想想分布式项目,这个复杂的程度远远没有我们现在做的这些新形式复杂。

  比如说我们的农业光伏。农业光伏这个行业也专门开了很多次研讨会进行各种技术探讨。比如说水上飘浮等,这个新型的电站给我们光伏系统的设计提出了很高的要求。现在我们甚至在研究这个光伏下面种什么样的蔬菜的收成会高,长得更好,我们这个透光率到底设置多少等等,所以不同学科的交叉给我们光伏系统的设计挑战是非常大的。

  上次我看了一个数字,比如说宁夏,现在装机的是一个GW,宁夏整个地区大概十几个GW,所以后面地面电站建设的总量空间还是非常大的,尽管有限电等各种各样的问题,但是这个大力发展的趋势肯定是挡不住的。

  作为大型的地面电站,它的特点是规模比较大,地面比较平坦,高压一般是110、220或者是330千伏来接入,同时需要快速向电网工程调动,尤其是我们现在规模越来越大情况下,对于我们光伏电站调度的要求越来越高。同时。我们系统的投资相对比较大,所以对于投资的收益固然也是非常高。

  在大型地面电站里,集中式逆变器解决方案是主流的方案,主要原因就是初始投资、电网介入,包括后期运营成本等有优势。我们经过2014年这么一年一直下来截止到2015年,这么长时间营运的结果来看,在大型地面电站,地面平台没有朝向和遮挡的情况下,集中式和组串式的发电量是持平的,这个结论我们在很多核电站包括在宁夏、新疆的电站里面,通过业主的计量电表可以读出这个数据。

  对于分布式项目,我们也让用户选择这种组串式的,这种优点很明显,首先它的容量比较强。而且对于朝向、遮挡问题,比如说分布式屋顶,难摆脱朝向的问题,可能有一个高层建筑遮挡,包括我们一些复杂的小型的山地项目,那么在这样的项目我们推荐用户选用组串式。

  今年上午还有一个同事问我,你们阳光是不是也开始做组串式了,这个里面其实有一个误解。阳光其实从2003年做光伏的时候,最开始做的就是组串式逆变器。我们第一款组串式逆变器用在上海的项目,后来因为国内大力发展西部地面电站,我们推出了5000千瓦的集中式产品,那么这么多年我们的组串式主要的市场在哪儿?主要在欧美这些国家。截止现在,我们组串式逆变器涵盖了从2.5千瓦到最大80千瓦的整个范围产品,电压从220V到380V和480V等各种电压。我们的应用发货量超过了三个GW,所以在分布式项目越来越多的情况下,组串式运用的比例也越来越高,这是一个非常明显的趋势。

  那么对于荒漠电站,我们刚才有一个视频大家也看了,这部分大家简单过一下,我们一直推荐的是箱式。我们认为是大型荒漠电站的最佳选择。从去年2014年的发货量来看,也是占到了47.4%,那么今年可能会突破60%这么一个比例。那么它的主要优势一个是初始投资,相对于组件房来说,这个成本大概可以节省6万块钱,这还是比较保守的估计。这里面包括了占地面积、建设成本等。对于箱式逆变房,大家担心也是比较多的,我们在现场出现过,要开着门散热,网上也有人去说这个事情。那么目前我们这个箱式逆变房可以经受50度高温的考验。这个数字我们都是经过了从2013年底发货到现在实际经过了2014和2015年这两个夏天,而且目前我们应用环境温度不是在国内,而是在巴基斯坦还有阿尔及利亚这些沙漠地区,那里环境温度达到了50度以上更高的温度。

  还有防水防尘设计。对于西部大家反应比较突出的灰尘问题,我们推荐用户采用这种底部进风的方案。其实大家在西部都见过风电,风电上有一个比较明显的特点,就是我们都有一个小梯子从那里上去,我们的变流器一般是放在这个平台上面的。那么平台下面有一电缆的空间,从这个地方把电缆接上来,我们的地面器的风能的大部分就是从这个低层进风的。我们国内每年装机将近有20个GW的风电从来没有出现过大量灰尘问题,所以从防尘的角度来说,我们建议用户可以采用这种。同时集装箱还有一个最大的好处,就是它把系统真正地简化了,可以从安装维护的便利性,从系统设备的数量可以看出来。我们对比一兆瓦的系统,可以明显算出来,使用集装箱可以大大减少设备的数量。当然我们也非常赞成华为这种把大的机器分成无数个小的,这也是一种简化的方式,但是我们认为把更多的集中一体,尤其是对于几百兆瓦的这种电站,设备越集中,后期的维护量和前期的安装肯定是越小的,当然这是我们的观点。同时对于后期还有好处。里面有烟雾报警器,有照明系统等,从用户的角度出发,每一个部件坏了,你都需要单独去找不同的厂家。那么这个集装箱就解决了这个问题,所有的问题都可以找集装箱的提供厂家,他们可以帮你解决所有问题,所以这也是它维护的好处。目前,我们箱式逆变房已经在全球的市场广泛运用,去年的发货量数据是W4~5GW,今年这个数据可能会翻倍。

