杨森森：地面光储系统创新方向探讨

编者按：2023年9月12-14日，以“绿色 持续 共生 向新”为主题的“第五届未来能源大会”在江苏常州武进召开，本次大会由中国能源研究会与中国能源网联合主办。会上，阳光电源光储集团解决方案高级经理杨森森发表了《地面光储系统创新方向探讨》的主旨演讲。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

杨森森：感谢杨老师，我跟杨老师是本家人，您是老杨，我是小杨，很高兴能够参加本次的论坛演讲，我们的主题是清洁能源技术创新，所以我想在这里跟大家分享一下我们阳光电源对于技术创新地面光伏系统的创新方向的探讨和内容。

我们今天主要讲以下3个方面，第一部分是光伏系统发展面临的挑战，第二部分是地面光储未来创新方向，以及我们公司的相关业务进展。

大家都知道在近几年光伏系统的发展已经进入了全新的阶段，主要分为以下三个部分：

第一，应用场景区别于多元化。首先近年来基于沙戈荒，海上、高温多沙，还有一些海边的高腐蚀恶劣的环境，这些都需要光伏系统具有灵活性同时对环境有更强的适应性。

第二，在电价类型的变化，光伏并网从早年间的电价平价到今后的市场化为主，都要求光伏电价具有更低的LCOE，因为我们想在这些不确定性中寻找确定性就需要有更低的LCOE。

第三，电压稳定性，因为并网比例越来越高，特高压柔性电网的建设都从单一负荷向柔性负荷的转变，包括电机系统的稳定性可控要求越来越高，这些加载到整个地面光伏当中去，就要求光伏系统具有更强的电网支撑能力。

阳光电源针对这些做了多层次的思考，加到创新上有3个点：

1，更低的系统成本。系统技术的创新方向我们维持4个主题，直流的高电压系统，大子阵容量，电压电流异常智能诊断方式，中压系统技术创新等等。

2，在如此多元化的应用场景下需要光储系统具有更高的安全性和可靠性，这样3个AI技术可以助更高的防护。AI热管理可以实现电芯的惊恐，AI电芯健康度管理可以助力源头切断热失控风险，AI智能管理帮助光储电站数字化。

3，稳定电网，需要更强的电网支撑以及更强的构网能力，我们致力于更新的构网技术，电网重构，包括干细胞电网技术，以及新的风光氢储多能融合。

接下来讲解创新方向在实际的具体应用情况，长组串设计，现在在地面光伏系统当中长组串设计越来越具有普适性，尤其是海外的一些其他的项目，为了保证项目的融配比情况，大批量使用长组串设计，寒冷的地区长组串设计，再叠加上低温还有主流的双面组件的背面增益效果，每串由26块增加到28块，单组串的工作电压由1300V主流变到1400V。如此高的长组串电压提升带来的风险很大，高电压设计重要性就体现出来了，因此2000V的光伏系统就进入了我们的视野。

阳光电源致力于发展2000V的光伏系统主要的目的是降低系统的BOS成本，相比传统的直流测1500V系统电压抬升33%，这样电压的抬升在直流测而言非常高，对逆变器的耐压能力绝缘能力带来了挑战，如果我们克服了以后，带来的价值也是非常大的。

比如说在华能陕西和阳光电源合作的全球首个2000V光伏逆变器项目当中，系统损耗降低非常大，效率提升1%-2%，除了以上优势我们的汇流箱等设备也是大幅度的提升，叠加了以上所描述的一系列价值以后，整个电站的建设单网的BOS成本降低2分钱以上。

除了直流高电压还有大子阵，宿松高岭100MG光伏项目，是国内的8.8MW大子阵示范应用基地，在这个项目当中，单个子阵的交流侧容量可以达到8.8MW，采用了8台SG1100UD模块化逆变器并网，搭配了8.8MVA箱变，大子阵方案价值在于减少子阵的数量，尤其是在建设还有运维比较复杂的项目现场，例如近期比较火热的海上光伏，其实建设电站的难度非常大，所以我们这样的大子阵的应用可以减少平台建设的数量，因此也能够降低集成线路的相关成本。

我们刚才讲的降低系统成本的方式都是通过初始投资降低，还有后期运营维护的成本，对此我们推出了一个功能是夜间智能关断，进一步降低系统损耗，提升发电量，湖北襄阳百兆瓦的光伏项目当中，单个线路配备了1台智能关断设备，百兆瓦的电站配备4台即可。逆变器早晨达到起机条件的时候，只需要将开关闭合就实现零冲击电流闭合，第一方面可以实现智能高效启机，傍晚夜晚逆变器待机状态的时候，它能够替代传统开关，将光伏系统和国家电网断开连接，实现整体光伏系统的寿命的延长作用。

