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科华数能:拒绝概念虚火,用“真构网”撑起新型电力系统

   2025-12-17 科华数能1060
核心提示:“这不增加硬件成本,却解决了大规模集群散热的物理难题。”

在数字化浪潮汹涌的时代,媒体作为信息的传播者、思想的引领者,始终站在时代的前沿,捕捉着每一个值得关注的瞬间。今天,我们跟随媒体的视角与笔触,走进“科华”、了解“科华”。

穿越37年周期,科华数能凭借其在UPS领域的深厚积累,将其对“稳定”的追求,无缝平移至风起云涌的新型电力系统。面对AI算力与新能源的双重挑战,这家企业将会交出怎样一份答卷?

2025年12月4日,由中关村储能产业技术联盟主办,科华数能等单位联合主办的“2025中国储能CEO峰会”在厦门隆重召开。作为主题分论坛二的首个分享报告,厦门科华数能科技有限公司高级储能解决方案专家林金水带来了关于构网型储能实践的深度分享。

在台下掌声渐歇的间隙,我们对刚走下演讲台的林金水进行了专访。透过他的一线视角,我们试图探寻科华应对时代挑战的解题思路。

软件决定“身份”,硬件定义“体能”

当“构网型储能”突然成为行业热词,甚至被视为新型电力系统的“入场券”时,市场充满了躁动。

概念满天飞,但标准却模糊不清。

所有的目光都聚焦在同一个问题上:到底什么是构网?为什么要构网?

随着新能源大规模接入挤占常规机组发电空间,电力系统正面临前所未有的挑战:系统转动惯量降低;频率越限风险增加;动态无功支撑不足威胁电压稳定;甚至在多个省份的风电汇集区相继出现了宽频振荡现象。大比例光伏在白天出力,夜间不出力,电网调峰能力明显不足。

“送电不仅仅是把电发出来,还要‘送得出’。”林金水在演讲中一针见血地指出,“要能送得出,就必须有电压强度的支撑,这就要求设备通过内建电势和提高短路容量来支撑电网。”

但这引出了一个更深层的问题:风电和光伏逆变器能不能做构网?

“目前所称的构网型光伏或风电,在变流器本身不配置储能的情况下,可理解为只是‘半构网’。”林金水给出了一个冷峻的判断,传统光伏和风电由于采用跟网型控制并受一次能源波动约束,为提升能源使用率,风光通常工作在MPPT模式下,在电网频率下降时,无法提供更多的有功支撑,因而难以承担完整的构网功能。当前电力系统中,电化学储能是具备快速充放电双向有功调节能力的关键资源之一,是新能源高渗透场景下电压强度、调频、调峰的关键支撑手段。

然而许多人误以为构网型 PCS 采用了完全不同的电路拓扑。“实际上,当前跟网构网在不强调过载能力下的电路拓扑基本相同,”林金水解释道。

然而,这种硬件拓扑的“同质化”,往往掩盖了性能水准的“差异化”。面对市场上众说纷纭的“真假构网”,究竟该如何去伪存真?

林金水给出了这一技术路线的两个核心评价维度,并将其拆解为“身份”与“体能”:

第一是看“身份”,这是及格线。软件算法决定了设备的本质是“电压源”还是“电流源”。是否采用了虚拟同步机(VSG)技术?是否引入了摇摆方程?只有软件逻辑对了,才算拿到了“真构网”的入场券。

第二是看“体能”。拿到了门票,是勉强及格的60分还是优秀的90-100分,取决于硬件的支撑能力(特别是IGBT容量)及响应速度。

对这一技术门槛,科华是最早跨越的先行者之一。

早在2018 年——当行业内几乎清一色是“跟网型”技术时,科华就率先开始了虚拟同步发电机(VSG)控制策略的研发。通过将同步机的转子运动方程、下垂控制等核心算法嵌入变流器控制系统,科华成功模拟了同步发电机的频率和电压外特性,实现了电压源模式并网。

这意味着,当后台指令下达切换为“构网模式”时,科华的储能系统能像发电机一样,从容地独立构建电压和频率。

林金水在采访中还道出了这背后的底层逻辑:“现有的电网体系是基于传统同步发电机(火电、水电)建立的。当电网电压大跌落时,传统发电机通过‘强励磁’的方式,本身就能发出3倍甚至5倍的电流来支撑电网。”

这也成为科华数能PCS在设计时,坚持要求支持3倍过载能力的重要参考基准。如此一来,储能便能更好地适配现有电网,无需大规模更新基础设施,因为现有的继电保护体系和设备选型,本身就是基于这种过载能力来设计的。

科华数能最新的产品,在稳健支持3倍过载运行的同时,具备了毫秒级功率响应和微秒级电压构建的“瞬时反应”能力。据了解,其构网性能已通过中国电科院15项严苛测试,涵盖惯量支撑、一次调频及黑启动等核心场景,故障恢复时间被压缩至100ms以内。

科华数能不仅在构网型技术上屡有突破,更以超3GW的出货量和400多个微电网系统的落地实绩,逐步确立了在构网型储能领域的领先地位。从新疆的戈壁到西藏的高原,科华数能打造了一系列标杆工程:

在规模上,新疆克州300MW/1200MWh项目作为全球已并网单体最大的构网型磷酸铁锂储能电站,成功树立了GWh级应用样板,并斩获中电联创新典型案例;

在环境上,西藏阿里60MW/300MWh项目无惧4300米高海拔与-20℃极寒,以极其稳定的运行表现,攻克了高寒地区新能源消纳难题;

