微網(wǎng)目前仍作為實驗性技術(shù)，貿(mào)然接入電網(wǎng)反而會為電網(wǎng)造成壓力。
“世界上每賣出的3臺電腦中，就有1臺使用臺達集團的電源適配器。”日前，在臺達集團(以下簡稱“臺達”)舉行的2023臺達電力電子新技術(shù)研討會上，有關(guān)負責(zé)人介紹。如今，在信息技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)取得如此成就的臺達正在向能源技術(shù)領(lǐng)域發(fā)力，儲能和微電網(wǎng)技術(shù)布局逐步成為公司戰(zhàn)略重點。何種機遇促成了臺達的轉(zhuǎn)型?轉(zhuǎn)型之路會遇到哪些困難?臺達又是如何理解儲能、微網(wǎng)和電網(wǎng)三者的關(guān)系?帶著這些問題，《中國能源報》記者日前專訪了臺達能源基礎(chǔ)設(shè)施暨工業(yè)解決方案事業(yè)群資深處長艾祖華博士。
從信息技術(shù)到能源技術(shù)
“信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)進入高速成長期后，電腦電源需求極大提升。產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，像數(shù)據(jù)中心電源、通信電源供應(yīng)都需要電力電子技術(shù)支持。”艾祖華表示，臺達在電源上的技術(shù)積累由來已久，先前就曾生產(chǎn)過線性電源、開關(guān)式電源。信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)興起后，臺達將業(yè)務(wù)聚焦于該產(chǎn)業(yè)所需的各類電源及元器件，所以那時臺達更多是一家信息技術(shù)企業(yè)。
艾祖華表示，臺達較早布局了從信息技術(shù)向能源技術(shù)的轉(zhuǎn)型，基于自身在電源方面技術(shù)積累，開始生產(chǎn)風(fēng)能和光伏逆變器，以及不間斷電源系統(tǒng)。“不間斷電源前接電網(wǎng)后接負載，和電網(wǎng)互動不多。但當(dāng)業(yè)務(wù)擴展至光伏，我們產(chǎn)品和技術(shù)就不可避免地要和電網(wǎng)進行互動。”先前光伏發(fā)電并不需要過多控制，直接將電力輸送到電網(wǎng)即可，但隨著越來越多的新能源接入電力系統(tǒng)，對新能源發(fā)電的調(diào)控成為必然。“儲能作為重要的調(diào)控方式，電力電子技術(shù)所涉及的充放電設(shè)備要深度參與電網(wǎng)，而不再僅僅只是負載端的電源。這也意味著臺達要將目光從傳統(tǒng)的電力電子擴展至電力系統(tǒng)。”
艾祖華指出，電力系統(tǒng)逐漸呈現(xiàn)高占比可再生能源、高比例電力電子設(shè)備的“雙高”特征，隨之帶來了系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量持續(xù)下降，調(diào)頻、調(diào)壓能力不足，因此新技術(shù)的投入十分重要。“構(gòu)建新型雙高電力系統(tǒng)，儲能只是其中一環(huán)，數(shù)字化能源調(diào)控、配電、微電網(wǎng)都需要相關(guān)技術(shù)支持。我們可以看到，越來越多從事電力電子的公司都在加大研發(fā)投入，注重電力電子耦合電力系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品與技術(shù)研發(fā)。”臺達也不例外。“未來電力電子和電力系統(tǒng)的耦合關(guān)系愈來愈大，無論是應(yīng)用于發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)路、變電站或負載端，都要依托電力電子技術(shù)來實現(xiàn)和電網(wǎng)的互動。”
跨界轉(zhuǎn)型不可盲目樂觀