  第三部分就是西部电站的一些发展趋势。前面很多专家也提到,现在大家更关注的是25年的度电成本,也就是怎么去提高我们生命周期总的发电量和降低生命周期总的成本。那么实际上从我们的角度认为,降低LCOE是一个非常系统的工程。我们有一个中南大学做了很多方面的研究,包括我们组件的踩踏,不正当的施工、搬运等。也就是说你设计好了,可以一下子达到85%,实际安装以后到运行并不能达到实际的效果。尤其是我们国内,虽然目前国内大家都知道我们的领跑者计划,要求首年系统效率不低于81%,实际上这个数值专家也进行了统计,目前电站大概在75%左右。那么像在欧美的发达国家系统效率值是多少呢?基本上是在85%~90%这么一个程度,所以我们这里面实际上还有很大的空间去提高。

  第一个趋势我们认为是更大功率、更高效率、更高电压。首先是单机2.5兆瓦,这个是我们今年4月份在上海光伏展上推出的箱式逆变房,它的单机尺寸是10尺集装箱,容量可以做到2,5兆瓦,里面包含了4台独立的630千瓦,同时这个交流是可以直接电源输出,不需要变压器的。

  现在我们和很多设计院交流,他们也都做过精细化的设计和分析,认为1000伏的系统2.5兆瓦的可能是最优化的,所以我们也看到在国外主流逆变器厂家都推出了2.5兆瓦的解决方案或者是户外型逆变器。所以我们认为在2016年大型电站里,2兆瓦或者是2.5兆瓦可能会大面积运用。目前我们其实还有更大的,比如说我们印度的客户,以前我们一个方面做5兆瓦,用两台2.5兆瓦的箱式地面房介入了一个5兆瓦的双排变压器。那么还有像泰国,他基本上是需要2.5兆瓦,所以我们目前这款产品包括在国内也不断有客户来运用。它的系统成本我们大概算一下,降低每瓦一毛钱左右。

  还有1500伏系统的运用,这个从2015年开始国内有很多用户开始使用。我们这个产品也经过几年时间的研发,也推出这么多产品。相对1000伏系统,1500伏可以节省每瓦大概2毛钱的成本,同时系统的效率还可以进一步提高。

  第二个趋势是集成度进一步提高,也就是说系统进一步简化,这也是今年非常明显的趋势,把整个重压系统集成到箱式地面房里,这种方案在目前整个欧洲非常流行,欧洲基本上是采用这种集装箱的方式,北美基本上是采用平坦的方式,采用户外型逆变器。

  第三个趋势就是设计的精细化,这里面实际上包含了很多内容。首先是超配的设计,把直流和交流的比例进一步提高。过去基本上是一比一的比例来设计,我们通过大量的研究发现,比例完全可以做到1:2甚至更大,尤其是对于我们分布式的项目。通过超配之后,可以进一步提高系统的利用率,那么他的LCOE可以降低6%左右,实际上对于我们整个系统的成本是有好处的,当你比例再增加的时候,这个LCOE会出现一个拐点。那么这个也是我们行业讨论比较多的,怎么利用我们逆变器来替代这个SV这个功能。

  分布式这个就不用说了,目前所有分布式项目,我们阳光做的,都是采用的这种自动、无功跟踪控制的这样的一个方案,我们可以自动采集我们的变压,算出他的PQ,然后来控制我们每台逆变器发相应的无功,让我们的功率因素达到0.95以上。

  对于大型的电站,我们现在也可以运用我们的逆变器实现SV的一些功能。首先是时间上,30毫秒的要求,这个逆变器是完全可以满足的。那么第二个大家担心的容量问题,实际上我们现在功率因素0.9它的无功容量,就是你输出500千瓦,有功的时候还可以输出240千瓦的无功,实际上也就是50%的容量。这个可能用户担心无功是不是都代替有功发电,实际上不会的。这个功率因素代表着50%的无公容量,完全满足电站现在的要求。那么包括这种无人机在新型电站的设计进行勘测这些方面的运用,包括我们上午也提到的精心化的设计,包括布局,排列方式,也就是我特别赞成上午同事说的提高单位面积的利用率。原来我们设计间距设计到7米~8米非常宽,实际上我们国外做的电站最小的间距是2点几米,是存在一些遮挡,但是可以提高土地利用率,降低整个系统的成本。

