Technologiczne innowacje napędzające nową generację platformy magazynowania energii Huawei Smart String Grid-Forming ESS

Platforma magazynowania energii nowej generacji Huawei FusionSolar Smart String Grid-Forming ESS - LUTERRA - została stworzona dzięki zaawansowanym innowacjom technologicznym, które mają pomóc klientom zwiększyć wydajność, niezawodność i wartość operacyjną inwestycji.

MONACHIUM, 15 lipca 2026 r. /PRNewswire/ - Huawei zaprezentowało platformę LUTERRA podczas targów Intersolar Europe, które odbyły się w ubiegłym miesiącu w Niemczech. W niniejszym artykule Steve Zheng, prezes działu Smart ESS w Huawei Digital Power, przedstawia, w jaki sposób firma opracowała rozwiązanie do magazynowania energii łączące najwyższą efektywność z łatwością wdrożenia. Platforma umożliwia realizację funkcji grid-forming (GFM) na poziomie całych instalacji energetycznych, wspierając stabilność i inteligentne zarządzanie nowoczesnymi systemami elektroenergetycznymi.

Technologia grid-forming (GFM) opracowana przez Huawei została już zweryfikowana w praktycznych zastosowaniach, m.in. w największym na świecie mikrosieciowym systemie energetycznym zasilanym w 100% energią odnawialną - projekcie The Red Sea w Arabii Saudyjskiej. Instalacja ta działa stabilnie od ponad dwóch lat, potwierdzając możliwość skutecznej koordynacji wielu rozproszonych zasobów energii wykorzystujących technologię GFM na skalę gigawatogodzinową.

Choć niewiele projektów osiągnie rozmiar porównywalny z instalacją obejmującą 400 MW mocy fotowoltaicznej oraz bateryjny system magazynowania energii (BESS) o pojemności 1,3 GWh wdrożony w Arabii Saudyjskiej, technologie Huawei mogą znacząco zwiększyć efektywność także w mniejszych projektach. Rozwiązania te pozwalają na uzyskanie wyższych przychodów, większej wydajności operacyjnej oraz bezproblemową współpracę z systemami fotowoltaicznymi.

Jak wyjaśnia Steve Zheng, zaawansowane możliwości platformy - w tym jedna z najwyższych w branży sprawności całkowitego cyklu energetycznego (RTE), precyzyjne zarządzanie stanem naładowania akumulatorów (SOC) oraz optymalizacja konstrukcji w architekturze cell-to-pack - są efektem połączenia kompetencji z wielu dziedzin nauki i inżynierii. Na osiągnięcie tych parametrów składają się rozwiązania „z zakresu elektrochemii, elektrotechniki, elektroniki, termodynamiki, technologii sterowania oraz systemów predykcyjnych".

„Dzięki kompleksowej optymalizacji całej architektury systemu Huawei zapewnia sprawność na poziomie 93,1% po stronie niskonapięciowej PCS przy temperaturze pracy 25°C. Rozwiązanie wyróżnia się również bardzo wysoką dokładnością kontroli poziomu naładowania (SOC), osiągając precyzję 2,5% na krańcach zakresu oraz 3% w obszarze stabilnej pracy" - wskazuje Steve Zheng.

Platforma została zaprojektowana jako zintegrowany system obejmujący pełne zarządzanie temperaturą - od poziomu ogniwa po cały pakiet - a także chłodzenie cieczą i wysokowydajną architekturę przełączania wysokiego napięcia wykorzystującą półprzewodniki z węglika krzemu (SiC). Połączenie tych rozwiązań zapewnia znaczące przewagi w zastosowaniach związanych z długotrwałym magazynowaniem energii (LDES), zwiększając efektywność i możliwości operacyjne systemu.

„Architektura stringowa zastosowana w rozwiązaniu zakłada wyposażenie każdego pakietu w indywidualny moduł optymalizacyjny, a każdego stojaka - w niezależny układ sterowania. Takie podejście umożliwia bardziej precyzyjne zarządzanie pracą systemu i skuteczniejsze kompensowanie naturalnych różnic elektrochemicznych pomiędzy ogniwami, co ma szczególne znaczenie dla wydłużenia okresu eksploatacji oraz wyrównania parametrów w całym cyklu życia baterii" - wyjaśnia Zheng.

„W najnowszej generacji naszej platformy po raz pierwszy podnieśliśmy napięcie AC do 1000 V, wykorzystując komponenty SiC. Dzięki temu możliwe jest ograniczenie strat systemowych i dalsza poprawa efektywności energetycznej. Opracowana przez nas unikalna inteligentna, rozproszona technologia chłodzenia zwiększa skuteczność odprowadzania ciepła, a połączenie wysokiej sprawności RTE, lepszej spójności działania, wyższego poziomu SOC oraz wysokiej dostępności umożliwia poprawę przepustowości systemu o ponad 10% w porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami" - dodaje.

Pomimo zaawansowanej technologii zastosowanej w rozwiązaniu, Huawei położyło duży nacisk na uproszczenie procesu instalacji, transportu i wdrożenia - podkreśla Steve Zheng. W przypadku przykładowej elektrowni magazynowania energii o mocy 1 GWh platforma LUTERRA Smart String Grid-Forming ESS pozwala skrócić czas dostawy o co najmniej 30%, obniżyć koszty infrastruktury pomocniczej (Balance of Plant, BOP) o minimum 20% oraz zmniejszyć wymaganą powierzchnię instalacji o 1 m2 na każdą zainstalowaną megawatogodzinę w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami.

