正泰电源系统:技术崇拜者(星光大道)

来源:光能发布时间:2011-12-31 00:00:00

于光伏行业谁才是 “带头大哥” 的争论一直不曾停止,各个企业明里暗里也都在互相较劲,难分高下。但在光伏媒体圈中,做为一个媒体人,无论我是否愿意,都必须承认《Photon》是目前最好的光伏杂志,也是我们一直学习的榜样。《Photon》最成功之处在于它独立自主的测评文章,该测评由 Photon 实验室独立完成,具有很强的指导性,这对于快速崛起而显得纷乱的光伏行业来说,无疑是一盏明灯。个人认为它的意义甚至超过了 TUV、CE 等认证,因为这些认证只是说明企业可以制造出合格的产品,但 PHOTON 的测评则告诉读者,这些合格产品中哪些才是优秀的。

因此,一向低调的上海正泰电源系统有限公司(以下简称正泰电源)在 CPS SC20KTL‑O 型 20KW 逆变器获得 PHOTON 实验室 “双 A” 评定后才会显得十分高兴。“我们的产品经过了各种模拟包括高海拔、冷热、潮湿、振动、电磁场等多种环境下非常严格的测试,MPPT 和转换效率等参数均非常稳定,同时我们的外观和用户界面也得到了好评。” 技术出身的浙江正泰电器股份有限公司副总裁,上海正泰电源系统有限公司总经理刘时祯,在 UPS(不间断电源)和通讯电源领域有着近三十年的从业经验。

向技术致敬

正泰在业内一直比较低调,这家民族企业拒绝了施耐德的多次收购计划,坚持走自主的民族品牌之路,几十年的时间,正泰集团成为低压电器市场的龙头,占据中国 10% 的市场份额。2009 年,正泰在金融危机之时逆流而上,南存辉任命刘时祯组建了一支拥有多年行业经验的技术团队,开始光伏逆变器的研发。值得一提的是,正泰电源系统并没有一味模仿现有的国内外逆变器的内外设计,而是独立研发了光伏逆变器的内外结构。

一个例子很好的说明了正泰电源系统对技术的崇拜。主抓市场的正泰电源副总经理陈一清带着笔者参观了产品展示区,除对正泰逆变器产品的特色分析的十分透彻之外,对其它逆变器领先企业的技术路线和性能参数也是如数家珍,并对逆变器内部结构和技术知识向笔者作了专业的介绍。在获益匪浅的同时,笔者也惊讶于她对技术的理解:她了解的不仅是逆变器市场,而且明白逆变器市场为何会形成这样局面,领先者的优势在哪里,同时更加明确正泰的研发方向和市场定位。

事后在向刘时祯请教何以市场方面负责人也会具有如此专业的技术知识时,他笑着说:“陈总也是做技术出身的,是南航电力电子专业的硕士毕业,基础很扎实,在电气领域有十余年的经验,对于逆变器的技术细节肯定是信手拈来。而且她不止是负责市场,同样也参与产品线的管理工作。我觉得不管是在市场、研发还是工程方面,领导必须具有商业意识,但只具备商业意识是绝对不够的,我见过太多的市场总监,大多谈市场、战略、未来发展,更需要有专业的眼光去分析对手的技术特点、优劣比较。”

80 年代初,刘时祯开始从事用于数据中心所需的 UPS。“这是非常关键的设备,如果出问题,对客户和对我们自身影响非常大,所以这么多年下来我一直信奉的理念是要做就必须做好。” 刘时祯的理念并非是喊几句口号就能实现的,在取得正泰集团决策层的支持后,正泰电源系统在制定战略方向和建立团队之时就已经把技术创新、可靠性和质量放在最重要位置。“我们在选用人才时,都是前期经验和后期培训并重,工程师受过的培训和经历参差不齐,所以我们首先是要定下合理的研发流程。”

在借鉴了艾默生,伊顿、泰科等企业的经验后,正泰电源选择了原朗讯电源系统的研发体系。朗讯拥有专门的电气研发体系,旗下的贝尔实验室知名度更是超过母公司。“我们的每个受压元件都要进行评估后进行降额设计,每个样机都要经过长期的测试,不能让它过压、过热或者过流。如果是一个 2 安培的二极管,那么在我们的设计中,通过的电流任何情况下都不能超过 1 安培。”

