掃描關(guān)注微信
華為智能光伏負(fù)責(zé)人站在廣袤無(wú)垠的戈壁灘上，被眼前“藍(lán)色的海”所深深震撼。
2013年，華為網(wǎng)絡(luò)能源（現(xiàn)更名華為數(shù)字能源）經(jīng)過(guò)三年多的技術(shù)積累，光伏逆變器開(kāi)始投放市場(chǎng)，華為的集中式逆變器在中國(guó)陸續(xù)裝了幾百M(fèi)W，但在這個(gè)過(guò)程中，從客戶那里得到的反饋，促使這位華為老兵覺(jué)得必須要到項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)了解客戶的真實(shí)需求。
于是，幾天后，他出現(xiàn)在3000公里以外的青海黃河水電光伏電站現(xiàn)場(chǎng)。
青海本就地廣人稀，光伏電站距離又動(dòng)輒需要驅(qū)車(chē)數(shù)十甚至過(guò)百公里，在荒涼的戈壁灘上與黃土和零星野草為伴，這份孤寂難以忍受。人手有限的情況下再去運(yùn)行體量越來(lái)越大的光伏電站，在可預(yù)期的未來(lái)里，這將是個(gè)無(wú)底洞，終有一天會(huì)超出人力極限。
當(dāng)時(shí)行業(yè)逆變器耐候性的研究剛剛開(kāi)始，這位負(fù)責(zé)人看到：夏天的逆變器為了散熱需要把用于防塵的門(mén)打開(kāi)，然后晚上去掃灰，兩個(gè)人一晚上“伺候”一臺(tái)設(shè)備，一年365天，幾乎天天在掃灰，讓運(yùn)維人員叫苦連天。另外逆變器由于專業(yè)性較強(qiáng)，大型逆變器出故障時(shí)只能等待專業(yè)維修人員修理，周期很長(zhǎng)，耽誤電站發(fā)電。
光伏逆變器技術(shù)最早起源于德國(guó)企業(yè)SMA，1991年開(kāi)始生產(chǎn)第一臺(tái)光伏用逆變器，從小型組串式逆變器開(kāi)始，到2002年出了第一臺(tái)集裝箱逆變器，那個(gè)時(shí)候，華為還沒(méi)開(kāi)始這個(gè)業(yè)務(wù)。
從技術(shù)路線來(lái)看的話，先有組串式逆變器，到后面的集中型逆變器，這家做事嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡聡?guó)公司奠定了光伏逆變器的產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線，但最初SMA的制造和生產(chǎn)都是在德國(guó)做的，組串式逆變器的成本一直沒(méi)有降下來(lái)。
2010年后光伏產(chǎn)業(yè)非?；馃幔孀兤饕粔K多錢(qián)一瓦，華為早期參觀了德國(guó)企業(yè)的設(shè)備后，覺(jué)得做工精良，生產(chǎn)線很標(biāo)準(zhǔn)很壯觀，華為內(nèi)部很多人也感覺(jué)集中式大機(jī)就是趨勢(shì)。
謹(jǐn)慎起見(jiàn)，華為同時(shí)有兩個(gè)團(tuán)隊(duì)各攻一套技術(shù)方案，按照當(dāng)時(shí)的構(gòu)想：組串式逆變器拿下歐洲市場(chǎng)，用集中式逆變器開(kāi)拓中國(guó)地面電站市場(chǎng)。
但這次青海之行，讓華為光伏負(fù)責(zé)人下定決心：砍掉集中式逆變器業(yè)務(wù)?？墒牵碌哪Ｊ接衷谀睦?？
首先人力越來(lái)越貴，運(yùn)維成本居高不下，這將成為制約光伏度電成本的大問(wèn)題。其次，集中式逆變器當(dāng)時(shí)的MPPT路數(shù)不夠多，無(wú)法解決組串失配問(wèn)題，常年累月，失配問(wèn)題嚴(yán)重，發(fā)電量下降越來(lái)越多。更大的問(wèn)題是不具備精確故障定位能力，幾十個(gè)足球場(chǎng)這么大電站，根本不知道哪串出了問(wèn)題；但是組串式逆變器就能完全解決客戶的煩惱嗎？丹麥工業(yè)巨頭丹弗斯曾在業(yè)內(nèi)推過(guò)一段時(shí)間的組串式逆變器，但剛剛在中國(guó)打開(kāi)市場(chǎng)后卻關(guān)閉了光伏業(yè)務(wù)，而究其原因，也主要是組串逆變器成本太高，大型地面電站并網(wǎng)諧波等問(wèn)題無(wú)法解決。
