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仲夏時節(jié)，萬物并秀。6月13日，國家光伏、儲能實證實驗平臺（大慶基地）學術委員會第一次會議暨促進平臺健康可持續(xù)發(fā)展研討會以線上線下相結合的方式召開。

中國科學院院士、西安電子科技大學教授郝躍，中國科學院院士、浙江大學材料科學與工程學院教授楊德仁，國家電投集團專家委專家、享受國務院津貼專家、昆侖英才·青海學者謝小平，西北旱區(qū)生態(tài)水利工程省部共建國家重點實驗室培育基地主任周孝德，長江學者、天津大學建筑工程學院水利系教授、天津理工大學校長練繼建，水電水利規(guī)劃設計總院副院長易躍春，中國科學院重大科技任務局副局長、中國科學院工程熱物理研究所研究員、中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟理事長陳海生，中國光伏行業(yè)協(xié)會秘書長王世江，國家電投集團科技與創(chuàng)新部總監(jiān)章義發(fā)，國家電投光伏產業(yè)創(chuàng)新中心副總經理龐秀嵐等來自國內知名高校、科研院所、系統(tǒng)集成、檢測機構、行業(yè)標委會、行業(yè)協(xié)會等單位的20余名專家學者，以及黑龍江省、大慶市發(fā)展和改革委員會相關負責人參加會議。會議由謝小平、大慶市發(fā)展和改革委員會副主任薛志勛分段主持。

會議審議通過成立國家光伏、儲能實證實驗平臺（大慶基地）學術委員會和學術委員會章程，經平臺提名并征求國家能源局意見，聘任學術委員會主任委員1名，副主任委員5名，委員19名。主任委員由謝小平擔任；副主任委員由北京師范大學副校長、青海師范大學校長史培軍，陳海生、王世江、章義發(fā)，國家電投黃河公司副總經理霍兵擔任。學術委員會將作為平臺技術支撐、技術審查的重要載體,擔負審議實驗平臺建設方案、實證測試方案，實證分析方法的科學性、合理性，評定平臺數(shù)據(jù)分析報告的科學性、準確性，評審“揭榜掛帥”等科研項目的完成質量等任務。

此次會議聚焦一期項目建設取得的良好實踐、探討交流二、三期項目建設方案和原則，并圍繞促進平臺可持續(xù)發(fā)展開展研討，為推動國家光伏、儲能產業(yè)實現(xiàn)更高質量發(fā)展建言獻策。

平臺一期運行：161種實證方案、六大實證對比區(qū)

據(jù)介紹，國家光伏、儲能實證實驗平臺（大慶基地）位于黑龍江省大慶市，是國家能源局批準的首個國家級光伏、儲能實證實驗平臺，是貫徹落實中央碳達峰、碳中和的重要舉措。平臺以推動光伏、儲能行業(yè)發(fā)展為目標，于2021年11月啟動試運行，2022年1月正式運行，填補了行業(yè)戶外實證空白。平臺總建設規(guī)模105萬千瓦，實證實驗約640種方案。一期項目實證實驗方案161種、產品69種，涉及31個制造廠商，基本涵蓋了國家光伏、儲能行業(yè)的主流產品和具備推廣應用的新產品。

按照進度，每年布置不少于100種實證實驗方案，對當年新技術、新產品、新材料、新設計方案開展實證、實驗、檢測。每年根據(jù)當年技術進步情況設置6個實證實驗對比區(qū)，各區(qū)采用統(tǒng)一的分區(qū)編碼原則。

據(jù)介紹，該平臺重點開展高寒高緯度氣候環(huán)境下光伏設備、儲能產品及系統(tǒng)的戶外實證研究。為了確保平臺測試方案的科學性、測試條件的一致性、數(shù)據(jù)分析的準確性，在方案設計、設備選型、數(shù)據(jù)分析等各階段，開展技術交流會、方案論證會、專家咨詢會。力求客觀地反映實證產品、實驗方案在高緯度寒溫帶典型氣候區(qū)的戶外實際運行特性，與實驗室數(shù)據(jù)、理論設計數(shù)據(jù)相互驗證，為光伏行業(yè)設計、施工、設備研發(fā)及制造、運行維護、標準制定等提供詳實的實測數(shù)據(jù)，促進行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

