“由于一些原因，今天不太方便直接到會場，所以通過視頻的方式參加。下面我將從四個部分簡單為業(yè)界同仁解讀半導體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展何以助力雙碳目標的實現(xiàn)。”陽光電源股份有限公司總監(jiān)翁捷先生在16日舉辦的2022國際集成電路展覽會暨研討會 (IIC)上說。dWIesmc

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光伏具有廣闊的發(fā)展前景

翁捷介紹，光伏具有廣闊的發(fā)展前景。“30·60是雙碳目標”實現(xiàn)的有三大核心驅(qū)動力，分別是氣候變化、降低碳排放和能源安全。dWIesmc

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氣候變化是最大的生態(tài)危機，當前全球氣候變暖頻繁出現(xiàn)災難性氣候。《巴黎協(xié)定》（The Paris Agreement）是由全世界178個締約方共同簽署的氣候變化協(xié)定，是對2020年后全球應對氣候變化的行動做出的統(tǒng)一安排，于2016年11月4日起正式實施?！秴f(xié)定》的長期目標是將全球平均氣溫較前工業(yè)化時期上升幅度控制在2攝氏度以內(nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.5攝氏度以內(nèi)。dWIesmc

而碳排放二氧化碳是氣候變化主要因素之一，2020年，我國碳排放100億噸左右，高居世界第一，減排壓力大。當前的能源安全也是我們國家大力發(fā)展雙碳目標的核心驅(qū)動力，因為我們國家的石油和天然氣對外依存度都非常高。dWIesmc

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據(jù)了解，30·60雙碳目標的路徑是要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，全球已經(jīng)有130多個國家提出“碳中和”目標，中國將采取更加有力的政策和措施。2021年中國光伏累計裝機量超過300GW，預計2050年將會超過5000GW，2050年光伏發(fā)電量將會占到全國總發(fā)電量的39%，是中國電力供應的主要手段，所以實現(xiàn)“碳中和”的重要手段也是光伏發(fā)電的期望。dWIesmc

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如上圖所示，風電和儲能成本正在快速下降，過去十年光伏成本下降了90%，風電成本下降25~40%，儲能成本下降超過80%。當前光伏和風電LCOE（度電成本 levelized cost of energy）已經(jīng)低于煤電，風儲、光伏LCOE也有望正在最近幾年低于低于煤電。dWIesmc

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“陽光電源作為專注于風光儲等新能源設備制造及解決方案公司，成立至今已有25年。公司多年來我們潛心于技術發(fā)展和產(chǎn)品研發(fā)，現(xiàn)在全球市占率已經(jīng)達到了約30%，其中光伏逆變器設備安裝量超過200GW。”翁捷介紹說，陽光電源當前業(yè)務有十大模塊，包含了光伏逆變器、風電變流器、新能源投資開發(fā)、新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)、水面光伏及智慧運維業(yè)務、電動汽車充電、光伏智能清掃等。 dWIesmc

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陽光電源股份有限公司是國內(nèi)最早涉足儲能領域的企業(yè)之一。2021年公司儲能業(yè)務高速增長，1500V全場景儲能系統(tǒng)解決方案降本增效顯著，成為當前光儲平價上網(wǎng)壓力下，新能源+儲能實現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展的關鍵支撐技術，2021年公司儲能系統(tǒng)發(fā)貨量實現(xiàn)幾何級增長，當年全球發(fā)貨量達3GWh。dWIesmc

半導體器件在逆變器中的應用

演講中，翁捷指出，光伏逆變器種類非常多，大致可以分為戶用逆變器、組串逆變器和集中式逆變器，“最近也出現(xiàn)了新型逆變器，比如優(yōu)化器+組串逆變器、微型逆變器和關斷器+組串逆變器等。”dWIesmc

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光伏逆變器使用的電力電子功率器件，從單管角度來看主要是IGBT單管、SiC二極管、CoolMos、SiC MosFet。模塊方面有PrimePack系列、Econodual系列，白模塊等等。除此以外，光伏逆變器使用的其他芯片還包括控制芯片、功率相關芯片、其他數(shù)字、模擬芯片，輔助電源管理芯片，翁捷說“這都是我們陽光電源的與我們電力電子功率器件供應商所潛心共同開發(fā)的。” dWIesmc