局面好像進(jìn)入了死胡同。不過(guò)提供解決方案，給客戶解決問(wèn)題，恰巧是華為最為強(qiáng)大的能力。他們將需求進(jìn)行了反向推演：
1、必須具備小子陣或組串級(jí)故障檢測(cè)能力；
2、故障排除時(shí)間要短；
3、節(jié)約人力，尤其是將常常在相距甚遠(yuǎn)多個(gè)電站間來(lái)回奔波的專業(yè)技術(shù)人員解放出來(lái)；
4、解決組串失配，提升發(fā)電量；
5、成本不能太高。
看似當(dāng)時(shí)的產(chǎn)品都沒(méi)辦法兼顧這些需求，但華為的工程師的腦洞深不可測(cè)：將產(chǎn)品擴(kuò)展成產(chǎn)品包。
他們選擇了具備上述條件的組串式逆變器，并將華為通信業(yè)務(wù)做基站的經(jīng)驗(yàn)，移植到光伏業(yè)務(wù)。
應(yīng)用單體功率較小的組串式，意味著設(shè)備數(shù)量的增加，控制故障率成為方案成功的關(guān)鍵。在華為嚴(yán)苛的制造與測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)約束下，到2018年底，華為全球累計(jì)發(fā)貨300萬(wàn)套設(shè)備中，整體故障率僅千分之三，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同行業(yè)。超低故障率的背后是大量的研發(fā)投入。華為基本每年推出一款精品，不求多，只求精。因?yàn)槊恳豢町a(chǎn)品都要經(jīng)過(guò)大量的驗(yàn)證和測(cè)試：散熱防塵這些測(cè)試都是基本的要求。除此之外還有國(guó)內(nèi)唯一的火箭引雷測(cè)試和爆炸測(cè)試，光室外引雷測(cè)試就達(dá)到百萬(wàn)元，如此高昂成本，可見(jiàn)華為對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的態(tài)度。
剛開(kāi)始很多人不理解，為什么華為一定要把熔絲要干掉。從整個(gè)運(yùn)維的角度去看，他們不希望把這些易損件加到訂單里面。就要把電站做到整個(gè)系統(tǒng)免維護(hù)，不僅干掉熔絲，包括風(fēng)扇等其他容易產(chǎn)生故障的地方，一律去除。這也是華為一直秉承的“少即是多”的極簡(jiǎn)理念，把復(fù)雜留給自己，把簡(jiǎn)單留給客戶。用更“少”的時(shí)間，更“少”的設(shè)備，更“少”的運(yùn)維，帶來(lái)更“多”的發(fā)電量，更“多”的極致體驗(yàn)。
以增強(qiáng)后的組串逆變器為核心，加載電站智能管理系統(tǒng)出爐后，在曲陽(yáng)的山地光伏電站中，率先得到了很好的應(yīng)用。
2014年，華為智能光伏1.0整套解決方案第一次在業(yè)內(nèi)亮相，展示了通過(guò)集控中心，遠(yuǎn)程發(fā)現(xiàn)并定位組件故障、場(chǎng)站入侵、各陣列發(fā)電情況。
這讓許多業(yè)內(nèi)人士激動(dòng)不已，會(huì)后喊出“非智能，不光伏”的口號(hào)。
智能光伏的時(shí)代，來(lái)臨了。
向不可能處演進(jìn)
2015年，由國(guó)家能源局主導(dǎo)的光伏領(lǐng)跑者項(xiàng)目啟動(dòng)，智能光伏大獲成功，華為組串逆變器占比達(dá)50%以上。2016年的領(lǐng)跑者項(xiàng)目，華為的智能組串逆變器更是達(dá)到65%以上。