刘时祯讲了这样一件事情:“有个工程师拿来一个 1200 伏 IGBT 样本,对我说在满负载时电压波峰是 1100 伏,而我们的指标是不能超过 1000 伏,他跟我保证没有问题,而且说厂家也对他保证说没有问题。但我说这个问题是周期性的,每 100 微秒就可能出现一次,它的热量是累积的,所以虽然短时间问题不会现象,但长期积累下来肯定出现问题,厂家说保证没有问题,但是你问他是否敢写保证书?” 厂家当然不敢写保证书,最终,这个 IGBT 的设计方案被修改和提高。

简洁即美:比肩苹果的工业设计

在确定研发体系后,正泰电源系统只是迈出了第一步,更多的问题摆在眼前。市场定位,技术路线都有待确定,各国家不同且逐年提高的电气标准也是摆在很多企业面前的难题,行业标准的提高虽然促使行业进步有很大帮助,但客观上确实具有一定的排外性质。面对这些问题,哪个才是最先要解决的?

“都不是,我们最先着手解决的是逆变器内外结构的工业设计,跟其他的电气配件不同,家用光伏逆变器是放在住家屋顶或安装在住家墙上的,所以必须要注重美观,所以我们的团队在初期就考虑到了这些问题。这也是我第一次跟工业设计公司合作,他们也给我们提供了很多创意。”

2011 年 3 月,正泰电源的逆变器以其简练挺拔的造型和高档的铝铭牌相结合的特色,在全球 60 个国家、1700 个公司、4433 件送选产品中脱颖而出,荣获有设计界 “奥斯卡” 之称的德国工业设计大奖 “红点奖”,与全球最 Cool 的公司苹果(手机类大奖)一起登上了颁奖舞台。这是国内第一家获此殊荣的逆变器厂商,在此之前,SMA 是业内第一家获得这个奖项的逆变器公司并为之骄傲。

“你们的产品、甚至企业介绍的资料都不像是中国制造。” 一位德国客户在汉堡展会上如是说。

民族品牌:从不应是‘廉价低质’代名词

市场定位方面,正泰电源系统也面临着他人看来难以决定的选择:逆变器中高端市场长期被国外垄断,在欧洲市场如果不是 2010 年逆变器紧缺,中国企业几乎无法进入;而中国逆变器市场则更多只偏重价格且跟风现象严重,如果坚持高质量却无法进入德国市场,那么国内市场是否能够认可正泰电源为质量所付出的成本?

“这个对我们来说从来不是问题。” 刘时祯说,“我们南存辉董事长经常说,这个行业要看今后的 15‑20 年的发展来看。我们拒绝了施耐德这么多次的收购,就是为了坚持民族品牌。而民族品牌,从来不应该是‘廉价低质’的代名词。”

前不久,正泰和施耐德竞争全国最好的高压变频器企业利德华福,该企业被一家香港资本买下后转让出售,正泰惜败。“讲这些是想说明,凡是和新能源与智能电网有关的事情,我们都有兴趣参与。光伏逆变器只是我们在这方面的第一步,所以必然要走中高端路线。”

正泰电源系统成立之初就挂在上市母公司正泰电器有限公司旗下。“这是我们出于长远考虑,上市的母公司有足够的资金去支撑我们走自己的品牌之路,不至于为短期的利益所左右。” 集团的支持使刘时祯对于现在光伏行业的冷淡局面显得云淡风轻。“一个行业以 15%‑25% 的速度发展,是非常健康的,如果太快,很多虚假和好高骛远的事情,我们董事长南存辉提出:15‑20 年内,把新能源和智能电网作为主要方向,所以对于正泰电源系统来说,路还很长。”

刘时祯说:“其实对于正泰来说,国外市场反而更加容易一些。因为欧洲人不会因为某个公司的规模和品牌就轻易相信,会很谨慎的做相关的测试去了解产品,而在中国跟风情况就比较严重,很多时候不会轻易采用新的技术、设备,有时候也需要我们去协助安装或设计电路。而对于欧洲客户,我们只需要扮演好逆变器厂商的角色就可以了。”

