不(bú)确定(dìng)的(de)世(shì)界(jiè)中的确(què)定性
1963年(nián),美国气象学家(jiā)爱德华·罗伦兹(Edward N.Lorenz)提(tí)出:“一(yī)只南美洲亚马逊(xùn)河流域热带雨(yǔ)林中的蝴蝶,偶尔扇动几下(xià)翅膀(bǎng),可以在(zài)两(liǎng)周以后引起美国得克(kè)萨斯(sī)州的一场龙(lóng)卷风。”其原因就(jiù)是蝴蝶扇动(dòng)翅膀的运动,导致其身边的空气系统发生变化,并产生微弱的气流,而微弱的气流的产生(shēng)又会引起四周(zhōu)空气或(huò)其他系统产生相应的变化,由此引起(qǐ)一(yī)个连锁(suǒ)反应,最终导致其他系统的极(jí)大变(biàn)化。他将其称之为(wéi)混沌学。
在哲学领域,类似混沌学说有“不可(kě)知论”,断言人的(de)认(rèn)识能力不能超出感(gǎn)觉经验或现象(xiàng)的范围,不(bú)能(néng)认识(shí)事物(wù)的(de)本(běn)质及发展规律,甚至(zhì)连著名的哲学大师(shī)康德都是该理论(lùn)的拥趸。
中(zhōng)国人则将其归纳为:“人力有时(shí)而穷。”
这(zhè)也是为什么,越是新兴起的、缺少相关制度的的市场,如早期的光伏户用市场,想拥有一(yī)座好的电站,要把希望寄托在(zài)运(yùn)气上(shàng)。而随着市场的(de)规(guī)范和产业(yè)的发展(zhǎn),这种不(bú)确定因素(sù)会(huì)越来越少(shǎo)。但随着产品进(jìn)一步(bù)发展,新的掌控之外的挑战又(yòu)会诞生,典型的例子就是随着新能源的发展,电网(wǎng)友好型(xíng)光伏(fú)电(diàn)站已(yǐ)经迫在(zài)眉(méi)睫(jié),而多(duō)能互补和未来的能源微(wēi)网(wǎng)以及全球能源互联网又是(shì)光伏需要翻越(yuè)的一座有一座高(gāo)山。
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许映童(tóng)在中国光伏行业协会年会的报告中透露:得(dé)益于5G+AI技术的发展,爆炸式创新即将(jiāng)到来,在未来二三十(shí)年,人类(lèi)必(bì)然走近(jìn)绿色智能世界。
拓展边界
人脑在计算速度,数据处理等方面(miàn)会遇到瓶颈甚(shèn)至极(jí)限(xiàn),但AI的(de)出现改变了这一切。在AI眼(yǎn)中,所谓的边(biān)界,是不存(cún)在的(de)。
在智能光伏诞生(shēng)之(zhī)前,人工巡检是件很头疼的事情,对于大型地面(miàn)电站而言,高频(pín)次巡(xún)检几乎是不(bú)可能完(wán)成的(de)任务。所以黄河水电(diàn)携手(shǒu)华为在全球光伏市场首例使用智能光伏解决(jué)方案,可以视(shì)作对光伏边界(jiè)的一(yī)次拓展。
采用大数据分析IV曲线(xiàn)和“逆变器+组件+支架”的(de)综合设计方案,改变了原来(lái)行业认(rèn)定的最优设计方(fāng)案(àn),支架跟(gēn)踪方式(shì)与(yǔ)组件(jiàn)选型都发生了(le)变(biàn)化。
通过智(zhì)能IV诊断(duàn)系(xì)统,100MW的地面光伏电站可在15分钟完(wán)成100%在线监测,自(zì)动生成报告(gào),而人工要(yào)完成即使1%的抽检,也需要3天时间。
在华为(wéi)推行智(zhì)能IV曲线技术之后,查到了很多电站实际使用中(zhōng)的问题和隐患(huàn),打破(pò)逆(nì)变器边界,给整(zhěng)个电站号(hào)脉诊断。技术向整(zhěng)个电站领域去延(yán)伸(shēn),给行业带来新一(yī)轮的技术革命。
一个光伏行(háng)业太多人想知道的答(dá)案:到(dào)底哪家光伏组件性价比最(zuì)优?或(huò)许只有AI通过足(zú)够(gòu)多的样本(běn)数据后(hòu)才能告诉(sù)你(nǐ)。
这在当前平价(jià)甚(shèn)至低价光伏的时代(dài)极(jí)具指导意义:当拼尽全力可能也暂(zàn)时没人能得到满(mǎn)分的时(shí)候,只有那个最接(jiē)近(jìn)目标的方案才(cái)能获得胜利。
当(dāng)答案变成(chéng)唯一解时,行业的变革与洗牌必然(rán)随着而来。
很残酷(kù),但这种趋(qū)势已经越来越明显,在国际市场上,华为今年超凡(fán)的表现已经说明了逆变器(qì)市场蛋糕在(zài)加速向头部(bù)企业狂奔。而除TEMIC之(zhī)外(wài)的日本厂商,欧洲一些(xiē)老牌企业,市场份额(é)在(zài)逐步(bù)缩水(shuǐ)。这(zhè)种速度可能还会进(jìn)一步加(jiā)快。
AI的大行其道,会让人产(chǎn)生无(wú)力感,正(zhèng)如柯洁大战阿尔(ěr)法狗败北之后大哭(kū),但对于一些原本(běn)枯燥的,无人愿(yuàn)意进行(háng)或者无(wú)法(fǎ)进行的工作,AI是人类躯体和脑(nǎo)力的延伸。
