在能源需求日益高漲的浪潮中，新能源產(chǎn)業(yè)猶如一股清新的綠色動(dòng)力，引領(lǐng)著可持續(xù)發(fā)展的航向，其中，光伏發(fā)電已逐漸成為增長(zhǎng)最快的能源之一。

據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2024年1-9月，光伏新增裝機(jī)160.88GW，同比增長(zhǎng)24.77%；另外，BloombergNEF透露的最新預(yù)測(cè)中，在 2025~2030年，年平均裝機(jī)容量將超過 700GW；到2030年，全球累計(jì)光伏裝機(jī)容量將達(dá)到6.7TW。

然而，光伏發(fā)電領(lǐng)域的征途并非坦途，在高速增長(zhǎng)的背后，伴隨著諸多的技術(shù)挑戰(zhàn)與安全風(fēng)險(xiǎn)，其中最為關(guān)鍵的是光伏電站的穩(wěn)定性和可靠性。

光伏電站設(shè)備及并網(wǎng)“頑疾”——安全問題

對(duì)于光伏電站而言，安全是其穩(wěn)定高效運(yùn)行的前提，關(guān)系到電站的經(jīng)濟(jì)效益和持續(xù)發(fā)展。隨著組件、逆變器等核心設(shè)備的功率密度逐步提高，光伏電站的部署環(huán)境也越來越復(fù)雜，使得光伏電站的安全防護(hù)問題愈加突出。典型的有：接地故障、直流線纜反接故障、端子接觸故障、交流側(cè)噴弧故障和交流絕緣故障等等。

另一方面，在光儲(chǔ)融合發(fā)展的大趨勢(shì)下，儲(chǔ)能的安全也至關(guān)重要，不管是從電芯安全，還是機(jī)電、熱、環(huán)境、系統(tǒng)和電網(wǎng)等環(huán)節(jié)，都是儲(chǔ)能電站安全方面所需要考慮的。

此外，光伏電站不僅需要考慮自身的設(shè)備安全，還要考慮對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性帶來的沖擊。典型的電網(wǎng)側(cè)故障包括高低電壓穿越故障、低短路容量比（SCR）下諧波控制差和寬頻振蕩等，都可能引起整個(gè)系統(tǒng)的連鎖反應(yīng)。

創(chuàng)新引領(lǐng)，華為助力構(gòu)建光伏電站場(chǎng)內(nèi)設(shè)備及并網(wǎng)安全新標(biāo)準(zhǔn)

在光伏電站的運(yùn)營(yíng)中，安全永遠(yuǎn)是電站穩(wěn)定運(yùn)行的基石，在面對(duì)多樣性的光伏電站安全隱患，華為從場(chǎng)內(nèi)設(shè)備和并網(wǎng)安全方向發(fā)力：在電站場(chǎng)內(nèi)設(shè)備側(cè)，通過智能化的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)響應(yīng)到主動(dòng)預(yù)防；在并網(wǎng)方面，華為研發(fā)的并網(wǎng)安全技術(shù)，不僅保障了逆變器在不同電網(wǎng)條件下的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)的多種調(diào)節(jié)和支持，使得并網(wǎng)過程更為安全可靠。

· 從被動(dòng)響應(yīng)到主動(dòng)預(yù)防，引領(lǐng)光伏系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)創(chuàng)新

華為首創(chuàng)光伏逆變器智能三重直流安全，從智能組串分?jǐn)?、智能端子檢測(cè)、智能MPPT級(jí)絕緣診斷全方位保障光伏設(shè)備安全。

MPPT級(jí)直流絕緣故障診斷技術(shù)，可精準(zhǔn)感知每路MPPT的電壓變化，可將故障定位從逆變器級(jí)提升至MPPT級(jí)不僅大大提升了定位故障的精準(zhǔn)度，還將定位精度提升數(shù)倍以上。這意味著在發(fā)生故障時(shí)，可以更精確地確定故障發(fā)生的具體位置，從而大大縮短故障排查時(shí)間，減少因故障導(dǎo)致的發(fā)電損失，并降低運(yùn)維成本。這種技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于確保光儲(chǔ)電站的安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)具有重要意義。