  第四个趋势也是今天大家谈得非常多的,光伏+互联网,实现电站的数字化。那么从技术的发展角度来说,任何产品的信息化都是一个必然的趋势。现在其实互联网+已经应用到了很多行业,我看到有一个地方报道用互联网+实现农民种地,就是可以把土地的信息采集来,通过土地成本的分析来告诉用户他可以把这些信息通过这个平台传到比如说我这个大棚上,通过信息来了解地什么时候施肥,施什么肥,用什么样的植物等,所以互联网已经用得非常多。对于光伏来说,我们现在主要是讲的一个系统。

  其实简单理解,我有一个不太恰当的比喻,这道管理系统实际上类似于我们企业的ERP,它主要的作用是实现光伏电站的智能化或者数字化管理。通过这样一个数字化和智能化的手段,主要功能一个是实现我们所有电站集中管控,第二个可以实现自动化运用,减少人力成本,同时减少发电量的损失,第三个层次的功能就是可以做一些智能和分析来提高发电量,更高的层级金融文化的作用可以作为我们今后电站评级电站评估,因为今后的电站作为一种资产进行转让会是经常发生的事情,那么电站转让的时候,你怎么来体现电站的价值?就是要数据。所以今后这个数据是最值钱的,如果你一个电站有5年的发电量的运行数据,5年的的故障记录情况,你就可能更好的来提升自身的价值。

  目前我们互联网的监控可以检测到每一个组串,不管是集中式的解决方案或者是组串式的解决方案,都是这样一个技术。当然这里面说实话想要实现进一步分析是非常有困难的。比如说我们说你可以分析不同组串之间的发电量的差异,大家想想,如果你的模型分析这个组串比那个组串的发电量低多少,你要实现什么样的判断,如果正好一片云来了怎么办?正好把这几片遮住了,那几片没有遮住,比如说这个地方灰尘厚点,那个地方灰尘少点,所以目前我们在大型的电站或者所谓的组串检测,还存在一些困难,你要去做这样的分析是要基于一个非常好的模型,才能真正的实现这个处理。

  如果单独去做一个电站发电量的分析,比如说我这个电站分析了今年的发电量比上个月少5%,现在的软件都可以实现,未来的发展趋势可以监控到每一个组件,就是我不仅可以实现对每一块组件的检测,我还可以进行一些控制,比如说我这个组件采用,可以通过远程控制实现。所以这些技术都在不断进步,当然我们还要特别提醒的是,目前互联网给我们电站的管理确实可以带来一些效果,但是我们不能过度去依赖管理的工具能改变我们电站真正的系统效率或者成本,因为我们最根本的还是要从电站前期设计到我们的施工各个环节都要把握质量问题,最后用这个软件才能产生效益。

  那么最后一个趋势就是储能运用。大家都在讨论限电的问题,现在限电也越来越厉害,我刚才看到一个消息,原来宁夏是不限电的,今天有人在讨论说宁夏也开始限电了。之前说甘肃、新疆这些地方限电,今天有人说在宁夏是不是也开始限电,因为之前宁夏是一直不限电的。那么限电这个问题可能一直是困扰整个西北的一个大问题,从我们的角度认为光伏加储能对于限电问题可能是一种解决方式,当然目前我们储能系统成本还是相对比较高的。

  

  储能最大的好处是它解决了我们光伏限电的这个问题。就是我们即使现在把你所有的网架都架上了,我们的预测做得十分精准,你也没有办法解决这个光伏作为垃圾电的问题,因为你没有办法控制风,没有办法控制光,但是我们加了储能以后,我们可以保证我们的输出是平滑的。所以从长远角度讲,光伏加储能是一个必然的趋势。

  我们阳光除了光伏逆变器以外,几年前就开始做储能的逆变器,目前我们在国家很多示范项目,包括我们在海外的项目里面都运用了大量的我们的解决方案。

  总结一下,首先就是刚才提到的大型的地面电站的情况,集中式我们一直认为是大型地面电站的首选方案,箱式逆变房受到越来越多用户的欢迎,它可以进一步降低成本,同时还可以提高可抗性。集中式里面的发展趋势是更高电压的方向,2兆瓦和2.5兆瓦我们认为在2016年会大产量在国内的电站应用,包括1500伏的系统。那么互联网+会越来越多地运用在我们光伏电站里,也就是复式发电站肯定是一个主流的方向。而光伏加储能运用的前景可以有效地解决西部的限电问题。

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