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在预(yù)先设想了(le)针对(duì)未来的解决方案(àn)后,我们回到现在,看AI在当下(xià)对于光伏(fú)电站的意(yì)义。
如果(guǒ)将人力的极限比作光速,那么AI的(de)发(fā)展速度可以视作正在膨胀的(de)宇宙:以(yǐ)远(yuǎn)超光速的速(sù)度在不断(duàn)刷新着边界。随着鲲鹏和昇腾芯片的(de)进一步发展,华为(wéi)智能光伏(fú)的AI算力也将进一(yī)步增强。
未来五年,全球半数区域电网面(miàn)临弱电网问(wèn)题:美(měi)国电网短路、容量小(xiǎo),造成控制不稳定、电压波动;印(yìn)度光资源与弱电网区域重合,低电压(yā)穿越(yuè)短路(lù)容量比下(xià)限等问(wèn)题带来电网不稳(wěn)定,同时(shí)管理手段(duàn)不足,网架(jià)结构(gòu)导致调度(dù)难度(dù)大,随着新能源比例进一步增(zēng)高,挑战将(jiāng)持续加剧(jù);澳大利亚电(diàn)网与美国电网一样(yàng)短路容量小(xiǎo),同时谐波普遍超(chāo)标,调(diào)度难度大,电价(jià)波动也大;中国西北地区则(zé)存在频(pín)率稳定(dìng),交直流混(hún)连系统暂态电压问题与(yǔ)功率预测等问题(tí)。
而光伏在高电压穿越与(yǔ)耐受(shòu)能力、低电压穿越(yuè)短路电流支撑能力(lì)、低(dī)电压(yā)穿越(yuè)短路容量比下限、电流(liú)谐(xié)波等方面仍然与火电、水电等传统能源存在差距。
而当光伏产业走(zǒu)向能源互(hù)联(lián),城市互(hù)联(在深圳龙岗已经开始试点),再到(dào)万物互联,挑战则(zé)更(gèng)加严峻。在其(qí)中还隐藏着一(yī)个(gè)事实:如果说早期的工作还能够由人工(gōng)取(qǔ)代(dài),但越到后期,AI的所(suǒ)做的越是仅(jǐn)靠(kào)人工所没(méi)办(bàn)法实现(xiàn)的。人机结合的“AI+光伏”模式(shì)将是未来新能源工(gōng)作的新(xīn)常态。
多维世(shì)界
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未来光伏(fú)与其它形式能(néng)源的融合(hé)已(yǐ)是必然趋势。许映童(tóng)提供了一张未来(lái)智能光伏生(shēng)态产业链的示意图(tú),以AI与5G为核心,支撑(chēng)起产业链、跨界融合和商业(yè)生(shēng)态。通过智能,使这些设计庞杂学科(kē)的各(gè)个环节和技术边缘“角落”中的不确(què)定性(xìng)变(biàn)得可(kě)以掌控并不(bú)断进化。
在(zài)许映童看(kàn)来,华为推出的AI加持智能光伏6.0正在探(tàn)索阶段,未来还会(huì)有更(gèng)多的创新(xīn)技术融合进来(lái)。其中(zhōng),颇(pō)具代表性的技术包括,数字化直流发电系统(tǒng)、智能IV诊断技(jì)术以及电能安全(quán)防护技术。
通过AI识图(tú),组件物(wù)理排布自(zì)动生成,节省99%的配置时间;增加(jiā)智能电(diàn)弧防护(AFCI),系统可在(zài)2秒内快速关断,很多国(guó)家(jiā)正在立法规强制要(yào)求户用系统具备此项功能(néng);阻抗重塑算法,支撑光(guāng)伏渗透率可(kě)达50%,在弱电网环境下具备超(chāo)强不脱网的控(kòng)制能力(lì)。
时至今日,在智能光伏发展五年之后,AI技术将原本(běn)效能已逼近极限(xiàn)的光伏电站又提升(shēng)了一大步:在青海共和、安徽濉溪(xī)、内蒙达拉特旗(qí)、广西陆川等地测试结果显(xiǎn)示,通过AI Boost智能直流发(fā)电系统,提升发电(diàn)量范(fàn)围在0.5%-1%。
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许映童(tóng)介绍到,在(zài)发(fā)电侧,华为数(shù)字化直(zhí)流发电系统(SDS)采用AI自(zì)学习跟(gēn)踪算法,智能逆变器(qì)可实时调(diào)整(zhěng)每(měi)一排组串(chuàn)在不同(tóng)时刻的倾角,实现(xiàn)功率闭环(huán)控制,确保发电量最优。以2018年(nián)年底并网(wǎng)的泗(sì)洪(hóng)领(lǐng)跑者基地,72%采用了华(huá)为AI加持的(de)智能(néng)光伏解(jiě)决方案(àn),其双面+跟踪+多路MPPT方案降低LCOE约7%,AI自(zì)学习优化跟踪算法,相比传统(tǒng)双面+跟踪方案发电量额外(wài)再(zài)提升0.5%-1%。
今后,想做一个(gè)好的光伏电站,没有运气,只有选择(zé)。