智能組串分?jǐn)嗉夹g(shù)，通過逆變器中增加智能分?jǐn)嚅_關(guān)和故障識(shí)別算法，在發(fā)生故障時(shí)可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)快速斷開，有效防止了內(nèi)部短路造成的過載和火災(zāi)。華為此項(xiàng)技術(shù)，已獲得由鑒衡認(rèn)證中心頒發(fā)的最高等級(jí)(Ⅰ級(jí))認(rèn)證證書，也標(biāo)志著在電站安全防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先實(shí)力。

智能端子檢測(cè)技術(shù)，能夠快速識(shí)別因外力或環(huán)境因素導(dǎo)致的端子接觸不良和溫度異常問題，避免了故障擴(kuò)散。目前，智能端子溫度檢測(cè)現(xiàn)已成按保護(hù)范圍和精確度的規(guī)范，共分成4個(gè)等級(jí)；在今年，華為獲得鑒衡認(rèn)證中心頒發(fā)的首張智能端子溫度保護(hù)性能最高 L4 等級(jí)認(rèn)證證書。

· 從芯到網(wǎng)，重新定義儲(chǔ)能系統(tǒng)全面安全

近些年，隨著儲(chǔ)能的大力發(fā)展，華為率先推出從芯到網(wǎng)的智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能平臺(tái)，平臺(tái)具備全架構(gòu)安全、全場(chǎng)景構(gòu)網(wǎng)、全生命周期經(jīng)濟(jì)、全鏈路數(shù)字化的特性，并支持生態(tài)開放。

儲(chǔ)能安全最核心的便是電芯安全，華為基于30年的質(zhì)量管理體系，做到了聯(lián)合開發(fā)、專線生產(chǎn)、全面質(zhì)量管理和全生命周期可追溯，經(jīng)過多項(xiàng)嚴(yán)于國(guó)標(biāo)的驗(yàn)證，保障電芯熱失控不起火。

同時(shí)，為了避免在電芯生命周期中存在的過充、過放等不當(dāng)操作引發(fā)的熱失控風(fēng)險(xiǎn)，華為的儲(chǔ)能防護(hù)單元要做到最小顆粒度，便是從電池包級(jí)確保熱失控不擴(kuò)散。

此外，華為的智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能平臺(tái)，也是行業(yè)內(nèi)唯一一家在第三方機(jī)構(gòu)完成集裝箱級(jí)熱失控主動(dòng)泄爆的企業(yè)，確?？扇?xì)怏w不堆積、不燃爆，主動(dòng)泄放，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)熱失控不傷人。

從電芯到電網(wǎng)，最后一環(huán)的電網(wǎng)安全也同等重要，華為采用PCS雙級(jí)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜電網(wǎng)下自適應(yīng)，尤其是高電壓穿越有功不降額，同時(shí)，可在任意范圍儲(chǔ)能SOC下，即可滿足國(guó)標(biāo)要求，又可做到支撐電壓快速恢復(fù)，避免新能源大面積脫網(wǎng)，此外，雙級(jí)架構(gòu)可以確保任何時(shí)候的高電壓穿越下，功率不反灌，確保直流系統(tǒng)的絕對(duì)安全。

· 領(lǐng)先算法，實(shí)現(xiàn)全電網(wǎng)環(huán)境下并網(wǎng)安全

在并網(wǎng)支撐方面，華為采用智能并網(wǎng)算法，包括智能諧波優(yōu)化算法、智能穩(wěn)定性算法和智能故障穿越算法等，大幅提升逆變器的并網(wǎng)性能，華為逆變器在每代產(chǎn)品開發(fā)之初就對(duì)并網(wǎng)特性進(jìn)行全場(chǎng)景定義，做到測(cè)得準(zhǔn)和控得穩(wěn)。

