衣锦夜行
2月11北京顺义的一个工业孵化器里,20个来自西班牙和中国的研发人员正在紧张的工作,临近春节,不少中国员工已经放假,这些“无家可归”的西班牙人似乎感受不到过年的气氛。
Juan Fraga,中文名字叫“胡安”,是这个团队的领袖。一个西班牙人,不远万里,来到中国,带着西班牙同事来到中国,组建了这个带有浓厚中国特色的公司:万银电力电子,搜遍网络只有官网和一条2012年9月的厂房租赁新闻,籍籍无名,低调得一塌糊涂。
在万银的研发实验室,矗立着一台长4米,高2米3的机器怪兽。西班牙人特有的热情让胡安的介绍并非走马观花,而是把机箱打开,一项项给记者介绍听得懂和听不懂的模块和参数。Jose Manuel TENA, 软件控制系统总监,电力电子与控制算法领域9年工作经验。原西班牙Wind to Power System公司电力电子及软件控制工程师、西班牙Iberdrola工程建筑公司软件控制工程师。在开发电力电子逆变器、数字信号处理控制软件及电气系统仿真软件方面有丰富的实际工作经验。
他在集成在机身外部的控制面板上轻触了几下,机器开始自动启动,显示屏的电流和功率开始变化,开始通过地下敷设的电缆向电网贡献电力。在这个极其形象化的控制面板上,记者可以看到发电量相关信息以及逆变器各部件的运转情况:IGBT温度,开关状态,风扇转速等信息。
正当Jose向大家演示着此面板的各项功能:查看各部件状态,数字信息和图表的切换,调用图纸等功能时,嗡嗡的风扇响起。他向大家解释,风扇在IGBT与外部温差达10度时开始工作,始终将温度控制在75度之内,保证IGBT在任何时候发挥最大效率以提升发电量,这是万银科技研发的液态循环冷却系统的一大优势。
这台3.2MW的光伏逆变器,花费2年时间,研发耗资6000万,让万银虽衣锦夜行却注定将声名鹊起。
全新的平台:下一站技术
在Solarbe今年6月的《大机小机之争》一文中,阐述了大型逆变器和小型逆变器之间的技术竞争与分工。但有意思的是,几乎所有厂家虽然在地面电站用传统集中式逆变器还是组串式时分歧颇多,但几乎不约而同的看好未来超大尺寸机型。
SMA、GE都在推大尺寸逆变器,SMA在2014年6月推出了2.45MW的解决方案,GE也完成了2MW、1500V直流的超大尺寸逆变器的研发工作。
但1MW机型仍然是最成熟的产品,从100kW、200kW发展到300kW,再到现在的500kW,国内逆变器的尺寸似乎已被定型,数年没有存进,行业研发兴趣似乎从提升尺寸转向其它方面,偶有声音发出也大多昙花一现。而在逆变器低利润率、资金周转缓慢的情况下,研发似乎成了一种奢侈品。
老胡安却一心拿出点不一样的东西出来。“市场之所以很少有更大尺寸的光伏逆变器推出,是因为新一代的产品需要新的研发平台。原有的研发平台在电压、产品认证适用。”他说。
超大功率逆变器,不仅仅是把功率做大,还需要克服一系列的难题。首先要提高功率密度,即在增大功率的同时,体积和重量控制在一定范围内,满足运输与安装需要。
此外,这种巨型机的应用,是否能给用户带来发电量的增加等都需要一个答案,这样的不确定因素也让很多厂家不敢冒险,望而却步。
众所周知,逆变器是由诸多电力电子功率器件组成,这些大功率电力电子器件需要保证在一定温度下运行。如何高效可靠的散热是所有逆变器厂家必须面临和解决的难题。传统集中型逆变器大多采用强制风冷的散热方式,对于在一定功率密度范围内的逆变器,强制风冷可以得到令人满意的综合性能和经济性。而对于功率密度更大的超大型逆变器,需要采用比强制风冷更高效的散热方式,那就是液冷。
虽然在风电领域已有功率在MW级以上的变流器采用液冷的先例,但这种冷却方式大都需要外置水箱,如果简单的把这套冷却系统搬到超大型光伏并网逆变器中,无疑为逆变器的运行和维护增加了不少工作量。