2010 年 6 月,刘时祯带着新设计的光伏逆变器参加德国慕尼黑光伏展,逆变器巨头 SMA 来了两个产品经理,对正泰的产品非常感兴趣。“你们是哪里的?”“正泰电源系统。”“正泰是哪里的公司?” “中国。”“难以置信。” 寥寥数语,让 SMA 知道中国还有这样的逆变器,这样的企业。当 SMA 的员工提出是否可以对产品拍照时,刘时祯大方的打开机柜。“在技术上,我们是非常开放且极具信心的。”

软硬兼施:降额设计和数控技术的完美结合

在采访中,刘时祯重复了多次 “DSP 数字控制技术” 这个词并大加推崇,“产品线管理非常重要,如果在产品线设定前做得非常好,在后续工作中可以节省大量工作,我们的产品尽可能采用数控技术,1 和 0 是最简洁的,简洁即美,也带来了可靠。”

全球各个市场都有自己的标准,有些地区会对整体性能或某个特殊功能有性能和安全方面的特殊规定,如果逆变器厂商想进入该市场,必须符合当地标准。一些逆变器厂商因为需要根据各地的标准分别设计产品而疲于奔命。“我们正泰的解决方案就是在各个部件上做到最高标准。” 刘时祯说这反而减少了工作量。“标准也是不断提高的,明年德国会出台新的 VDE4105 标准,这些标准的不断升级,虽然带有一定排外性质,但客观上是推动行业进步的,所以我们要做的就是要永远走在标准的前列,而且由于正泰的硬件设备过硬,新的标准大部分改动是可以通过软件调节来实现的。”

针对各地的应用差异,正泰电源系统使用数控技术解决了这一难题。“我们在设备上安置了针对不同地区运行的软件,通过一个按钮,就可以适应德国、英国等地的要求。”

正泰的产品范围从几千瓦到五百千瓦,对于逆变器越做越大的趋势,刘时祯有不同看法。“虽然大家都知道做得越大,逆变器成本越低,但如果一旦出问题,影响太大。我认为 100kW‑200kW 范围是最佳的解决方案,实际上如果这个范围做的比较好,安装量也比较大的话,成本不会增加多少。” 他说从目前市场销量来看,SMA 和阳光电源的 100kW‑200kW 的逆变器销量非常好,稳定性最高。“第二个原因是从设计来看,在这个范围使用的工业元件更加成熟,不容易出现故障。”

正泰电源还把数控技术应用在提高安全性和应对恶劣条件方面。“我们的逆变器配备了开机保护装置,防止在早晚和有云飘过时频繁开关机,同时我们的数控技术还可以通过一种复杂的算法减少阴影遮挡对整体光伏阵列的影响。在高海拔地区由于空气密度不够,风机制冷效果与低海拔不同,2000‑3000 米的海拔对我们没什么影响,4000 米海拔,如果在非常热得情况下,空气稀薄,散热就会成为问题,通过数控技术,我们在会适当降低输出。毕竟电站的平稳运行永远是第一位的。” 刘时祯称目前正泰电源系统在申请一个控制策略方面的专利,可在比较宽的范围内提高谐波指标,整体电磁兼容性会有很大提升。

双 A:顶级标准

“Photon 今年提高了测试标准,部分逆变器品牌也因此降级,所以如果按去年的标准看,正泰的产品应该达到双 A+。” 刘时祯说。

此次评定的 CPSSC20KTL‑O 型 20kW 逆变器采用了三电平技术、IGBT 和 MOSFET 并用技术,效率在全范围内达到最大化,也提高关键电子元件的电应力,同时先进的热设计、智能风扇调速等特点,各项指标均高于业界平均水平。

从最新的检测排名来看,第一名仍然被 REFUSOL 占据,采用了独有的 UltraEta® 技术使其傲视群雄,随后紧跟的几款是西门子的产品,排在第五的是 SMA,正泰排在第六位,而实际上西门子也是由 REFUSOL 代工,所以实际上正泰的技术在业内应该排名第三。这对一个 09 年才进入逆变器领域的企业来说,进步速度实在太惊人了。

