效率更高、可靠性更強(qiáng)、功能更全、控制更精——透過“領(lǐng)跑者”認(rèn)證 看標(biāo)桿逆變器的性能水平
2018年3月9日,鑒衡認(rèn)證中心向華為技術(shù)有限公司頒發(fā)了“5★”級(jí)光伏逆變器“領(lǐng)跑者”先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品認(rèn)證證書。
至2017年底,全國(guó)累計(jì)光伏裝機(jī)量已突破130GW。可以預(yù)見:未來幾年,光伏新增裝機(jī)量的增速將明顯放緩,進(jìn)入平價(jià)上網(wǎng)前的緩沖期。后補(bǔ)貼和去補(bǔ)貼時(shí)代,光伏將進(jìn)入“效率、可靠性、X+”全方位發(fā)展、全面提升,即所謂的“領(lǐng)跑”+“長(zhǎng)跑”發(fā)展階段。這里“X+”指的,一是旨在提高土地綜合利用效率或取得疊加效益的光伏類型,如:建筑+光伏、光伏+農(nóng)業(yè)/漁業(yè)/牧業(yè);二是旨在提高光伏制造和運(yùn)維效率及控制水平的融合技術(shù),如:光伏+互聯(lián)網(wǎng)/數(shù)字化/人工智能。
總體看,受領(lǐng)跑者制度及其他方面的影響,近幾年,光伏發(fā)展偏重效率,不夠均衡。要實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的平價(jià)上網(wǎng),甚或成為最廉價(jià)的電源,在提升效率的同時(shí),要更加重視“可靠 性”及“X+”方面的技術(shù)研究及標(biāo)準(zhǔn)和政策引導(dǎo)。
適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需要,鑒衡認(rèn)證中心推出了系列“領(lǐng)跑者”認(rèn)證產(chǎn)品,包括系統(tǒng)級(jí)和設(shè)備級(jí)。需要注意的是,鑒衡推出的“領(lǐng)跑者”認(rèn)證,不單是效率,而是“領(lǐng)跑+長(zhǎng)跑”概念下全方位、全性能的產(chǎn)品認(rèn)證。
另外,適應(yīng)不同產(chǎn)品的特點(diǎn),特別是產(chǎn)品使用過程中存在的突出問題及相關(guān)方的關(guān)注點(diǎn),鑒衡認(rèn)證中心采用了統(tǒng)一范式下,個(gè)性、差異化的認(rèn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路,以逆變器為例:
1)在效率方面,針對(duì)光伏主戰(zhàn)場(chǎng)向中東部轉(zhuǎn)移,低輻照區(qū)間占比增加的實(shí)際,在考慮最大效率、綜合加權(quán)效率的基礎(chǔ)上,逆變器領(lǐng)跑者認(rèn)證指標(biāo)中增加了低負(fù)載下逆變器轉(zhuǎn)換效率的評(píng)價(jià)指標(biāo),并按照“80:20”原則,確定分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的閥值。以30KW以上組串式逆變器為例,根據(jù)鑒衡的監(jiān)測(cè)結(jié)果,近兩年投用的逆變器,10%負(fù)載條件下,平均轉(zhuǎn)換效率在93%左右,20%效率水平較高逆變器的平均效率在95%左右;在效率水平較高的逆變器中,20%效率水平相對(duì)較低的平均水平為94%,20%效率水平較高逆變器的平均水平為96%。基于上述監(jiān)測(cè)結(jié)果,在評(píng)價(jià)規(guī)范中,將94%作為“領(lǐng)跑者”指標(biāo)的準(zhǔn)入值,將96%作為標(biāo)桿,即“★”級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的閥值。華為本次認(rèn)證的三款逆變器產(chǎn)品,10%負(fù)載條件下,轉(zhuǎn)換效率全部在97.3%以上,遠(yuǎn)高于“★”級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的閥值。
2)可靠性方面,針對(duì)業(yè)內(nèi)在逆變器故障及維修保障、使用壽命、極端環(huán)境條件下性能、可靠性等方面的擔(dān)憂,領(lǐng)跑者評(píng)價(jià)指標(biāo)中,增加了故障率/故障發(fā)電量損失率、故障響應(yīng)和等待時(shí)間等綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo),以及耐久性、高溫和低溫性能及其他方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)。同時(shí),考慮到可靠性缺陷顯性化、可驗(yàn)證程度較低,增加了檢測(cè)過程中與可靠性有關(guān)性能檢測(cè)能力及過程控制要求。
