12月13日，國家光伏、儲能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(大慶基地)三期設(shè)計方案咨詢會以線上會議形式召開。會議聚焦大慶基地前三季度實(shí)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分享、大慶基地三期設(shè)計方案等展開研討，通過共享2022年前三季度光伏、儲能實(shí)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為光伏、儲能行業(yè)發(fā)展提供實(shí)證、實(shí)驗(yàn)、檢測等服務(wù)，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。
國家能源局新能源和可再生能源司處長邢翼騰，國家電投集團(tuán)專家委專家謝小平，北京師范大學(xué)副校長、青海師范大學(xué)校長史培軍，西北旱區(qū)生態(tài)水利工程省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地主任周孝德，中國光伏產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書長劉譯陽，中科院微系統(tǒng)所研究員、IECTC82副主席劉正新，中電聯(lián)電力發(fā)展研究院副院長宋立軍，大慶市發(fā)改委副主任薛志勛，國家電投光伏創(chuàng)新中心黨委委員、副總經(jīng)理龐秀嵐等參加會議。
國家光伏、儲能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(大慶基地)位于黑龍江省大慶市，是國家能源局批準(zhǔn)的首個國家級光伏、儲能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺，由國家電投黃河公司建設(shè)運(yùn)維。該實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺以推動光伏、儲能行業(yè)發(fā)展為目標(biāo)，于2021年11月啟動試運(yùn)行，2022年1月正式運(yùn)行，填補(bǔ)了行業(yè)戶外實(shí)證空白。平臺總建設(shè)規(guī)模105萬千瓦，實(shí)證實(shí)驗(yàn)約640種方案。一期項(xiàng)目實(shí)證實(shí)驗(yàn)方案161種、產(chǎn)品69種，涉及31個制造廠商，基本涵蓋了國家光伏、儲能行業(yè)的主流產(chǎn)品和具備推廣應(yīng)用的新產(chǎn)品。
截至目前，大慶基地已經(jīng)相繼發(fā)布了一季度、半年度的實(shí)證成果，此次發(fā)布的是2022年前三季度的實(shí)證成果報告。隨著時間周期的逐步完善，大慶基地的實(shí)證效果對于行業(yè)的參考價值也愈發(fā)顯著。
前三季度實(shí)證成果發(fā)布，涉及七大維度
在此次成果發(fā)布會上，國家電投光伏創(chuàng)新中心產(chǎn)業(yè)檢測與數(shù)據(jù)分析中心負(fù)責(zé)人從氣象、組件、逆變器、支架、光伏系統(tǒng)、儲能產(chǎn)品、儲能系統(tǒng)等7個方面客觀呈現(xiàn)了高緯度、寒溫帶地區(qū)光伏儲能實(shí)證數(shù)據(jù)及變化規(guī)律，為光伏電站系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、運(yùn)行策略優(yōu)化等提供詳實(shí)的實(shí)測數(shù)據(jù)。
分版塊來看，在組件實(shí)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，前三季度N型高效組件發(fā)電較優(yōu)，其中N型TOPCon組件發(fā)電量最高，其次是N型IBC組件。不過相關(guān)人員強(qiáng)調(diào)，實(shí)證數(shù)據(jù)中，N型HJT組件發(fā)電情況不盡如人意，是由于柵線發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致組件運(yùn)行電流明顯偏低，不具備整體HJT技術(shù)路線的橫向比較參考條件?？傮w來看，實(shí)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明N型高效組件總體發(fā)電性能最優(yōu)，代表了未來組件技術(shù)發(fā)展方向。
