AI应用于光伏电站 是未来新能源工作的新常态

不确定的世界中的确定性

1963年，美国气象学家爱德华·罗伦兹（Edward N．Lorenz）提出：“一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可以在两周以后引起美国得克萨斯州的一场龙卷风。”其原因就是蝴蝶扇动翅膀的运动，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又会引起四周空气或其他系统产生相应的变化，由此引起一个连锁反应，最终导致其他系统的极大变化。他将其称之为混沌学。

在哲学领域，类似混沌学说有“不可知论”，断言人的认识能力不能超出感觉经验或现象的范围，不能认识事物的本质及发展规律，甚至连著名的哲学大师康德都是该理论的拥趸。

中国人则将其归纳为：“人力有时而穷。”

这也是为什么，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，想拥有一座好的电站，要把希望寄托在运气上。而随着市场的规范和产业的发展，这种不确定因素会越来越少。但随着产品进一步发展，新的掌控之外的挑战又会诞生，典型的例子就是随着新能源的发展，电网友好型光伏电站已经迫在眉睫，而多能互补和未来的能源微网以及全球能源互联网又是光伏需要翻越的一座有一座高山。

许映童在中国光伏行业协会年会的报告中透露：得益于5G＋AI技术的发展，爆炸式创新即将到来，在未来二三十年，人类必然走近绿色智能世界。

拓展边界

人脑在计算速度，数据处理等方面会遇到瓶颈甚至极限，但AI的出现改变了这一切。在AI眼中，所谓的边界，是不存在的。

在智能光伏诞生之前，人工巡检是件很头疼的事情，对于大型地面电站而言，高频次巡检几乎是不可能完成的任务。所以黄河水电携手华为在全球光伏市场首例使用智能光伏解决方案，可以视作对光伏边界的一次拓展。

采用大数据分析IV曲线和“逆变器＋组件＋支架”的综合设计方案，改变了原来行业认定的最优设计方案，支架跟踪方式与组件选型都发生了变化。

通过智能IV诊断系统，100MW的地面光伏电站可在15分钟完成100％在线监测，自动生成报告，而人工要完成即使1％的抽检，也需要3天时间。

在华为推行智能IV曲线技术之后，查到了很多电站实际使用中的问题和隐患，打破逆变器边界，给整个电站号脉诊断。技术向整个电站领域去延伸，给行业带来新一轮的技术革命。

一个光伏行业太多人想知道的答案：到底哪家光伏组件性价比最优？或许只有AI通过足够多的样本数据后才能告诉你。

这在当前平价甚至低价光伏的时代极具指导意义：当拼尽全力可能也暂时没人能得到满分的时候，只有那个最接近目标的方案才能获得胜利。

当答案变成唯一解时，行业的变革与洗牌必然随着而来。

很残酷，但这种趋势已经越来越明显，在国际市场上，华为今年超凡的表现已经说明了逆变器市场蛋糕在加速向头部企业狂奔。而除TEMIC之外的日本厂商，欧洲一些老牌企业，市场份额在逐步缩水。这种速度可能还会进一步加快。

AI的大行其道，会让人产生无力感，正如柯洁大战阿尔法狗败北之后大哭，但对于一些原本枯燥的，无人愿意进行或者无法进行的工作，AI是人类躯体和脑力的延伸。

在预先设想了针对未来的解决方案后，我们回到现在，看AI在当下对于光伏电站的意义。

如果将人力的极限比作光速，那么AI的发展速度可以视作正在膨胀的宇宙：以远超光速的速度在不断刷新着边界。随着鲲鹏和昇腾芯片的进一步发展，华为智能光伏的AI算力也将进一步增强。

未来五年，全球半数区域电网面临弱电网问题：美国电网短路、容量小，造成控制不稳定、电压波动；印度光资源与弱电网区域重合，低电压穿越短路容量比下限等问题带来电网不稳定，同时管理手段不足，网架结构导致调度难度大，随着新能源比例进一步增高，挑战将持续加剧；澳大利亚电网与美国电网一样短路容量小，同时谐波普遍超标，调度难度大，电价波动也大；中国西北地区则存在频率稳定，交直流混连系统暂态电压问题与功率预测等问题。

而光伏在高电压穿越与耐受能力、低电压穿越短路电流支撑能力、低电压穿越短路容量比下限、电流谐波等方面仍然与火电、水电等传统能源存在差距。

而当光伏产业走向能源互联，城市互联（在深圳龙岗已经开始试点），再到万物互联，挑战则更加严峻。在其中还隐藏着一个事实：如果说早期的工作还能够由人工取代，但越到后期，AI的所做的越是仅靠人工所没办法实现的。人机结合的“AI＋光伏”模式将是未来新能源工作的新常态。

多维世界

未来光伏与其它形式能源的融合已是必然趋势。许映童提供了一张未来智能光伏生态产业链的示意图，以AI与5G为核心，支撑起产业链、跨界融合和商业生态。通过智能，使这些设计庞杂学科的各个环节和技术边缘“角落”中的不确定性变得可以掌控并不断进化。

在许映童看来，华为推出的AI加持智能光伏6．0正在探索阶段，未来还会有更多的创新技术融合进来。其中，颇具代表性的技术包括，数字化直流发电系统、智能IV诊断技术以及电能安全防护技术。

通过AI识图，组件物理排布自动生成，节省99％的配置时间；增加智能电弧防护（AFCI），系统可在2秒内快速关断，很多国家正在立法规强制要求户用系统具备此项功能；阻抗重塑算法，支撑光伏渗透率可达50％，在弱电网环境下具备超强不脱网的控制能力。

时至今日，在智能光伏发展五年之后，AI技术将原本效能已逼近极限的光伏电站又提升了一大步：在青海共和、安徽濉溪、内蒙达拉特旗、广西陆川等地测试结果显示，通过AI Boost智能直流发电系统，提升发电量范围在0．5％－1％。

许映童介绍到，在发电侧，华为数字化直流发电系统（SDS）采用AI自学习跟踪算法，智能逆变器可实时调整每一排组串在不同时刻的倾角，实现功率闭环控制，确保发电量最优。以2018年年底并网的泗洪领跑者基地，72％采用了华为AI加持的智能光伏解决方案，其双面＋跟踪＋多路MPPT方案降低LCOE约7％，AI自学习优化跟踪算法，相比传统双面＋跟踪方案发电量额外再提升0．5％－1％。

今后，想做一个好的光伏电站，没有运气，只有选择。