智能光伏以每年一個(gè)大版本的速度升級(jí)，而光伏產(chǎn)業(yè)全面步入數(shù)字化時(shí)代后，電網(wǎng)也認(rèn)識(shí)到無(wú)線通訊的安全性，變得逐步開(kāi)放與包容。在使用“智能光伏無(wú)線寬帶系統(tǒng)”之后，寧夏寶豐光伏電站項(xiàng)目的場(chǎng)站值長(zhǎng)，最深切的體悟就是，“傳統(tǒng)光伏電站通信方法無(wú)法滿足我站對(duì)于業(yè)務(wù)移動(dòng)的訴求，制約了電站的發(fā)展，而采用無(wú)線系統(tǒng)后，一個(gè)光伏電站布一個(gè)4G基站，就可以完成整個(gè)光伏電站的站內(nèi)通訊，建設(shè)和運(yùn)維變得簡(jiǎn)單多了。無(wú)線幫助我們解決了復(fù)雜多樣的電站問(wèn)題。”
除了帶動(dòng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)走向智能時(shí)代的同時(shí)，海外也刮起了“華為風(fēng)暴”。
近日，華為對(duì)外公開(kāi)了一則產(chǎn)品極限測(cè)試的視頻，除模擬臺(tái)風(fēng)、極寒等極端天氣之外，還用極高的成本模擬了室外雷電測(cè)試和爆炸測(cè)試：隨著小火箭在雷雨天極速上升，一道電光劃破天際。
這種“人工渡劫”的測(cè)試，讓國(guó)外客戶看的目瞪口呆之余，也對(duì)華為產(chǎn)品的質(zhì)量深信不疑。歐洲、日本的能源巨頭紛紛轉(zhuǎn)向華為，使其快速成功躋身一流梯隊(duì)，經(jīng)過(guò)幾年市場(chǎng)發(fā)展，已傲視群雄，在這些市場(chǎng)均處領(lǐng)先地位。在歐洲、日本、澳大利亞這幾個(gè)對(duì)電網(wǎng)要求非常嚴(yán)格的國(guó)家，電網(wǎng)適應(yīng)性是一大挑戰(zhàn)，對(duì)逆變器企業(yè)的實(shí)力有很高要求。而華為卻順利符合了當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的要求，成為了當(dāng)?shù)氐氖走x品牌。
全球運(yùn)維也是逆變器的一大挑戰(zhàn)，海外的人力成本更高。集中式逆變器必須要專業(yè)人士到現(xiàn)場(chǎng)處理故障，即使在國(guó)內(nèi)也需要一周左右時(shí)間，而華為逆變器免維護(hù)設(shè)計(jì)，讓運(yùn)維人員基本不用去現(xiàn)場(chǎng)。及時(shí)萬(wàn)一有故障，現(xiàn)場(chǎng)更換，也只需要2小時(shí)。
公司本身強(qiáng)大的實(shí)力和專注一款產(chǎn)品的合力優(yōu)勢(shì)，讓華為在全球主要的高端市場(chǎng)，均名列前茅。
在這一年起，在IHS的排名上，華為逆變器全球出貨量就開(kāi)始占據(jù)第一的寶座。
不過(guò)，挑戰(zhàn)仍然接踵而來(lái)，客戶總會(huì)向第一名提出更高的要求。
“有沒(méi)有什么辦法掌握每串組件的發(fā)電能力？”
在此之前，對(duì)光伏組件場(chǎng)站內(nèi)的檢測(cè)主要依靠工人手持EL和IV檢測(cè)工具完成的，大型地面光伏電站的檢測(cè)多為定位到故障后檢測(cè)或站內(nèi)抽測(cè)，100W的組件有30萬(wàn)塊組件，近兩萬(wàn)個(gè)組串，占地超過(guò)2平方公里。如果用人工完成一次全面巡檢，相當(dāng)于運(yùn)維人員要用腳丈量數(shù)百公里的路程，期間還要一塊組件一塊組件的做測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)拆端子測(cè)試也具備一定危險(xiǎn)性和發(fā)電量損失，所以全面檢測(cè)一直被視為不可能完成的任務(wù)。