從逆變器數(shù)據(jù)來看，前三季度大慶基地各類型逆變器戶外實(shí)證中國效率均在97.5% -98.5% 之間，組串式發(fā)電量最高。特別注意的是采用國產(chǎn)IGBT元器件逆變器效率在各月基本與進(jìn)口IGBT相當(dāng)。同時，逆變器效率與環(huán)境溫度的關(guān)系較為密切，前三季度隨著氣溫升高各技術(shù)路線逆變器效率均略有下降。另一方面，2022年大慶地區(qū)夏季多云天占比較高，導(dǎo)致逆變器長時間處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，6-7月份最為明顯，各類型逆變器低于30%負(fù)載率運(yùn)行時長甚至達(dá)到50%以上，且各類型逆變器在30%以下低負(fù)載下逆變器效率偏低。結(jié)合大慶地區(qū)典型氣候特征，逆變器設(shè)備選型應(yīng)考慮低負(fù)載下逆變效率。
從支架實(shí)證數(shù)據(jù)分析，前三季度整體來看雙軸跟蹤系統(tǒng)發(fā)電量最高，斜單軸和平單軸次之，分別較固定支架發(fā)電量增益依次為23.83%、22.89%和11.2%;全維支架第一季度和第二季度由于支架跟蹤故障，正面輻照較低，7月份開始正常運(yùn)行后發(fā)電量明顯提高，第三季度發(fā)電量最高;另外，柔性支架總體發(fā)電量略低于固定支架，兩種柔性支架之間發(fā)電量一致性相對較差，累計發(fā)電量差1.8%。同時，從實(shí)證出力曲線來看，跟蹤支架與固定支架、柔性支架相比功率曲線更加偏平，對電力系統(tǒng)更加友好。
結(jié)合大慶地區(qū)地處高緯度地區(qū)特點(diǎn)，平單軸帶5°和10°傾角平單軸支架累計輻照較常規(guī)平單軸優(yōu)勢明顯。
從光伏系統(tǒng)匹配區(qū)數(shù)據(jù)來看，不同類型支架如平單軸支架、固定支架、斜單軸支架匹配不同技術(shù)類型組件、不同技術(shù)類型逆變器，平單軸支架+組串式逆變器+大尺寸雙面組件組合方案發(fā)電優(yōu)勢明顯，其次是平單軸、固定支架+組串式逆變器+大尺寸雙面組件組合方案，跟蹤支架組合設(shè)計方案功率曲線更扁平化，可提高早晚的發(fā)電量，降低中午的發(fā)電量，減少限功率運(yùn)行，有效提升系統(tǒng)發(fā)電量。深入研究不同設(shè)計方案有利于探索、優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)計方案及科學(xué)指導(dǎo)設(shè)備選型，提升光伏發(fā)電系統(tǒng)效率。
從儲能產(chǎn)品及系統(tǒng)實(shí)證數(shù)據(jù)看，儲能電池本體的效率較高，可達(dá)到承諾值，其中三元鋰電池最高;且各技術(shù)路線儲能產(chǎn)品電芯溫度一致性、電芯電壓一致性相對較好，實(shí)測最高電壓和最低電壓均在保護(hù)電壓范圍之內(nèi)，電壓差均在控制范圍內(nèi)。但儲能系統(tǒng)增加PCS、功率轉(zhuǎn)換器件損耗、泵自耗電后，整體系統(tǒng)效率下降較大，特別是夏季空調(diào)自耗電明顯更高，帶來儲能系統(tǒng)效率(含廠用電)在夏季高溫、冬季低溫條件下更低。
光伏電站配置儲能后可以實(shí)現(xiàn)能量搬移、調(diào)峰調(diào)頻等，實(shí)現(xiàn)輸出增加友好。在能量搬移場景下，晴天下調(diào)節(jié)效果最好，多云天、陰天等下出力曲線波動性較大，調(diào)節(jié)效果一般;在調(diào)峰調(diào)頻應(yīng)用效果來看，配置儲能系統(tǒng)在不同的典型天氣下均可對電網(wǎng)的頻率波動進(jìn)行調(diào)節(jié)，在頻率變化較大時，配置集中調(diào)頻儲能的發(fā)電系統(tǒng)可有效控制其并網(wǎng)點(diǎn)頻率偏差，可按照并網(wǎng)點(diǎn)的頻率變化而調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)效果較好。