其中，平臺一期布置了6個實證實驗對比區(qū)，實證實驗方案161種，包括4個產品實證實驗區(qū)：光伏組件、逆變器、支架、儲能產品，以及2個系統(tǒng)實證實驗區(qū)：光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)。每個實證區(qū)幾乎涵蓋了當下國內主流的先進技術類型。以組件實證實驗區(qū)為例，技術路線從Perc到N型的TOPCon、異質結以及IBC，甚至鈣鈦礦都被納入實證范圍，還包括了不同的尺寸、封裝方式、版型的多種類型組件，可以更好的結合實驗室數(shù)據(jù)給行業(yè)提供參考與借鑒。


在實證內容方面，實證平臺主要包括設備實證實驗采用縱向對比和橫向對比相結合、縱向驗證設備在戶外不同應用場景和運行環(huán)境下實證結果是否達到企業(yè)承諾的指標及參數(shù)以及橫向驗證對比各設備在不同應用場景和運行環(huán)境下實際運行狀況。


光伏系統(tǒng)方面則是以系統(tǒng)為對象，測試不同組件、不同支架、不同逆變器組合方案在實際工況下的各種性能；儲能系統(tǒng)實證實驗區(qū)由100%光伏與儲能設備組成且實現(xiàn)電力系統(tǒng)調峰調頻需求的光儲電站系統(tǒng)，通過對光儲系統(tǒng)設備的聯(lián)合控制，改善光伏發(fā)電特性，提高電力電子設備主動支撐和調節(jié)出力能力，使光儲電站自身具備一定可調性、安全性、穩(wěn)定性，逐漸成為新型電力系統(tǒng)的一種主力電源，降低電力系統(tǒng)旋轉備用容量，實現(xiàn)電源側調峰調頻功能。

“為了體現(xiàn)平臺的公正性，力求所有被測試設備邊界條件的一致性，平臺安裝了涵蓋資源、環(huán)境、電性能、機械性能等7大類19種在線測試設備共計515臺（套），實現(xiàn)光伏電站全要素、全過程數(shù)據(jù)實時采集和分析”，謝小平介紹到，平臺建立了完整的檢測機制、運行機制、數(shù)據(jù)發(fā)布機制和應用機制，確保平臺建設、運行和成果使用有章可循、科學規(guī)范。

一季度實證成果：光儲融合的探索

據(jù)介紹，實證平臺一期從不同應用場景（不同反射場景、不同溫度場景）、不同典型天氣（晴天、多云天、陰天）24個維度，結合實證實驗對比區(qū)分析內容，開展實證數(shù)據(jù)對比，第一季度共形成百余項對比數(shù)據(jù)。未來將形成季度、半年度和年度詳細實證實驗技術成果報告、對外發(fā)布實證實驗成果報告，同時也可以針對不同用戶需求編制專項實證數(shù)據(jù)分析報告。

從輻射數(shù)據(jù)來看，第一季度主要為雪地應用場景，背面輻照占比較高，傾斜面平均達到15.85%；1月和2月主要為雪地，背面輻照占比較高，3月份隨著積雪融化，應用場景為土地，背面輻照占比下降明顯。


從支架的實證數(shù)據(jù)來看，雙軸發(fā)電量最高，垂直單軸和全維支架故障較高，發(fā)電量偏低，不同類型支架發(fā)電量與輻照趨勢基本一致。此前，從數(shù)據(jù)分析可以看到，跟蹤支架實測背面輻照增益與理論背面輻照增益差距較大。報告建議，隨著跟蹤支架的規(guī)模化應用，應開發(fā)一套用于計算跟蹤支架背面發(fā)電量的軟件。