隨著電站精益管理逐步發(fā)展，以及電站交易量增大，業(yè)主或收購(gòu)方對(duì)于全面掌握電站情況渴求增大，于是難題被拋給了以解決方案著稱的華為。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是：像手機(jī)跑分一樣給電站跑分。
華為技術(shù)團(tuán)隊(duì)首先想到了IV曲線測(cè)試功能，并成功將其搭載到逆變器上。2014年，就率先與黃河水電展開(kāi)聯(lián)合研發(fā)，并且做了大量的實(shí)測(cè)。
這套智能IV檢測(cè)技術(shù)通過(guò)反向供電測(cè)試組件的IV曲線，能夠識(shí)別組件隱裂、熱斑、背板失效、二極管損壞等14種常見(jiàn)故障。
在歷經(jīng)三版升級(jí)之后，目前華為的 智能 IV 曲線已經(jīng)測(cè)了全球 5GW 以上的光伏電站，檢測(cè)過(guò)的組件數(shù)量早已過(guò)千萬(wàn)，基于 AI 技術(shù)的智能 IV 診斷 4.0 除了應(yīng)用場(chǎng)景廣泛之外，速度進(jìn)一步提升，15 分鐘即可完成 100MW 全站的掃描，并且支持雙面、疊瓦以及組串混裝場(chǎng)景。而業(yè)界馬上跟風(fēng)而至，一夜之間，大部分廠家也推出智能IV診斷技術(shù)，但實(shí)際上，這個(gè)技術(shù)是建立在海量的數(shù)據(jù)積累上，沒(méi)有大數(shù)據(jù)、沒(méi)有一套先進(jìn)的算法，準(zhǔn)確度是難以保障的。
超過(guò)5GW進(jìn)行IV曲線檢測(cè)的組件不僅發(fā)電量有所保障，過(guò)程中得到的大數(shù)據(jù)也是一座寶礦。以業(yè)內(nèi)一直爭(zhēng)論不休的背板為例，數(shù)據(jù)顯示，西部組件二極管損壞比例遠(yuǎn)高于東部，究其原因是西部紫外線強(qiáng)烈，背板如果過(guò)薄或材料不過(guò)關(guān)就會(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)比東部大得多的故障率。因此發(fā)往西部的背板應(yīng)該加大強(qiáng)度。
此外，華為還通過(guò)大數(shù)據(jù)喂養(yǎng)出了“雙面組件+跟蹤系統(tǒng)”的最佳匹配方式。傳統(tǒng)的“天文算法+反跟蹤”結(jié)合GPS正時(shí)可以獲得太陽(yáng)的絕對(duì)位置信息，通過(guò)使組件與太陽(yáng)光入射光夾角最小來(lái)獲得相應(yīng)的跟蹤角。這種算法僅考慮了散射比例低時(shí)組件正面的直射輻射，在部分場(chǎng)景中會(huì)出現(xiàn)不是最優(yōu)轉(zhuǎn)角帶來(lái)的發(fā)電量損失，比如在陰天，天文算法并不是最佳轉(zhuǎn)角。而華為智能跟蹤系統(tǒng)，通過(guò)“感知”外界的輻照、溫度、風(fēng)速等因素，結(jié)合精準(zhǔn)的大數(shù)據(jù)和AI智能學(xué)習(xí)算法，能夠?qū)崟r(shí)得到跟蹤支架的最佳轉(zhuǎn)角，雙面組件壓抑的潛力得到充分釋放，從而保障電站最佳的發(fā)電量。
至此，AI實(shí)現(xiàn)了跨界，完成了“海量場(chǎng)景+專家經(jīng)驗(yàn)+跨域融合”的最后一步。而在AI的幫助下，光伏電站的潛能被挖掘釋放。
2019年，全球第一個(gè)百GW組串逆變器企業(yè)誕生。用了十年，華為創(chuàng)造了一個(gè)產(chǎn)業(yè)奇跡。
許多海外的電站，沒(méi)人在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，200MW甚至500MW的電站，只需要20人的運(yùn)維隊(duì)伍。