平臺學(xué)術(shù)委員會專家、行業(yè)技術(shù)專家、設(shè)備供應(yīng)商代表等參會人員對平臺前三季度實(shí)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)給予肯定，一致認(rèn)為平臺對光伏、儲能產(chǎn)品進(jìn)行大量戶外測試，得到了大量實(shí)驗(yàn)室無法模擬的成果，客觀反映了實(shí)證產(chǎn)品、實(shí)驗(yàn)方案在高緯度寒溫帶典型氣候區(qū)的戶外實(shí)際運(yùn)行特性，與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)、理論設(shè)計數(shù)據(jù)相互驗(yàn)證，希望未來持續(xù)完善優(yōu)化平臺建設(shè)、運(yùn)行特性研究、實(shí)證實(shí)驗(yàn)理念及方案創(chuàng)新，為推進(jìn)“產(chǎn)學(xué)研用”、對外合作交流，國家制定光伏和儲能新產(chǎn)品、新技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等提供科學(xué)依據(jù)，為中國乃至全球新能源行業(yè)技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮更大作用、作出更大貢獻(xiàn)。
謝小平表示，實(shí)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證了光伏儲能產(chǎn)品與實(shí)驗(yàn)室實(shí)測數(shù)據(jù)的關(guān)系，如實(shí)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明N型電池發(fā)電量、電池的溫度特性、環(huán)境溫度之間的關(guān)系與實(shí)驗(yàn)室成果一致，主流產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)提供的關(guān)鍵技術(shù)參與戶外實(shí)證數(shù)據(jù)趨勢基本一致。同時，通過實(shí)證實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了一些產(chǎn)品存在的問題，如跟蹤支架的可靠性、光儲聯(lián)合控制策略等，為改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提供了數(shù)據(jù)支撐與改進(jìn)方向。
實(shí)證方案持續(xù)優(yōu)化，三期即將推進(jìn)
會議聽取了平臺三期工程設(shè)計方案等相關(guān)內(nèi)容的介紹，中國光伏行業(yè)協(xié)會、中國可再生能源學(xué)會、中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中建材光伏檢測認(rèn)證院，華為公司、中信博、南瑞繼保、陽光電源、天合光能等組件、逆變器、支架和儲能廠家代表，分別就平臺三期項(xiàng)目建設(shè)方案優(yōu)化及新技術(shù)、新產(chǎn)品、新理念的融入進(jìn)行了深入探討交流，共同為平臺高質(zhì)量建設(shè)和國家光伏、儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展建言獻(xiàn)策。來自國內(nèi)光伏及儲能行業(yè)知名企業(yè)代表，黃河公司、國家電投光伏(儲能)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心共80余人參加會議。
大慶基地三期設(shè)計方案以一期實(shí)證數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合二期實(shí)證方案及行業(yè)專家的意見建議確定三期實(shí)證設(shè)計方案基本原則。據(jù)介紹，大慶基地三期實(shí)施整體規(guī)劃中的6個實(shí)證實(shí)驗(yàn)區(qū)，布置實(shí)證實(shí)驗(yàn)方案110種，折算規(guī)模約150MW。
其中，I-3區(qū)光伏組件實(shí)證實(shí)驗(yàn)區(qū)：一期、二期已實(shí)證的組件產(chǎn)品不再納入，選擇當(dāng)年新技術(shù)組件產(chǎn)品，如新型電池片技術(shù)組件(210mm電池片的N-TOPCon、N-HJT、疊瓦等組件);
II-3區(qū)逆變器實(shí)證實(shí)驗(yàn)區(qū)：一期已實(shí)證的逆變器產(chǎn)品不再納入，選擇對電力系統(tǒng)友好的逆變器產(chǎn)品、匹配新型組件技術(shù)發(fā)展的逆變器技術(shù)及國產(chǎn)功率器件應(yīng)用的逆變器產(chǎn)品;