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翁捷介紹，MCU和MPU是光伏逆變器中控制芯片主要使用的部分，里面對應ARM控制芯片為兩大類，MCU用于數(shù)據(jù)采集器等設備，MPU用于逆變器電池管理系統(tǒng)和雙向變流器。DSP系列應小型逆變器和變流器使用是第二代DSP芯片，電源電驅(qū)使用的是屬于第三代DSP里面相對來說成本比較有優(yōu)勢的中低端芯片，而大型逆變器和變流器使用是第三代DSP比較高端類型的芯片。dWIesmc

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“十年前我們做的光伏逆變器是利用碳化硅二極管完成組串型逆變器和其他集中式逆變器。如今，我們使用的光伏逆變器，有單機最大的SG320HX，可以匹配大組件，更低的度電成本。當前的逆變器可以使得功率密度提升80%，但是成本更是下降了80%。” 翁捷感嘆道。dWIesmc

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在碳化硅等新型電子功率期間應用上面，陽光電源也在不斷地追求變化和跟蹤時代脈搏，當前在高功率密度逆變器上面用碳化硅器件可以實現(xiàn)功率密度提升情況下最高效率達到99.2%，同時國產(chǎn)收款純碳化硅單管并聯(lián)電機成為了驅(qū)動器明星產(chǎn)品EC60。dWIesmc

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光伏逆變技術的發(fā)展——兩大挑戰(zhàn)

逆變器不光有電子器件的加持，也要解決當前光伏行業(yè)內(nèi)兩大主要問題。一是碳中和要求的度電成本要更低，二是除了實現(xiàn)光伏發(fā)電用電平價上網(wǎng)，還要更好地能夠支持電網(wǎng)發(fā)展和高滲透率的持續(xù)提升。這兩大挑戰(zhàn)的主要任務意味著，在碳達峰、碳中和目標下，新能源多場景應用趨勢對度電成本和電網(wǎng)提出了更高的要求。光伏行業(yè)需要不斷努力地降低系統(tǒng)的初始投資成本，同時優(yōu)化系統(tǒng)設計，提升效率，不斷優(yōu)化運維方式，降低運維成本，逆變器發(fā)展方向逐步由適應電網(wǎng)走向支撐電網(wǎng)。翁捷表示，陽光電源將竭力推出更多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務，光儲并濟，攜手行業(yè)伙伴，加速能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和碳中和進程。dWIesmc

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翁捷認為，“當前光伏逆變器主要發(fā)展趨勢源動力來自三個方面，一是技術驅(qū)動，二是應用場景驅(qū)動，三是功能拓展。”具體來看，光伏逆變器的技術驅(qū)動有一部分是來自于光伏逆變器的精細化電子設計，面對現(xiàn)在高功率大密度的情況下，高頻電磁設計從原來粗放型問題變成精細化需要解決的問題，為此，陽光電源提出了基于精密建模的電磁干擾正向設計方法，也突破了變流器電磁環(huán)境下精確設計難題，實現(xiàn)了高頻工作，進一步提升了功率密度。以下兩張圖展示了陽光電源在磁電聯(lián)合時變降維精準建模方法上所做的工作以及電磁干擾精準設計上所做的工作。dWIesmc

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逆變器從原來的適應電網(wǎng)到現(xiàn)在的支撐電網(wǎng)，最主要是來自于提升電網(wǎng)的電能質(zhì)量的要求，這個中間體現(xiàn)在逆變器需要支持電網(wǎng)的無功調(diào)度，快速功率響應，同時需要快速有功輸出，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)頻。在無功輸出響應速度上完全滿足電網(wǎng)調(diào)度要求，可完全替代SVG。dWIesmc