鑒于目前各地區(qū)對于光伏復合項目要求中支架高度越來越高，從大慶基地的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，距地1.6m發(fā)電量最高，分別較距地1.4m和1.2m高0.05%、0.42%。不同距地高度正面輻照差異較小，但不同距地高度背面輻照差異較大，距地高度越低，背面輻照越小，背面輻照占比越低。


從光伏系統(tǒng)的實證數(shù)據(jù)來看，現(xiàn)行設計方法采用地理位置、應用場景、氣象環(huán)境等參數(shù)計算，與實際運行過程中實測數(shù)據(jù)偏差較大，出現(xiàn)不同程度的逆變器限功率、箱變限功率等現(xiàn)象，需長期監(jiān)測、數(shù)據(jù)積累，用不同設備匹配探索適用于本地區(qū)的光伏電站設計所用的邊界條件、計算方法。另外，報告建議，新能源設備種類多，占比面積大，設計階段需精細化，避免施工錯誤。

通過大慶基地系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，按照現(xiàn)行計算方法反算變壓器低壓側以下光伏電站系統(tǒng)效率，計算結果表明：系統(tǒng)效率隨著輻照量變化而變化，此現(xiàn)象與雙面組件、跟蹤支架對發(fā)電量的影響關系密切，需要長期實證監(jiān)測、積累數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律、總結經驗，研究適用光伏電站以雙面組件、跟蹤支架為主的系統(tǒng)效率計算公式。


此外，根據(jù)系統(tǒng)實證數(shù)據(jù)，還發(fā)現(xiàn)不同支架類型組合方案的運行出力曲線各不相同，其中，以固定支架為主的組合方案曲線為單峰拋物線型曲線；以平單軸為主的跟蹤支架出力曲線為雙峰馬鞍型曲線，與固定支架峰值出現(xiàn)的時間不同；以雙軸為主的跟蹤支架出力曲線為扁平拋物線型曲線，與固定支架相比較，發(fā)電量高20%左右，最大峰值功率高15%同一子陣集成不同類型支架為扁平單峰拋物線型曲線或扁平雙峰馬鞍型曲線，與固定支架相比較，發(fā)電量高3%左右，最大峰值功率低9%。


針對以上特性，不同支架與雙面組件、逆變器組合得出不同功率曲線，目前以固定支架為主的設計方案功率曲線在高輻照下功率最大，需研究通過不同支架、不同逆變器、不同組件等各種組合方式實現(xiàn)光伏電站自身錯峰運行。隨著并網(wǎng)光伏電站規(guī)模越來越大，光伏電站設計過程中要結合當?shù)赜秒娯摵商匦?，對設備選型、組合方案進行比選，提出適用于當?shù)刎摵商匦缘墓夥娬驹O計方案。

在儲能系統(tǒng)實證中，通過儲能產品及系統(tǒng)實證實驗區(qū)的設備安裝、調試和聯(lián)合控制運行，暴露出“光伏+儲能”要實現(xiàn)真正融合，達到常規(guī)能源出力效果，還需要重點關注和解決以下問題。

一是現(xiàn)有控制策略無法滿足穩(wěn)定運行需求。由光儲發(fā)電系統(tǒng)構成的光儲聯(lián)合發(fā)電站不同于常規(guī)儲能電站，針對不同工況的適應性要求，現(xiàn)有光儲發(fā)電系統(tǒng)的拓撲結構和通訊方式，光伏和儲能控制的響應時間、響應速率及其同步性，均不能可靠地滿足光儲聯(lián)合穩(wěn)定運行的需求。

二是優(yōu)化調整控制策略難度大。光儲發(fā)電系統(tǒng)配套供貨廠家較多，運行工況復雜，產品的協(xié)同配合難度大，需要不斷積累和總結經驗，通過數(shù)據(jù)分析和研究，調整協(xié)同配合的控制策略，并與廠家不斷溝通，持續(xù)優(yōu)化升級。

三是光儲聯(lián)合需開展大量基礎性創(chuàng)新研究。光儲聯(lián)合發(fā)電站契合新型電力系統(tǒng)的需求，本次建設的光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)是首次實驗，沒有技術標準和可借鑒學習的經驗資料，需開展大量的基礎研究和跨行業(yè)、多學科的科學研究。