華為將通訊行業(yè)積累多年的軟件算法、弱電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)引入光伏行業(yè)，在面對(duì)各種復(fù)雜的電網(wǎng)波形下能保證逆變器持續(xù)并網(wǎng)發(fā)電、不脫網(wǎng)，并且，華為借助創(chuàng)新算法和自研芯片技術(shù)，采用先進(jìn)的諧波抑制等算法主動(dòng)響應(yīng)電網(wǎng)的變化，使光伏電站接入電網(wǎng)的總諧波更優(yōu)。

華為從快速鎖相技術(shù)、電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知技術(shù)、諧波主動(dòng)分析技術(shù)全方位確?！皽y(cè)得準(zhǔn)”，在“控得穩(wěn)”方面，從阻抗重塑算法、串補(bǔ)適應(yīng)算法支撐系統(tǒng)功率穩(wěn)定，從振蕩抑制算法、電壓尖峰抑制算法有效支撐可靠高低穿控制，從虛擬 APF 技術(shù)、自適應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)優(yōu)化諧波控制和多機(jī)并聯(lián)諧波抑制。

解碼華為電站安全技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

在高海拔地區(qū)，極端的氣候環(huán)境對(duì)光伏電站的穩(wěn)定性和可靠性提出了巨大挑戰(zhàn)，以中國(guó)西南某水光互補(bǔ)電站為例，面臨著高寒、高海拔和低氣壓等自然條件。在這些不利條件下，傳統(tǒng)的光伏電站面臨高風(fēng)險(xiǎn)的故障和困難的搶修維護(hù)問題。華為逆變器智能組串分?jǐn)喙δ?，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理電流反灌告警或內(nèi)短路等常見故障，有效規(guī)避了潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，自并網(wǎng)以來有效地保障了電站安全與穩(wěn)定運(yùn)行。

在沿海地區(qū)的高濕、高鹽霧環(huán)境下，絕緣性能降低是一大挑戰(zhàn)。例如，山東某漂浮電站的1600臺(tái)逆變器，在建設(shè)運(yùn)行初期，頻繁遇到絕緣阻抗低的告警，導(dǎo)致逆變器無法正常工作。華為通過其絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)，配合精確的故障定位功能，確保了及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理線纜絕緣破損等問題，極大地減少了因絕緣問題導(dǎo)致的故障頻率，從而提升了電站運(yùn)行效率和收益。

在沙戈荒環(huán)境，端子起火問題經(jīng)常導(dǎo)致電站安全隱患。在內(nèi)蒙古某沙漠電站，華為通過其具備端子溫度檢測(cè)功能，成功攔截了多起交流端子異常和直流端子溫度異常事件。智能端子檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用不僅避免了事故的發(fā)生，還顯著減少了運(yùn)維人員的現(xiàn)場(chǎng)排查工作量。

另外，沙特紅海新城400MW光伏及1.3GW儲(chǔ)能項(xiàng)目是全球首個(gè)GW級(jí)的微網(wǎng)項(xiàng)目，面臨的挑戰(zhàn)包括極端高溫、海濕、高鹽霧及風(fēng)沙等環(huán)境問題，對(duì)光儲(chǔ)構(gòu)網(wǎng)與維持電網(wǎng)穩(wěn)定有極高要求，華為的智能光儲(chǔ)解決方案在電網(wǎng)穩(wěn)定技術(shù)上的應(yīng)用更是表現(xiàn)出了頂尖級(jí)別的技術(shù)能力。為滿足電站構(gòu)建和維持電網(wǎng)穩(wěn)定性的高要求，華為通過設(shè)計(jì)、仿真以及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了綜合性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，確保了整個(gè)電站項(xiàng)目的順利交付和穩(wěn)定運(yùn)行。

安全永遠(yuǎn)是光伏電站穩(wěn)定運(yùn)行的基石。華為融合數(shù)字技術(shù)與電力電子技術(shù)，通過持續(xù)創(chuàng)新將光伏電站安全防護(hù)技術(shù)帶到了新的高度；同時(shí)為相對(duì)“籠統(tǒng)”的電站安全定義提供了更加清晰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參考，助力新能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。