III-3區(qū) 支架實(shí)證實(shí)驗(yàn)區(qū)：一期、二期已有支架類型及實(shí)證設(shè)計方案不再納入，選擇新型驅(qū)動方式跟蹤支架、不同跟蹤算法平單軸技術(shù)、不同結(jié)構(gòu)方案的柔性支架對比方案;
IV-3區(qū)儲能產(chǎn)品實(shí)證實(shí)驗(yàn)區(qū)：一期已實(shí)證的儲能產(chǎn)品不再納入，選擇知名廠家電芯的磷酸鐵鋰產(chǎn)品、 具有能量搬移調(diào)峰、調(diào)頻、功率型及容量型的其它儲能產(chǎn)品;
V-3區(qū) 儲能系統(tǒng)實(shí)證實(shí)驗(yàn)區(qū)：延續(xù)二期光儲同步發(fā)電機(jī)技術(shù)，同時開展光伏融合混合儲能系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)研究及光儲聯(lián)合運(yùn)行控制閾值動態(tài)調(diào)整技術(shù)研究;
VI-3設(shè)備匹配實(shí)證實(shí)驗(yàn)區(qū)：重點(diǎn)開展不同種類混合支架對于降低電站中午棄光限電、延長早晚滿發(fā)時長、優(yōu)化光伏電站功率曲線的支架匹配性研究。
為了確保平臺測試方案的科學(xué)性、測試條件的一致性、數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，國家電投黃河公司在方案設(shè)計、設(shè)備選型、數(shù)據(jù)分析等各階段，開展技術(shù)交流會、方案論證會、專家咨詢會。測試方案方面以I期、II期為基礎(chǔ)，重點(diǎn)分析III期的設(shè)計特點(diǎn)，有針對性的增加測試設(shè)備，由原先7大類19種測試數(shù)據(jù)源增加至8大類25種測試數(shù)據(jù)源，增加碳排放監(jiān)測、國產(chǎn)元器件可靠性、新型電力系統(tǒng)等，且更加關(guān)注設(shè)備對環(huán)境的適用性;分析方法方面引入數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)湖、不確定度等方面因素分析;實(shí)時在線測試分析系統(tǒng)以采用AI智能學(xué)習(xí)技術(shù)，機(jī)器訓(xùn)練優(yōu)化算法模型，提升數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析更加智能化。
國家光伏、儲能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(大慶基地)堅持以推動技術(shù)進(jìn)步、 行業(yè)發(fā)展為宗旨，建設(shè)全球領(lǐng)先的光伏、儲能戶外實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺。大慶基地擬開展設(shè)備產(chǎn)品、最新技術(shù)、設(shè)計方案、系統(tǒng)集成、多能互補(bǔ)控制策略的全周期實(shí)證、實(shí)驗(yàn)，當(dāng)前為行業(yè)提供實(shí)證、實(shí)驗(yàn)、檢測服務(wù)，遠(yuǎn)期拓展認(rèn)證服務(wù)，加速新技術(shù)、新產(chǎn)品推廣應(yīng)用，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，帶動全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
平臺于2021年11月19日啟動運(yùn)行、2022年1月1日開始實(shí)證實(shí)驗(yàn)工作，目前項(xiàng)目已開展實(shí)證實(shí)驗(yàn)方案161種、產(chǎn)品69種，涉及31個制造廠商，基本涵蓋了國家光伏、儲能行業(yè)的主流產(chǎn)品和具備推廣應(yīng)用的新產(chǎn)品。隨著該基地實(shí)證方案的不斷應(yīng)用推進(jìn)，相關(guān)的產(chǎn)品、系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)將為我國推進(jìn)光儲融合發(fā)展，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)奠定堅實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。
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