在国电投百兆瓦光伏项目，我们预测25年内可以减少箱变夜间损耗电能802万度，折合电价481万元，相当于整个厂电年用电量降低了10%。

既然谈到了降低系统运维的成本，当然离不开二维扫描，阳光电源是业内首家将二维扫描利用到大功率模块化逆变器当中去，主要具备了3个优势：

第一，精准高效，因为支持一键启动，15分钟内完成百兆瓦的扫描结果，扫描精度大于95%。

第二，提升收益，因为传统的检测方式是人工上站断开机器检测电压，如果用了二维检测就不需要人工上站和停机，及早的发现提升发电量。

第三，安全问题，二维检测可以检测到组串的短路还有热斑等等故障进行预警，支持电站现场问题的数据导出，指导运维人员排除风险，提升电站的安全系数。

第二个创新点是关于光储电站的安全性和可靠性，首先阳光电源是深度融合了电化学，电力电子、电网支撑技术，通过主流的产品Pack、BMS、BESS、PCS、EMS全站资源的系统级测试，致力于打造经济高效，安全可靠，电网友好的专业储能系统，已经具备了发电侧储能等等情况，零碳园区等等情况，助力储能行业高质量的发展。

阳光电源始终秉持着AI驱动液冷均衡温控技术，基于电芯的数据指导系统结构设计还有逻辑控制等等进行赋能，比如说我们会采集电芯的电流电压SOC、SOH等等数据的精准采集，通过AI融合计算指导模组的制冷功率还有液冷冷却的流速进行智能赋能，通过以上的这些智能的控制，能够实现整个系统的温差到小于2.5摄氏度，系统温差控制住了整个系统的寿命就能提升30%，并且我们通过AI计算可以降低整个系统的辅助损耗，降低30%，由于使用了自动补液装置，工作量可以降低60%左右。

储能系统的安全是整个系统性问题，从Pack到电芯，再到电力电子设备，再到消防安全是完全整合的问题，尤其是现在近期看到的新闻，热失控本质上都是电芯问题导致，而且是储能安全主要影响因素之一。因为在电芯频繁的充放电过程当中电流和电压，电芯数据都随着使用过程当中发生变动，阳光电源融合AI分析，基于电芯的特征参数进行内阻频度分析，预测未来发展的趋势，这样的方案可以及早帮助我们识别到电芯的病变程度，提前预警。

我们也会协同储能系统调整充放电电流的大小，从源头切断热失控，将热失控扼杀在摇篮的阶段。

下一个是AI赋能，智能管理实现整个电站效率的优化和需求响应更加高效电力安全防护的关键一环之一，阳光电源利用了数字孪生的技术，将光伏、充电、储能、电网测数字化，海量数据对AI智能模型训练，实现当地电站的有功无功的调度，实现整体的能量综合管理，做到平滑输出，一次调频、需求响应等等功能，并且帮助电站经济性，平衡性，健康性三种模式下智能寻优助力碳中和。

第三个是构网型，因为我们想要维持电网稳定需要更新的构网技术，更强的电网支撑能力，阳光电源一直致力于电网研究，在湖北广水的新型电力系统当中是以PV-VSG技术，融合技术做到微妙级电压构建，以及高电压下的自主构网，并且做到连续故障穿越以及构网型和分网型的连续切换，同时对风电光伏发电进行柔性惯量支撑和微妙级电压构建技术改造，帮助老电站完成新的功能，支撑电网提高区域性地供电的可靠性。

其实阳光电源一直以来都是对电网有着深刻的理解，因为现在储能并网由早年间的跟网型到后来的支撑电网，以及到未来的构网型技术，阳光电源提出了全新的概念“干细胞构网技术”，帮助储能系统对于电网而言就像干细胞对人体一样具有修复、净化、造血等等新的功能。

下一个是多能互补，也是清洁能源体系当中不可或缺的一环，风光清储多能互补可以有效帮助新能源体系弥补局限性，做到各类能源处理均衡，另外以光伏和风电为代表的新能源，结合了储能等新能源的应用，扩大西电东送为代表的跨省跨区的规模，扩大新能源的应用场景，助力未来碳中和。

下面我小小介绍一下我们公司的进展，阳光电源成立于1997年距今走过26年的历史，2011年深交所上市，目前已经是全球新能源企业100强，企业员工超过1万人，阳光电源始终坚持以让人人享用清洁电力为我们的价值观，能够做到始终致力于清洁电力转换基础的创新和应用，我们始终将自己本身的业务和可持续发展相互融合，始终坚持风、光、储存、电、氢五大赛道，从而衍生出光伏逆变器，风电变流器储能系统，充电设备等十大业务。

我们为各位客户提供全球一流的清洁能源全生命周期解决方案，也能够持续的为我们的客户传递和创造价值。

各位同仁，能源革命大时代已经拉开序幕，目前以风光储为代表的清洁能源体系会逐步替代化石能源，并最终成为未来电力系统的主体。

阳光电源会持续以技术创新引领高性能发展，推动可持续能源转型，让人人享用清洁电力，共创零碳世界。

感谢各位聆听!