相比业内对高辐照条件下转换率的追求,正泰电源更看重逆变器在不同输出条件下的总体性能。“一款好的逆变器,不仅要看 MPPT 和转换效率,也要看在各种环境下的应用,理想的逆变器在不同的输出条件下的输出效率曲线是比较平滑的,因为全年 50‑60% 的时间的应用环境是低辐照环境。”

“有些逆变器在辐照度高的时候可以达到 97%,中低辐照度可能就只能达到 93‑95% 左右。为解决这个问题,我们采用全功率范围内的优化设计,包括开关器件优化,输出电感器优化,并配合最优的空间矢量调制技术,使得我们的光伏逆变器产品能在所有的功率范围内效率表现都能达到最好。

9 月份的汉堡 PVSEC 展会上,刘时祯会见了一些欧洲客户,在得知正泰电源产品通过 PHOTON 的双 A 认证后,对产品表现出了浓厚兴趣,后续合作正在展开。

横向整合:南存辉的野望

“野望” 这个词源自日语,有 “野心” 和 “大志向” 的意思。正泰 27 年来专注于电气领域,南存辉董事长希望逐步改变单纯的零部件供应商的面貌,像施耐德、西门子这样的企业一样,为客户提供整体的解决方案。

正泰在新能源业务上的可怕之处在于已经超出 EPC 的概念,中广核自己买组件,中节能在扬州建组件厂,尚德主营组件业务的同时也经营电站业务,但正泰却是逆变器、组件、汇流箱甚至电缆都在做。杭州的正泰太阳能公司、上海的正泰电源系统、生产高端电气设备的诺雅克以及集团旗下生产电缆的子公司等相互配合,让正泰在做电站时,可以做到万事不求人。“这个是我们南董非常独特的战略布局。在此同时,我们又都是独立的子公司,要独立发展,但南董要求我们 “合”,所以我们也经常互相配合进行一些工程。所有的电子,电器,电气设备都可以由正泰集团提供,我们也推出了一种新型的电气屋,将逆变器、汇流箱,等设备整合在一起,这从客户方面来看集中起来便于维护和管理。”

虽然与兄弟单位配合会带来一些订单,但正泰电源系统也有自己的苦恼。“兄弟单位给我们的价格和开出的条件比其它客户更更苛刻。” 刘时祯说,“但我觉得这是很好的事情,对我们是种挑战,也是一种激励,我们在西北部和欧洲都做了一些大型电站,对双方都是很好的经验。今年我们在宁夏还会有个 10MW 的项目,同时现在青海的 20‑30MW 项目已经开工,我们也会参与进去。”

正泰电源系统给客户的承诺是 5 年质保但许多客户要 10 年的质保,售后服务是在 48 小时内赶赴维护现场。“如果和杭州正泰太阳能合作的项目出现断电现象,是要罚我们钱的。” 刘时祯说这也是正泰的卖点之一,如果遇到一些其它厂商,可能会推诿责任,而正泰的电站出了问题,就是正泰的问题。

对于 2010 年没能进入金太阳制定设备供应商,刘时祯说正泰电源系统很吃亏。“我们和财政部达成了协议,金太阳项目,用正泰的逆变器是可以的,但以 0.69 元 / 度的价格补贴,这非常考验我们的竞争能力,但我们这个价格不会亏本。我们希望通过战略布局和技术进步,通过优化产业链,把光伏成本做到人家的一半。” 他透露,近期正泰会有一些大的动作。

在采访结束时,刘时祯透露一点,正泰还在启动一个储能,蓄电池的项目,明年准备开始建造离网系统,同时准备介入多晶硅生产环节。对于蓄电池的种类,刘时祯说:“以目前的技术来看,大规模发展只能用铅酸电池。我们新的技术主要专注于如何延长现有铅酸电池的寿命。接下来我们也会开始在锂电池的研发,在储能方面也会有这方面的投入。”


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