對企業(yè)來說，技術(shù)的跨界不可能一帆風(fēng)順，儲能技術(shù)更是如此。“部分廠商的失敗案例值得警惕。”艾祖華表示，部分光伏企業(yè)向儲能的轉(zhuǎn)型失敗很值得分析。“目前，包括光伏面板和控制軟件在內(nèi)的光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)非常成熟，所以部分光伏企業(yè)希望進一步布局儲能業(yè)務(wù)。但當(dāng)他們真正步入儲能領(lǐng)域后就會出現(xiàn)許多問題，部分公司無力解決，最終只能放棄儲能并將企業(yè)有關(guān)部門解散、合并。”他指出，最重要的問題就是這些企業(yè)沒能掌握儲能的核心技術(shù)與系統(tǒng)解決方案。“即使電池系統(tǒng)，PCS與能源系統(tǒng)都采用國外頭部企業(yè)產(chǎn)品，但‘萬國造’的設(shè)備和技術(shù)卻難以完成系統(tǒng)整合測試與方案要求，以致于項目沒能逃過爛尾的命運。”艾祖華表示，這些爛尾工程最終無人接盤，又通不過測試，甚至有的企業(yè)還出現(xiàn)了各部門間相互“甩鍋”的現(xiàn)象。“如果掌握不了核心技術(shù)，就不可能將儲能涉及的一系列復(fù)雜技術(shù)和設(shè)備整合，沒有核心技術(shù)的企業(yè)很難在競爭激烈的儲能賽道中生存。”他進一步指出，雖然有些公司能夠進行一些簡單整合，但儲能測試十分嚴格，如果不能通過測試，項目依然不能投產(chǎn)。
“只有掌握最核心的技術(shù)，才能針對不同客戶需求、不同應(yīng)用場景，以定制化形式建設(shè)儲能項目。但是，儲能要做到像光伏等新能源發(fā)電技術(shù)一樣的成熟度，可能還需要5年甚至10年。”艾祖華分析道，“儲能系統(tǒng)相比新能源發(fā)電要復(fù)雜得多，因為儲能系統(tǒng)不只是雙向并網(wǎng)與離網(wǎng)調(diào)控，儲能設(shè)備的電氣與消防安全、健康與壽命均勻性也十分重要。”
積累儲能技術(shù)布局微網(wǎng)
艾祖華透露了臺達更長遠的目標——成為電能調(diào)控和微電網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商。“我們把微電網(wǎng)放在優(yōu)先位置，其中涉及到很多硬件和技術(shù)，而作為核心的就是儲能。”他分析，微電網(wǎng)涉及電力的“輸、發(fā)、配、用、儲”，其中儲能是最后一環(huán)，卻也是整個系統(tǒng)的中樞。
原因在于，儲能擔(dān)負著能源調(diào)控的任務(wù)。如果系統(tǒng)從外部電網(wǎng)斷開，那就只能由儲能PCS來組網(wǎng)。“如果主網(wǎng)PCS過載，從中斷開的微網(wǎng)系統(tǒng)必須對其儲能電量進行管理，一旦電量耗盡，整個微網(wǎng)系統(tǒng)就將癱瘓。所以要利用儲能系統(tǒng)中的控制器，掌握并調(diào)控微網(wǎng)中所有其他可再生能源和負載，使其聽從儲能調(diào)控命令。”他分析，未來新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器要從新能源逆變器和儲能逆變器切入，輔助電力系統(tǒng)穩(wěn)定的調(diào)控。而PCS作為儲能的核心，未來可能會和新能源逆變器相結(jié)合。
艾祖華也指出，微網(wǎng)要將多種新能源整合，其中涉及多種技術(shù)，需要多方參與。“美國在先前集合專家學(xué)者設(shè)立了Unifi聯(lián)盟，討論所有并網(wǎng)電力電子設(shè)備的互通互聯(lián)及互操作性，并制定相關(guān)規(guī)范。目前我國也正在討論微電網(wǎng)行業(yè)標準，不同廠商標準與控制方式不同，導(dǎo)致大量電力電子并網(wǎng)時在電力系統(tǒng)上產(chǎn)生了干擾或追逐，因此需要規(guī)范不同廠商產(chǎn)品間的控制和協(xié)調(diào)策略，使其并具有更高的安全性、彈性、效率和更低的成本。
而微電網(wǎng)又將在哪些場景首先應(yīng)用呢?艾祖華認為，微網(wǎng)目前仍作為實驗性技術(shù)，貿(mào)然接入電網(wǎng)反而會為電網(wǎng)造成壓力。“所以大部分國家和地區(qū)都先將微電網(wǎng)試用于島嶼等相對偏遠或獨立的區(qū)域，利用這些試驗區(qū)積累經(jīng)驗，待到微網(wǎng)技術(shù)相對成熟，再將其運用到較為核心的區(qū)域。”他指出，偏遠地區(qū)能源供應(yīng)本就緊張，電網(wǎng)覆蓋不到的部分島嶼甚至還在用燃油發(fā)電機供電，而微電網(wǎng)應(yīng)用新能源和儲能技術(shù)供電與負載能源管理不僅可穩(wěn)定供電，也減少了碳排放，并節(jié)省遠距離電網(wǎng)建設(shè)龐大費用與燃油運輸費用。未來隨著微電網(wǎng)的普及，不同微電網(wǎng)之間的控制技術(shù)與電力交易也會不斷發(fā)展，是電力電子與能源行業(yè)努力的重點方向。
中國能源報 記者 楊沐巖
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