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翁捷介紹說，“應對傳統(tǒng)電網(wǎng)可能出現(xiàn)嚴重故障或者出現(xiàn)關鍵設備失效的情況，我們不但要適應變化支撐電網(wǎng)，還要做到自主組網(wǎng)，比如說在單個設備壓支撐電網(wǎng)的故障穿越，一次調(diào)頻，無功支撐，低SCR。在自主組網(wǎng)模式下保障負荷連續(xù)穩(wěn)定供電，為此陽光電源研究電壓源模式運行技術，自同步和電網(wǎng)支撐技術，黑啟動和組網(wǎng)技術。”dWIesmc

能源互聯(lián)網(wǎng)的未來

科技創(chuàng)新是實現(xiàn)“雙碳”目標的核心驅(qū)動力，要靠技術創(chuàng)新解決大容量、低成本的儲能技術促進能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，要靠原始創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從中低端向中高端調(diào)整，這兩個調(diào)整對于碳達峰碳中和至關重要，其關鍵也都是創(chuàng)新能力的提升。而能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化和平臺化是雙碳目標實現(xiàn)的技術基礎。dWIesmc

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據(jù)翁捷介紹，在數(shù)字化方面，陽光電源通過智能化數(shù)字采集設備實現(xiàn)了光伏逆變器，儲能逆變器，組件，匯流箱及環(huán)境數(shù)據(jù)智能采集，也實現(xiàn)了基于公共數(shù)據(jù)管理的方案，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)質(zhì)量保證，數(shù)據(jù)密度變更管理，從而為分布式數(shù)據(jù)存儲打好了條件。dWIesmc

在數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)可視化方面，積極探索設備故障定位、預警、器件壽命預測，同時也做了光伏、風電、負荷功率預測。在數(shù)字化基礎之下，再做好智能化設備到站級運維管理及集團管理平臺到高級管理平臺這樣一個平臺化架構(gòu)，這也是為雙碳目標實現(xiàn)的技術基礎之一。dWIesmc

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“光有技術基礎還不夠，我們還需要一些技術核心，當前大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、AI技術都將成為雙碳目標實現(xiàn)的技術核心，”翁捷指出，陽光電源在針對這些技術領域做了自己的探索，例如基于大數(shù)據(jù)和云計算的光伏組件IV掃描診斷，可以更好的進行電網(wǎng)友好性控制策略的實施。物聯(lián)網(wǎng)+AI技術的智能跟蹤支架算法，可以進一步提高光伏系統(tǒng)的發(fā)電量。無人機電站巡檢系統(tǒng)可全自動地判別組件故障信息，實時發(fā)送故障告警信息，并驅(qū)動機器人進行組件表面清潔。在邊緣計算發(fā)展和AI技術加持情況下面，在新能源發(fā)電預測、設備診斷、運行調(diào)度策略優(yōu)化方面做了積極探索。dWIesmc

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“雙碳目標不僅僅是技術的探索，平臺的創(chuàng)新，更加是業(yè)務的創(chuàng)新，能碳一站式解決方案與服務是雙碳目標實現(xiàn)的業(yè)務創(chuàng)新，其中基于核心設備和生態(tài)伙伴以及核心技術和能力，我們創(chuàng)建了能流和碳流分而治之的業(yè)務模式，并且提供了一站式解決方案，服務于各種可能的用能客戶，比如說政府、企業(yè)、家庭等等，最終實現(xiàn)了基于清潔能源的系統(tǒng)化產(chǎn)品為我們進行零碳管理以及智慧核心管理一站式解決方案，為雙碳目標實現(xiàn)作出了我們的業(yè)務創(chuàng)新的探索。”翁捷說。dWIesmc

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演講最后，翁捷說道：“能源革命的大時代已經(jīng)拉開序幕。未來40年，我們要努力踐行這一偉大歷史使命。光伏逆變系統(tǒng)在半導體等技術的加持下，會朝著更高效率，更加友好，更加智能化的方向發(fā)展。數(shù)字化時代的到來，充分利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、AI技術將助力雙碳目標的更快實現(xiàn)，創(chuàng)新是雙碳實現(xiàn)過程中的永恒主題，也是陽光電源不懈追求的目標！”dWIesmc