随着“双碳”目标持续推进及全球能源转型步伐加快，光伏产业在装机规模、技术革新等方面迎来跨越式发展，新业态、新模式、新需求不断涌现，光伏电站也面临新挑战。作为光伏电站和电网之间的桥梁，光伏逆变器一头连接组件，另一头连接电网，不仅决定了电站可以发多少电，还要适应和支撑电网安全稳定运行。在新发展形势下，光伏逆变器需要做出哪些变革，牢牢牵引电站和电网两端？
在2023上海SNEC展会期间，阳光电源立足电路、半导体、散热、电磁、算力、算法、AI 智能、安防八大技术创新，深度融合设备、方案及应用，全球首发《5A融合-地面电站解决方案白皮书》，推出“全场景覆盖（All-Scenario Application）、全天候高效(All-Day Efficiency )、全链路安全(All-link Safety )、全周期智维(All-Life Smart O&M)、全网况支撑(All-Grid Support)”的5A融合解决方案，助力地面光伏大规模、高比例、高质量发展。
《中国能源报》记者就此采访了阳光电源光储集团副总裁、地面光伏事业部总裁张显立。
支撑电网能力亟待提升
据智库服务机构前瞻产业研究院统计，2014-2022年，我国光伏发电量占全社会用电量比例逐年增长。2022年，我国光伏发电量占全社会用电量的比例已达到5.1%。未来，光伏将是推动我国实现能源变革的重要引擎之一。
阳光电源在《5A融合-地面电站解决方案白皮书》中援引行业机构数据也预测了光伏未来广阔的发展前景。2023年全球光伏新增装机量将超过350吉瓦，到2030年新增装机量将接近700吉瓦。
在张显立看来，光伏装机规模、发电量占比的不断提升，给逆变器发展提出了新要求。“原来光伏规模小，对电网影响不大，随着规模越来越大，其特有的波动性和随机性将对电网安全可靠运行带来挑战。如何提升电网强度将成为未来面临的难题，为此，我们需要转变发展思路，从被动适应到主动支撑，提升光伏逆变器对电网的支撑能力，这也是目前光伏逆变器产业公认的发展方向。”
张显立进一步解释说：“具体来看，电网环境也各有差异，有的地方电网强，有的地方电网弱，光伏逆变器就需要自动适应当地的电网环境，始终保持系统稳定运行，这对逆变器的控制要求非常高。”
电站运行环境越发复杂
地面光伏电站是光伏装机的主力。2021年，我国启动第一批以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地项目建设，地面光伏电站应用场景逐步向多元化、复杂化方向发展。
“‘上山下海进沙漠’已经成为地面光伏电站的真实写照。不仅是沙漠、戈壁、荒地，甚至是丘陵、滩涂和近海，都成为了光伏地面电站未来潜在开发地。”张显立表示，地面光伏电站单体容量大、系统复杂，沙漠、戈壁、荒地地区风沙强度大，设备内部容易遭沙尘入侵，导致散热不畅、零部件损坏，影响设备可靠运行。而滩涂和近海地区高盐雾、高温、高湿，易腐蚀，不仅加剧电站设备老化和损坏，影响寿命，也影响电站安全稳定运行。
张显立提出，地面光伏电站方案升级需综合考虑不同地区应用环境、设计理念及电网要求等多重因素，因地制宜，科学设计。“应用环境决定了光伏逆变器产品的升级方向，一些差异化的需求也将显现出来。我们通过组串式和模块化产品组合及技术方案创新，可以适配各种应用场景。比如，针对山地、丘陵等起伏大、分散地块，我们就要提供更为灵活的产品方案，充分利用土地，实现土地最大化利用。而针对沙漠项目，我们的产品就需要高效散热，隔绝沙尘，保障电站可靠运行。”
智能运维需求快速增加
从光伏逆变器技术发展方向上来看，张显立认为，随着市场对光伏逆变器的性能要求越来越高，一定要加大产品硬件和软件的创新，两者相辅相成，共同发展。硬件从产品质量、可靠性等方面出发，软件则利用大数据、算法等技术实现快速精准识别和控制、达到发电量优化和智能化运维的目的。
张显立以光伏逆变器运维为例，说明硬件、软件齐发力的积极作用。“传统集中式逆变器单机功率大，故障期间发电量损失较大，且一般需要专业人员维护。采用模块化设计后，各逆变器单元在电气上相互独立，单台故障时不影响其余单元发电。同时，我们还研发了模块化光伏逆变器智能IV诊断技术，通过软件技术升级精准识别定位故障。目前，可识别16种主流故障，极大缩短了运维时间，提升了运维效率。”
展望未来，张显立认为，在构建新型电力系统目标下，市场对光伏逆变器的要求将越来越高。要做好光伏逆变器的创新工作，就要充分连接供应链上下游，加强和组件企业、电网公司等协同创新，才能发挥好桥梁的作用，有效支撑光伏电力成为主力电源。