這些以前不敢想的事情，在智能光伏的推動(dòng)下，實(shí)實(shí)在在的發(fā)生了。
2019年，法電與阿布扎比未來(lái)能源公司（MASDAR）合作的Sasaka 300MW光伏項(xiàng)目，選用華為的智能光伏解決方案，電價(jià)只有1.786美分/kWh，折合人民幣0.12元/kWh，甚至低于國(guó)內(nèi)水電價(jià)格，震驚業(yè)內(nèi)。
至此，光伏的度電成本與運(yùn)維問(wèn)題都解決了，但新世界大門(mén)開(kāi)啟的同時(shí)，華為又被委以新的重任。
對(duì)于法國(guó)EDN、意大利Enel等國(guó)際能源集團(tuán)來(lái)說(shuō)，光伏并不是全部。如何讓光伏業(yè)務(wù)更好的融入自己的能源版圖是更重要的事情。
一開(kāi)始他們選擇華為的原因是擔(dān)心其它中國(guó)的逆變器廠家業(yè)務(wù)不具備連貫性，后來(lái)他們發(fā)現(xiàn)自身整個(gè)能源版圖的戰(zhàn)略布局，也只有華為這樣的公司能夠提供相匹配的支撐平臺(tái)，尤其是5G、人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展的情況下，這些國(guó)際巨頭判斷驚人的一致。
巨人，需要另一個(gè)巨人伙伴。未來(lái)方向雖然明晰，但過(guò)程如何，其實(shí)誰(shuí)都忐忑。在這樣一盤(pán)大棋之下，同行之人也須旗鼓相當(dāng)。
這樣的客戶，橫跨多個(gè)能源形式和經(jīng)營(yíng)范圍，既投資要考慮新能源的度電成本，又要考慮電網(wǎng)的穩(wěn)定性和綜合利用。上述的能源巨頭還積極推廣智能電表、儲(chǔ)能系統(tǒng)，以數(shù)字電網(wǎng)夯實(shí)新業(yè)態(tài)發(fā)展，源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同，多站融合，提高能源綜合利用效率。
雙方已經(jīng)開(kāi)始合作針對(duì)下一代能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。“這些研究許多都是針對(duì)未來(lái)五年甚至十年的技術(shù)，過(guò)幾年可能會(huì)給行業(yè)帶來(lái)深刻的變化。”華為的研發(fā)負(fù)責(zé)人說(shuō)道，“多域協(xié)同的范疇也從光伏產(chǎn)業(yè)逐漸向能源互聯(lián)網(wǎng)邁進(jìn)。”
能源的安全、穩(wěn)定、清潔、低價(jià)四大要素正在通過(guò)新一代的基于AI引擎的光伏電站體現(xiàn)。如何最終解決新能源成為主力的優(yōu)質(zhì)能源？華為在業(yè)內(nèi)首次引入阻抗重塑的AI自學(xué)習(xí)算法，融合動(dòng)態(tài)阻尼適配算法，智能串補(bǔ)自適應(yīng)算法、主動(dòng)諧波抑制算法等多種領(lǐng)先并網(wǎng)算法，通過(guò)AI自學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整電站本身的電氣特性來(lái)匹配電網(wǎng)，使電網(wǎng)保持穩(wěn)定，不脫網(wǎng)。引領(lǐng)光伏發(fā)電從“適應(yīng)電網(wǎng)”走向“支撐電網(wǎng)”。
而這并不是AI的全部能力。
所以對(duì)于華為和這些客戶而言，現(xiàn)在所做的一切，不只是為了現(xiàn)在，也是在鋪設(shè)通向更光明的未來(lái)之路。
原標(biāo)題： 全球第一個(gè)百GW組串逆變器企業(yè)誕生記丨華為光伏十年回顧
寧德時(shí)代吳凱...
天合光能陳奕...
劉巖: 追光行...
黃震院士：大...