可靠性方面,評(píng)價(jià)指標(biāo)閥值的確定原則同“效率”,以故障發(fā)電量損失率為例,根據(jù)鑒衡的監(jiān)測(cè)結(jié)果,平均水平在1.5%左右,較好水平在0.5%左右(領(lǐng)跑者準(zhǔn)入值),標(biāo)桿水平在0.3%左右(“★”級(jí)水平閥值)。華為本次認(rèn)證的三款及其他同類型產(chǎn)品,最近半年月均故障率為0.24%,居行業(yè)領(lǐng)先水平;另外,華為在產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證和控制方面,采取了一系列值得借鑒的做法,如:
3)隨著光伏在電力系統(tǒng)中裝機(jī)比例的不斷增加,對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)與電力調(diào)度和運(yùn)行環(huán)境響應(yīng)和調(diào)控能力的要求也在不斷提高;同時(shí),隨著分布式發(fā)電占比的增加,對(duì)系統(tǒng)可靠性和安全方面的檢測(cè)和預(yù)警功能也提出了新的需求。
逆變器為光伏發(fā)電的中樞設(shè)備,需要針對(duì)市場(chǎng)及應(yīng)用環(huán)境的變化,具備更高的調(diào)控和響應(yīng)能力,更強(qiáng)的功能。針對(duì)需求變化,逆變器“領(lǐng)跑者”認(rèn)證中,從“響應(yīng)及控制能力、系統(tǒng)增益附加功”兩個(gè)維度,在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上,一是提高了某些性能要求,二是增加了某些功能要求。如:諧波的監(jiān)測(cè)和控制、抗PID功能、故障錄波功能、IV模擬功能、軟件批量升級(jí)功能。
華為本次通過認(rèn)證的3款產(chǎn)品,在上述方面均有優(yōu)異表現(xiàn),達(dá)到“★”級(jí)水準(zhǔn)。
目前,在用的逆變器,在響應(yīng)和控制能力及系統(tǒng)增益附加功能方面存以下突出問題,需要引起注意:
有的逆變器,對(duì)系統(tǒng)變化的響應(yīng)能力和控制精度不夠,特定情況下可能引發(fā)系統(tǒng)性故障;
有的逆變器,安全檢測(cè)和預(yù)警方面的功能形同虛設(shè),個(gè)別電站發(fā)生的火災(zāi)事故與此有直接關(guān)系;
有的逆變器,某些新增功能在解決老問題的同時(shí),帶來新的安全隱患,如抗PID功能。
4)高性能產(chǎn)品是設(shè)計(jì)和制造出來的,而不是檢測(cè)出來的;“★級(jí)”產(chǎn)品有賴于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造及售后服務(wù)整個(gè)壽命期的★級(jí)管理。基于上述考慮,逆變器“領(lǐng)跑者”認(rèn)證在企業(yè)研發(fā)能力、產(chǎn)品設(shè)計(jì)(含器件選型和導(dǎo)入)、制造、售后服務(wù),質(zhì)量追溯等環(huán)節(jié)明確了管理方面的剛性要求,特別是可靠性管理。
目前,逆變器產(chǎn)品制造,特別是可靠性管理方面存在以下幾方面的突出問題:
有的廠家,產(chǎn)品研制、試產(chǎn)過程中可靠性方面的風(fēng)險(xiǎn)分析不系統(tǒng)、性能可靠性的驗(yàn)證和確認(rèn)不充分,致使設(shè)備投用后故障頻發(fā);
有的企業(yè),逆變器生產(chǎn)過程中,物料/器件清單(BOM)受控程度低,導(dǎo)致某些可靠性保證程度低的器件投用到設(shè)備中;
有的企業(yè)生產(chǎn)的逆變器質(zhì)量信息的透明度低、可追溯性差。
華為在技術(shù)和質(zhì)量保證能力方面均達(dá)到了“★級(jí)”標(biāo)準(zhǔn),某些方面,具有明顯的比較優(yōu)勢(shì),例如,
近幾年,華為共獲得國(guó)內(nèi)、外與逆變器有關(guān)的發(fā)明專利100余項(xiàng);
按照6希格瑪質(zhì)量管理體系及不良率小于百萬分之四的要求,基于技術(shù)質(zhì)量和可靠性的風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果,采用了更為完整、趨于嚴(yán)酷的整機(jī)設(shè)計(jì)和器件選型及導(dǎo)入過程的評(píng)審、驗(yàn)證和確認(rèn)流程;
為提高整個(gè)供應(yīng)鏈的整體保證能力,引入了CPK延伸管理及量化考評(píng)機(jī)制;
通過關(guān)鍵工藝和質(zhì)控點(diǎn)的物理嵌入,及采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品制造過程及采用器件同步校核和監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了對(duì)“外協(xié)”和“自有”過程的等效控制和管理。
責(zé)任編輯:蔣桂云
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