“追光”不止！中车时代电气集中式光伏解决方案赋能绿色未来！

2月22日，由国际能源网、国能能源研究院、光伏头条、储能头条主办的以“新能源 新系统 新生态“为主题的“第七届中国光伏产业论坛”在北京隆重举行。会上，中车株洲时代电气股份有限公司绿能事业部副总工程师吴恒亮做了主题为《智慧型集中式光伏解决方案持续推动行业技术升级》的演讲。

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株洲中车时代电气股份有限公司（简称“中车时代电气”）是中国中车旗下股份制企业，其前身及母公司——中车株洲电力机车研究所有限公司创立于1959年。2009年，中车时代电气旗下的株洲变流正式进军光伏逆变器市场。目前，公司光伏逆变器已累计供货超过30GW，拥有组串式3-320kW、集中式1100-8800kW及箱逆变一体机等光伏产品系列，产品在国内首批通过金太阳、TUV及低（零）电压穿越认证。

株洲中车时代电气股份有限公司绿能事业部副总工程师 吴恒亮

全面提升发电效率

重构运维体验是未来逆变器发展的方向

随着逆变器技术的升级以及终端市场变化，光伏逆变器行业就逆变器技术路线而言，可以分为集中式光伏逆变器、组串式光伏逆变器、 集散式光伏逆变器、微型逆变器4种类型。

光伏逆变器作为太阳能光伏发电系统的心脏，以及光伏电站最重要的核心部件之一，逆变器正朝着更高电压、更高功率、更高效、更友好、更高集成、更高防护的方向发展。

在更高电压方面，吴恒亮指出，光伏逆变器从早期600V、1000V发展至1500V，现在行业正在探讨2000V应用，但2000V应用需要行业一起来推动。

在更高功率方面，逆变器功率从100kW、250kW、500kW发展到目前的3125kW，仍在不断更新迭代。“在集中式逆变器这块，我们现在正在开发4兆瓦、5兆瓦的机型。”吴恒亮向我们透露。

在更高效方面，吴恒亮表示，逆变器已实现电能转换，现在行业内主流厂家逆变器最大转换效率已全面突破99%，光伏系统的发电量得以进一步提升。

在更友好方面，在新能源渗透率急速提高的背景下，改进逆变器并网控制性能，使之与弱电网特征相适应，目前逆变器正在从“自我保护”向“支撑电网”方向发展。

在更高集成方面，吴恒亮指出，原来的逆变器为分立系统，分配出电汇流箱、逆变器、变压器等多个单元，在实际应用方面我们将会面临多方面的管理，为了让售后服务及响应速度更快更高效，现在逆变器朝着更高集成度发展。

在更高防护方面，光伏逆变器根据不同的应用场景，如沙漠、海边、烟雾等环境下，促使逆变器对应用环境提出更高的要求，防护等级也越来越高。

谈及光伏逆变器未来发展趋势，吴恒亮表示，当电力电子技术和通信技术通过数字化技术参与电力系统调度与交易，使发电系统自主协同优化，全面提升发电效率、重构运维体验是未来逆变器发展的方向。

6大集中式光伏解决方案平台

随着技术的不断发展和系统应用的升级，中车时代电气推出了多种集中式光伏电站解决方案。分别是智能光伏汇流箱、智能集中式一体机、智能组串式、智能控制终端、智慧管理发电系统、故障预测与健康管理系统等6大类型。

吴恒亮表示，智能光伏汇流箱看似是一件普通且没有技术含量的部件，但它却承载着如何把组件的适用性及匹配度做好的工作。同时，智能光伏汇流箱还具备组串故障诊断、绝缘、拉弧检测、故障录波及保护功能。在此方面，中车时代电气向行业推出了一款具备智能诊断能并能实现集中式二维诊断功能的汇流箱。

智能集中式一体机兼具预测与健康管理PHM、高效发电、光储融合、电网友好、安全可靠、精益智能等功能。吴恒亮表示，在集中式逆变器中智能集中式一体机拥有很多应用场景。

智能组串式兼具高效发电、节约投资、灵活适配、电网友好、安全可靠、精益智能等6种功能。吴恒亮表示，智能组串式在中东部地区的山丘及山地电站上应用较广泛。

如何把集中式做到更智能是大型地面电站在采用集中式解决方案时面临的痛点。针对这一痛点，中车推出智能控制终端平台。吴恒亮介绍说，“智能控制终端平台就是将汇流箱、逆变器、箱变数据流垂直整合，随后在逆变器单元进行处理，这样就可以精准预测整个单元级、组串级的故障定位及监控点，也就是说让集中式具备了组串式的功能。”

吴恒亮表示，智慧管理发电系统就是让光伏电站由功率转换向能源管理演进。譬如，一个百兆瓦级的光伏电站中会有很多条集电线路，一条集电线路上会有7-8台逆变器，我们采用智慧管理发电系统，每台逆变器就会找到最佳工作点来自动分配，这样就实现了集电线路上的最优功率分配。

故障预测与健康管理系统（PHM系统）就是重构运维体验，让光伏电站实现极简、智能、高效的管理，也就是电站的健康管理系统。吴恒亮认为，目前光伏电站的检修类似于汽车检修，属于故障修，未来我们要实现状态修。也就是在运维平台当中我们可以随时掌握关键部件性能参数退化规律，随时了解逆变器某个器件是否需要更换，将故障修变为状态修，不仅可以提升设备在线率，减少故障发生率，还能降低运维人员，提升备品备件有效率。

实现光伏度电成本关键性技术

吴恒亮表示，在新能源发电度电成本中，无论是降低项目的初始投资和运营成本，还是提高发电量，我们都希望新能源发电度电成本最低。

对此，吴恒亮向我们推出光伏发电关键性技术，分别是最大功率跟踪专利技术、基于全局效率最优的PWM调制策略、集中式IV特性诊断、组串式IV特性诊断、渗透率提升与电网稳定性控制、间歇性特性与能量平衡技术、电气状态修技术、CSR_Drive专家自诊断技术、半实物综合仿真技术。

其中，最大功率跟踪专利技术方面，近年来，随着光伏发电产业化的推进，逆变器企业在光伏发电最大功率跟踪技术领域进行了大量投入和研发，并进行专利保护。基于全局优化的分段调制策略，目前逆变器的最大效率已全面突破99%，最大转换效率可达到99.07%。

“在IV诊断中，集中式可以实现组串级的IV诊断。同时，光伏发电从“适应电网”到“主动支撑电网安全”，采用集中式解决方案更有利于将来系统升级。在间歇性特性与能量平衡技术方面，光伏、风电、储能都会有波动性，我们可以采用虚拟同步机VSG技术，提升调频调压能力及电网安全稳定运行水平。”吴恒亮如是说道。

而在电气状态修技术方面，主要是面向IGBT、滤波电容、断路器开关、散热风机、滤网等逆变器“能量流” 和“散热流”关键部件，最大化利用既有传感与控制信号实现在线监测、状态评估与寿命预测，实现光伏发电单元电气系统状态修。

演讲的最后，吴恒亮向我们展示了下一步新技术发展方向，如打造零碳园区、零碳乡村、零碳城市，未来让能源路由器成为以新能源为主的新型电力系统的核心装备。同时利用风光储融合打造园区源网荷储一体化。另外，利用电力电子变压器在新能源光伏中的应用，进一步推动新能源生态系统变革。

来源：国际能源网/光伏头条

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