万银科技的超大型3.2MW逆变器采用了一种新型冷却方式:液态与强制风冷相结合的冷却方式应运而诞生。这种冷却方式在规避了液冷和强制风冷的缺点后,集合了二者的优势,大幅提高了散热效果。
传奇团队
目前知道万银的光伏人万中无一,笔者专门请教了几位逆变器领域的权威人士,均表示没听说过这家已经成立了2年的公司。但这个团队成员却影响了所有的中国下游光伏企业,称之为“传奇”并不为过。
低电压穿越概念目前已经被光伏行业熟知。但绝大部分人并不知道这个词的来源。在中国,就是这支团队最早与电网探讨和建议,随后诞生了中国新能源的第一个并网标准,随后将其引入光伏领域。
胡安团队的专家参与了西班牙风电并网标准PO12.3的制定,并担任多个国家的电网顾问。其团队研发的电力电子产品在欧洲约有4个GW的应用量,其中风电低电压穿越改造设备,在西班牙的市场占有率达到70%,德国市场独立风电机组解决方案的市场占有率达到100% ;另一款核心产品低电压穿越测试设备,在世界多个国家都有应用。
在中国,该检测产品的主要竞争对手为电网内企业,但凭借领先的技术优势,共有8台设备应用在国家电网,南方电网和内蒙电力中,在国内同类产品中市场占有率第一。
经济账:被说服的工程师
万银的研发团队在欧洲具有广泛影响力,在电力电子某些产品领域达到了宋江这般各路好汉纳头便拜的程度。一位资深的光伏电站工程师,在与胡安交谈并参观了产品之后,被万银科技技术实力、产品理念、新的电站优化设计思路所吸引,胡安的电站经济账让她觉得是一件不可思议的事情。于是,抱着好奇与欣赏的态度加入了万银科技,哪怕愿意为此付出更多的时间往返于西城于顺义之间。
万银科技在研发3.2MW逆变器的同时,就已经考虑到了如何应用这种超大功率逆变器的问题及如何能为用户节省电站整体投资带来收益最大。大多数用户听到如此大功率的逆变器,第一反应是直流电缆压降和投资更大,但作为一个电站投资者,更关心的是电站整体的综合投资以及是否能带来更大的收益。
首先,在电站初期投资方面,在大型地面电站中应用这种大功率逆变器,不可否认在直流电缆投资上会增加一些,但交流电缆、通讯电缆、箱式变压器、逆变器房、道路、占地等方面均有明显优势,经过测算,电站整体综合造价比传统500kW逆变器低;其次,万银科技ZENIT逆变器内均采用最优质的元器件,不惜重金打造出一款性价比最高的逆变器,工业化PLC、UPS的应用为逆变器的可靠性提供了较高的保障,最大化降低故障率。另外,3.2MW逆变器在运维方面具有明显优势,对于一个电站来讲,不仅逆变器台数降低了,并且在设计方面的改进使得逆变器不易积累灰尘。
同样被说服的还有江山控股,这是万银在国内的第一个客户。江山控股董事局主席刘文平表示:“万银虽然在国内还没有多少市场铺垫,但他们的的技术真的很不错,”
回归电网
项庄舞剑,意在沛公。万银科技经过两年的潜心研发,在大功率电力电子技术上有重大突破,拥有了多项包括控制,硬件等方面的知识产权。之所以这么下大力气搞光伏逆变器,初对国内外市场有着美好预期之外,也希望通过此产品奠定自己在电力电子行业的地位,有朝一日回归老本行:电网技术解决方案。
胡安的团队具有丰富的电网规划和相关政策制定的经验,其中多名专家参与欧洲相关电力并网标准的制定,提供相关政策咨询等工作。其核心技术人员也参与多个电网相关西班牙政府主导项目的研发。
万银的核心技术团队负责并网产品及相关电力电子产品方案的研发,通过产品在电网的应用和其他技术方面的交流。据了解,万银科技一直与电网保持着高层交流,着手电网产品的开发:无功功率补偿设备制造,新型动态无功补偿及谐波治理装置,电网环保与节能技术及设备,大规模储能系统,可再生能源规模化接入,分布式电源并网及控制系统,智能电网与新能源相关控制产品等。
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