作為雙碳目標下的主要能源形式，以光伏、風電為代表的新能源正處于飛速發(fā)展的周期。一方面，在追逐裝機目標之后，行業(yè)轉向高質量發(fā)展與追求單瓦利潤將成為大勢所趨；另一方面，作為目前的主流能源儲存形式，儲能正與新能源一起同步發(fā)展，但對于二者的結合，國內經驗尚且不足，如何將兩種方式更好的融合進而達到支撐電網(wǎng)的目標，也是行業(yè)當前面臨的挑戰(zhàn)之一。大慶基地作為從產品到系統(tǒng)端、從光伏到光儲，全面覆蓋的實證平臺，將為行業(yè)精細化發(fā)展提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

此外，國家電投光伏產業(yè)創(chuàng)新中心副總經理龐秀嵐從整體設計方案、設計思路、實時在線測試系統(tǒng)等方面，就平臺二期建設方案進行詳細通報，并與學委會成員圍繞基地未來建設發(fā)展等進行交流。

共享成果，推動光儲融合發(fā)展研究

在交流階段，“深化與國家權威認證機構的交流，將平臺建設成為高可靠性、標準化的國家級認證中心”，郝躍在談到平臺未來發(fā)展時指出，建議平臺在儲能產品和方案的實證試驗等方面繼續(xù)加大工作力度，更好地發(fā)揮平臺作用。

楊德仁則表示，“平臺形成了很好的數(shù)據(jù)庫，后期可以通過白皮書等形式，對相關企業(yè)和大專院校開展科技研究提供公共數(shù)據(jù)服務，推動行業(yè)技術進步和高質量發(fā)展。”

“平臺一期建設取得了非常好的成果，到現(xiàn)場參觀時很震撼，具有開辟性、開拓性和示范性的特點，必將有力推動中國光伏產業(yè)的發(fā)展。”周孝德前往平臺一期項目現(xiàn)場實地查看了解了平臺建設運行情況，希望繼續(xù)強化光伏+儲能的融合發(fā)展研究。

“進一步加強特殊實驗環(huán)境下的實證實驗，打響品牌”“加強對外交流合作，提升平臺的權威性，擴大影響力和公信力”“在數(shù)據(jù)成果應用方面要做到企業(yè)共享、行業(yè)共享、政府共享，將數(shù)據(jù)與基礎科學研究結合，做好專業(yè)人才培養(yǎng)和標準制定”“探索光伏+儲能的最優(yōu)化配置，在儲能的電芯控制、儲能控制策略等方面開展更多研究”……

學委會成員充分肯定了平臺建成運行后在數(shù)據(jù)實時采集和分析等方面取得的成果，希望未來持續(xù)加強融合創(chuàng)新，發(fā)揮積累的數(shù)據(jù)和技術優(yōu)勢，持續(xù)優(yōu)化平臺建設、系統(tǒng)運行和實證實驗理念和方案創(chuàng)新，保障平臺特色化運行，為更好地服務國家及地方行政主管部門、行業(yè)協(xié)會、行業(yè)技術標準主管機構，推動國家光伏、儲能產業(yè)更高質量發(fā)展，助力新型電力系統(tǒng)構建等發(fā)揮更大作用、作出更大貢獻。

據(jù)了解，平臺的實證實驗方案廣泛征集意見，成果對外開放，服務國家主管部門、地方政府、行業(yè)協(xié)會、設計研究單位、高校及科研院所、電源開發(fā)企業(yè)、制造企業(yè)等。平臺編制發(fā)布季度、年度實證實驗成果，利用平臺網(wǎng)站供行業(yè)查閱，為企業(yè)提供專項數(shù)據(jù)分析報告，是行業(yè)技術交流、高校教學培訓的平臺。其建成運行，不僅推動了新能源行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、技術進步，更是加快構建新型電力系統(tǒng)，確保國家能源安全的重要實踐。 

原標題：161種實證實驗方案！首個國家級光儲實證平臺一期一季度成果發(fā)布