在模式上,宁夏闽宁与内蒙古通辽项目分别通过“构网+跟网”混合控制及孤网运行技术,为提升辅助服务收益与电网智能化升级提供了极具价值的创新范本。

以电网的“刚性”化解算力的“任性”

如果说构网是为了解决电网的痛,那么AI数据中心则是储能的新蓝海。

随着ChatGPT等大模型的普及,算力中心的能耗不仅在总量上激增,在动态特性上也发生了质变。英伟达发布的白皮书也指出,GPU集群在运行推理任务时,会产生毫秒级的剧烈功率跳变。这不仅会给机柜配电带来压力,当集群规模足够大时,还会对数据中心级乃至电网级的供电造成影响。

然而,科华数能基于其在数据中心领域的深厚积淀,提出了独到的中国式解法。

林金水认为,英伟达的方案更多是基于美国电网现状的权宜之计——美国电网容量紧缺、扩容缓慢,数据中心被迫需要在末端“打补丁”。

但在中国坚强的电网环境下,林金水据此提出了“源强则荷安”的终极方案——只要源侧足够强大,那么负载波动影响不会有美国大。国内更多要解决绿电直供AIDC,促进绿电消纳难题。

针对AI算力运行的ms级负荷波动,目前可在机柜侧、800V直流侧、数据中心交流进线侧、电网侧进行平抑。若在交流进线侧配置足够容量的构网储能,则可减低对电网的波动影响及省去后段直流侧的储能配置。

针对未来AI算力单柜功率破百千瓦的趋势,林金水更是从物理底层指出了路径的一种可能性。

“按照规划,单机柜功率将走向500kW甚至1MW。如果继续沿用低压直流,根据P=UI,电流将大到惊人。”他形象地比喻道,“那时候,铜排会粗得像大腿一样,损耗和成本都很难接受!。”

因此,业界普遍认为,800V高压直流(HVDC)是高功率密度数据中心的必然趋势。这也正是科华的“舒适区”。

“其实,这条路我们早就走通了。”林金水回忆起了一个常被市场遗忘的细节,“科华为国内运营商提供240V直流供电方案已有数年之久。早在十几年前,国内数据中心就开始用高压直流供电,我们是这个领域的先行者。”

从240V跨越到800V,是否存在技术天堑?

“800V不是问题。”林金水的回答轻描淡写却底气十足。“在科华为充电桩提供的解决方案中,输出范围本来就是200V到1000V直流。800V刚好落在中间,这个电压等级我们早就覆盖了。目前储能、光伏已经都升级到DC1500V平台了,国内是很成熟的。”

这种“技术复用”的能力,让科华在面对技术升级时显得游刃有余。而对于更前沿的SST(固态变压器)技术以及上游芯片,林金水表示科华则已经有了相应的技术储备。

工程哲学:先行者的“特权”即是护城河

在储能这条极速内卷的赛道上,有没有捷径?林金水给出了一个残酷却诚实的答案:没有。护城河往往是用“时间”堆出来的。

“为什么我们能避开很多坑?因为我们入局早,虽然踩了坑,但也修好了路。”林金水回忆起行业草莽时代的景象,道出了一个被后来者忽视的真相。

这种先发优势,最直观的体现,便是一个极具画面感的细节——如何解决俗称“吃屁”的“热岛效应”难题。

在早期的百兆瓦级电站中,很多厂家沿用传统的“前进后出”或“侧出风”设计。

“当单体电站容量达到百MW以上时,设备密集排列时,问题就出现了。”林金水描述道,“后一排的机器会直接吸入前一排机器排出的热风,业内俗称‘吃屁’。”

这句通俗的行话,背后是严酷的物理现实:电站中心区域的温度往往比边缘区域高出5-8℃。对于对温度极其敏感的电池和PCS而言,在夏季高温时段这意味着必须被迫降额运行,甚至触发高温保护停机。

为了解决这个问题,科华数能在行业内率先在S³-EStation系统中将PCS和电池直流侧集装箱全改为“全液冷+顶出风”设计。

“利用热气自然上浮的原理,让热风直冲云霄,互不干扰。”林金水解释道,“这不增加硬件成本,却解决了大规模集群散热的物理难题。”

这并非高深莫测的黑科技,而是对物理常识的尊重。但正是因为科华数能“在场”的时间足够久,才最早痛过了那个痛点,从而更早地回归了常识。

“但对于现在才入局的后来者,市场已经没有容忍度了。”林金水话锋一转,“头部企业已经把坑填平了,标准已经立在那里。如果你现在进来还在犯‘热岛效应’这种低级错误,市场不会给你第二次机会,直接就是出局。”

结语:在“不确定”中寻找“确定”

站在2025年的节点回望,科华数能的成功并非偶然。

37年前,科华从UPS起步,解决的是电力电子设备最基础的“不断电”需求;

37年后,科华将这种对“电能质量”的极致追求,平移到了风起云涌的新型电力系统和算力浪潮中。

在未来的能源版图中,电网会更波动,负载的冲击将更加剧烈。

“未来那么多虚拟同步机的设备在一起,会不会产生环流?会不会震荡?我们还要密切跟踪。”林金水在采访最后提出的问题,为行业的发展带来了新的思考。

然而,在充满不确定的能源变革中,科华数能这张“37年UPS老兵”的面孔,无疑是全球客户心中最确定的稳定性来源。这,可能就是科华数能行稳致远的答案。

 
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