2020年，我國宣布力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。在“雙碳”戰(zhàn)略大背景下，新能源產(chǎn)業(yè)迎來巨大風口。其中光伏產(chǎn)業(yè)成為綠色低碳發(fā)展熱潮中的主導(dǎo)者和引領(lǐng)者。

株洲中車時代電氣股份有限公司（簡稱“株洲中車時代電氣”）作為光伏逆變器市場中唯一央企，近年來，積極推進太陽能利用與常規(guī)能源體系相融合，努力實現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)?；涂缭绞桨l(fā)展。并在本次2023第八屆好光伏品牌盛典中成功榮獲“2023好光伏·年度光伏逆變器十大品牌”獎。

在11月7日2023第八屆中國光伏產(chǎn)業(yè)論壇上，株洲中車時代電氣綠能事業(yè)部副總工程師吳恒亮做了主題為《聚焦電力電子技術(shù) 領(lǐng)航“風光儲氫”高效變流——中車光伏逆變器保駕護航電站高質(zhì)量運營》的演講，通過對光伏電站發(fā)展趨勢的分析，從效率、安全、運維三方面著重介紹了關(guān)于光伏逆變器的關(guān)鍵技術(shù)。

株洲中車時代電氣股份有限公司綠能事業(yè)部副總工程師 吳恒亮

光伏逆變器困局

——芯荒、斷供、交付難

近年來，國家能源局把大型風光基地建設(shè)作為“十四五”新能源發(fā)展的重中之重，大基地建設(shè)成為新能源發(fā)展的主旋律。

根據(jù)國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏基地規(guī)劃布局方案》，到2030年，規(guī)劃建設(shè)三批風光基地總裝機約4.55億千瓦。目前第一批9705萬千瓦大基地項目已全面開工，第二批大基地項目已陸續(xù)開建，第三批基地項目清單已正式印發(fā)實施。

吳恒亮指出，隨著風電光伏大基地特高壓建設(shè)進度的加速，光伏地面電站增量將逐漸向好。但隨之而來的是電源主體將發(fā)生本質(zhì)變革，源荷雙側(cè)隨機波動性給電力電量平衡帶來的巨大挑戰(zhàn)。同時，高比例新能源并網(wǎng)帶來的調(diào)頻能力不足問題，使電網(wǎng)面臨系統(tǒng)慣量降低，暫態(tài)過壓脫網(wǎng)及寬頻振蕩等問題。

在光伏領(lǐng)域，由于“光伏+”場景多樣化、復(fù)雜化，以及電站容量規(guī)?；?，故障影響范圍大，導(dǎo)致設(shè)備選型、設(shè)計、施工難度、運維難度增加。此外，2022年年底，光伏逆變器市場出現(xiàn)“芯荒”、“斷供”，眾多項目被迫延期并網(wǎng)，交付難成為光伏行業(yè)發(fā)展困局。

在此，吳恒亮表示，由于大基地主要以沙漠、戈壁、荒漠為主要地區(qū)，新能源如何遠距離的進行高壓輸送，并得到更好的消納，同時還不造成電力浪費，成為行業(yè)內(nèi)亟需攻克的難題。他也進一步強調(diào)了儲能的重要性，而株洲中車時代電氣目前也在做這方面的工作。

光伏逆變器關(guān)鍵技術(shù)的三大核心

——效率、安全、運維

光伏逆變器作為光伏電站的轉(zhuǎn)換設(shè)備，其功能在整個光伏電站中起著重要作用。論壇上，吳恒亮從效率、安全、運維等三方面著重介紹了關(guān)于光伏逆變器的關(guān)鍵技術(shù)。

在效率方面，吳恒亮推出了基于全局效率最優(yōu)的PWM調(diào)制策略、光伏逆變器最大功率跟蹤（MPPT）專利技術(shù)、基于正序分量快速提取的同步鎖相智能并網(wǎng)控制技術(shù)以及基于功率同步環(huán)的電網(wǎng)構(gòu)造性并網(wǎng)控制技術(shù)。

吳恒亮表示，由于新能源變流器輸出功率波動性較大，采用全局優(yōu)化的分段調(diào)制策略，可使轉(zhuǎn)換效率提升0.2%以上，采用功率預(yù)測的專利技術(shù)，可使最大功率跟蹤效率達99.9%。

目前由于受電網(wǎng)支撐能力的影響，尤其是大基地遠端區(qū)域，為了滿足新能源變流器快速的響應(yīng)電網(wǎng)及支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運行的需求，采用正序分量快速提取的同步鎖相智能并網(wǎng)控制技術(shù)，可使無功響應(yīng)時間達到<30ms。

在安全方面，如何快速的檢測出拉弧，并快速的做出隔離，是目前行業(yè)面臨的問題?；诖?，吳恒亮推出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電弧檢測技術(shù)。該技術(shù)可以精準識別串聯(lián)、并聯(lián)、接地拉弧故障，有效辨識強干擾噪聲和長線路阻抗下微弱電弧信號，可在100ms內(nèi)識別電弧，并斷開直流分斷開關(guān)，防止火災(zāi)發(fā)生。在這方面，株洲中車時代電氣已推出國內(nèi)首款通過L4級電弧檢測的320kW級逆變器。

吳恒亮表示，由于拉弧無法徹底消除，因此在光伏組串式逆變器直流輸入中采用智能直流分斷開關(guān)，使直流故障主動分斷，有效阻斷直流危害，避免故障蔓延。在光伏集中式逆變器中采用匯流箱直流開關(guān)自帶分勵脫扣，支持與逆變器協(xié)同控制，有效阻斷直流危害，保障電站安全。

在傳統(tǒng)直流側(cè)機械開關(guān)中，由于其分斷慢、滅弧難、系統(tǒng)延時高，因此株洲中車時代電氣推出了直流分斷保護方案，可以實現(xiàn)設(shè)備智能檢測、us級保護、ms級分斷，保護設(shè)備電力電子化。

在運維方面，吳恒亮推出了基于器件級健康狀態(tài)預(yù)測的智能運維系統(tǒng)、集中式逆變器電站智能運維解決方案、基于支路電能量的組串狀態(tài)監(jiān)測診斷。

吳恒亮表示，這些方案的推出，重構(gòu)了運維體驗，讓新能源電站實現(xiàn)從“定期修”、“故障修”躍升為“狀態(tài)修”，有效解決集中式運維痛點，科學(xué)指引電站運維，可提升發(fā)電量3%以上。

來源：國際能源網(wǎng)/光伏頭條