新能源发展挑战是什么？

质量 和安全 将成为新能源发展的关键挑战。

大量的特性各异的电源、负荷、储能等装备以 电力电子为接口接入现有电力系统，使电力系 统向着高比例可再生能源和高比例电力电子设 备 ( 简称“双高”) 趋势快速发展。双高特征引 发了电力系统电压失稳、频率失稳、功角失稳、 宽频振荡等并网安全的问题，严重降低了电网 强度。新能源设备电压耐受能力差，故障情况 下仅能提供 1.1 倍额定电流的动态电压支撑， 而传统火电可达到 5~10 倍，加上新能源需要 逐级升压接入主网，与并网点电气距离是常规 机组的 2~3 倍，提供的短路容量比较小，降低 了电压支撑水平。新能源并网逆变器、变流器 等设备不具备惯量响应能力，导致电网整体惯 量低，降低了系统调频能力。新能源低惯量还会引起功角曲线幅值下降，导致功角失稳。新 能源发电设备的快速响应特性，还引发了中频 带、高频带宽频振荡的新问题。

对于大型清洁能源基地而言，电站占地面积 大、容量规模大，电站内的设备多、运维艰难， 100MW 的电站就需要 5 个人至少一天才能完 成一次简单的巡检工作。同时基地项目大多地 处偏远地区，环境恶劣——不是处在高温、风 沙极大的荒漠地区，就是在高湿高盐雾的海上， 或者是在高海拔高寒的平原上，对设备的质量 和可靠性带来巨大考验，同时也对基地电站的 运营安全造成严重危胁。

对于分布式光伏系统而言，由于设备越来越多 地进入建筑、园区、家庭，与日常生产生活更 加紧密结合在一起，屋顶光伏一旦发生事故， 将严重威胁生命和财产安全。据相关机构调研， 直流拉弧是屋顶电站引发火灾的主要隐患，光 伏组件焊点接触不良、线缆老化、端子虚接等 原因都可能产生电弧。另外，屋顶光伏项目中， 设备即使停机，只要有光照，直流侧光伏板电 压通常可达到 600V 至 1000V，为施工运维人 员及业主带来潜在风险。尤其是在出现火灾等 紧急状况的情况下，由于光伏阵列携带高压， 救援人员无法到屋顶进行救灾；由于屋顶带电， 也无法通过普通方式用水进行灭火，大大增加 了救援难度。在国外，对带有光伏系统的屋顶 在救灾时采取‘let it burn’策略，只能眼睁睁 的看着光伏板烧毁后再进行灭火，极大的影响 了救援过程，造成更多的人身财产损失。 应对双高带来的安全挑战，首先需要关注设备 的质量。产业应该形成高质量的共识，通过硬 件质量、软件质量来保证产品的安全性和可靠 性。其次要将组件、储能、构网、数字化、智 能化等单点技术创新融合应用，让新能源发电 从跟随电网走向支撑电网，在系统运维上做好 直流智能安全诊断、预警和防护，保障各种场 景下的人身和资产安全。

伴随着储能的快速规模应用，储能电站发生了 多起严重事故，造成大量经济损失和人员伤亡。 2024 年 5 月，美国加州圣地亚哥市当时全球最 大的 250MWh 的储能电站发生火灾，并多次复 燃，前后持续 11 天才完全扑灭，造成了严重的 损失和环境影响。据不完全统计， 2019~2023 年，全球发生 65 起重大储能火灾事故，其中由 于工艺质量不达标、铜箔材料涂抹不均等电池 质量问题引起的电站储能和工商业储能事故 27 起，由于铁屑脱落至模组内部等电池质量问题 引起的户用储能事故 12 起，由于设备进水、管 理系统故障、电池质量问题引起的数据中心事 故 7 起，此外还有由于电池固定方式及绝缘问 题等其他质量问题引起的事故 19 起。此外，在 储能电站设计、建设、调试、运行、维护等环 节还缺乏成熟的标准和规范，在储能电站管理、 运营、维护等方面的专业化也有待进一步建设 和完善。储能作为电力系统的新生环节，全方 位的体系建设还处于探索阶段。安全已经成为 储能产业发展的巨大挑战。

储能作为能源系统的调节器，调用频率越来越高； 锂电池单站规模突破 GWh，规模越来越增大；大 型储能系统由单柜 2MWh 向 5MWh+ 发展，能量 密度越来越高；新的技术路线如钠电池、液流电 池、超容电池渗透率提升，多元化程度越来越高， 由此导致储能电站更多、更复杂的安全风险。 为了应对储能电站的安全风险，核心是储能产 品的高质量。从储能系统架构设计开始，优先 把问题消灭在事故前端；关注电芯等关键部件 的生产制造使用，保证本体安全；选好隔热、 阻燃材料，做好散热、排烟、消防系统，完善 被动安全；发展在线监测、智能控制和安全预 警技术，做好主动安全。在储能电站的全生命 周期，从规划设计、设备选型、制造验收、运 输交付、现场安装、系统调试、运行控制、检 修维护、电站退役的各个环节贯彻安全理念、 夯实安全管理。其次，行业应该结合安全实践， 推动相关安全标准规范的制定与实施，通过政 策法规的落地反向促进行业的高质量发展。