Według Zhenga takie rezultaty są możliwe dzięki opatentowanej przez Huawei architekturze Through-Busbar, która zapewnia większą elastyczność podczas instalacji, umożliwia łatwą rozbudowę pojemności systemu oraz pozwala na dostosowanie parametrów C-rate podczas ładowania i rozładowywania w całym cyklu życia projektu.

Technologia grid-forming wspiera stabilność sieci energetycznych opartych na odnawialnych źródłach energii

Jak wskazują obserwatorzy rynku magazynowania energii, technologie grid-forming (GFM) stają się jednym z kluczowych elementów transformacji energetycznej, odpowiadając na rosnącą potrzebę stabilizacji sieci elektroenergetycznych na całym świecie.

Przez wiele lat częstotliwość i napięcie w sieciach energetycznych były stabilizowane przede wszystkim dzięki bezwładności mechanicznej turbin wykorzystujących konwencjonalne źródła wytwarzania energii.  Jednak wraz ze wzrostem udziału zmiennych odnawialnych źródeł energii (VRE) i ograniczaniem wykorzystania tradycyjnych jednostek wytwórczych pojawiło się wyzwanie związane z utrzymaniem niezawodności oraz odporności systemów elektroenergetycznych.

Rozwiązaniem są falowniki wyposażone w funkcje GFM, które mogą zapewniać kluczowe właściwości systemowe, takie jak bezwładność, współczynnik zwarciowy (SCR) czy zdolność do samodzielnego uruchomienia sieci (black start). Technologia ta doskonale odpowiada potrzebom bateryjnych magazynów energii (BESS), a kraje i regiony takie jak Wielka Brytania, Australia czy Chiny aktywnie wdrażają zasoby wykorzystujące rozwiązania grid-forming.

Znaczenie GFM rośnie również w Europie. Czterech niemieckich operatorów systemów przesyłowych (TSO) uruchomiło długoterminowy rynek usług związanych z zapewnieniem bezwładności sieci, w którym mogą uczestniczyć magazyny energii wyposażone w funkcje grid-forming. Jednocześnie europejskie stowarzyszenie operatorów systemów przesyłowych ENTSO-E opracowało wytyczne techniczne dotyczące wymagań dla technologii grid-forming.

„Technologia grid-forming odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu stabilności sieci elektroenergetycznych, które integrują coraz większy udział odnawialnych źródeł energii. Rozwiązania te rozwijają się od pojedynczych urządzeń do kompleksowych systemów obejmujących całe zespoły i instalacje energetyczne" - mówi Steve Zheng.

Huawei zdefiniowało sześć podstawowych funkcji technologii grid-forming: zapewnianie bezwładności, poziomu zwarciowego, regulacji częstotliwości pierwotnej, tłumienia oscylacji mocy, funkcji black start oraz przełączania między trybem pracy wyspowej i sieciowej w trybie wirtualnego generatora synchronicznego (VSG).

„Uważamy, że przełom w technologii grid-forming na poziomie całych elektrowni jest kluczowym krokiem dla przyszłości stabilnych systemów energetycznych" - zaznacza Zheng.

W przypadku magazynu energii o mocy 100 MW konieczna jest współpraca tysięcy urządzeń energoelektronicznych działających w trybie GFM.

„Zapewnienie współpracy wszystkich tych urządzeń w celu stabilizacji sieci elektroenergetycznej poprzez odpowiednią integrację sprzętu i oprogramowania jest ogromnym wyzwaniem technicznym" - wyjaśnia Zheng, wskazując na doświadczenia z projektu The Red Sea.

Technologia grid-forming Huawei została wykorzystana również w wielkoskalowych projektach realizowanych w innych częściach świata, m.in. w Niemczech, Bułgarii, na Filipinach oraz w Chinach.

Strategia rozwoju produktów Huawei koncentruje się na optymalizacji na poziomie całych układów i systemów

Huawei opracowało jedno z największych w branży rozwiązań magazynowania energii wykorzystujących technologię grid-forming (GFM), koncentrując się na optymalizacji infrastruktury pomocniczej (Balance of Plant, BOP) w skali całego systemu. Przyjęta strategia rozwoju produktów zakłada odejście od skupiania się wyłącznie na mocy i gęstości energii pojedynczego kontenera BESS na rzecz kompleksowej optymalizacji parametrów całych zespołów magazynowych oraz elektrowni.

„Tylko wtedy, gdy optymalnie zaprojektowany jest cały układ magazynowania, możliwe jest osiągnięcie najlepszych parametrów całej instalacji. Pojedynczy kontener nie jest samodzielnym systemem energii, podobnie jak same ogniwa nie tworzą kompletnego rozwiązania magazynowego" - wyjaśnia Steve Zheng.

„Z tego względu w procesie projektowania i rozwoju naszych rozwiązań traktujemy każdy układ typu array jako podstawową jednostkę systemu, zamiast koncentrować się wyłącznie na maksymalizacji gęstości mocy pojedynczego kontenera" - dodaje.

Platforma Smart String Grid-Forming ESS została wyposażona w dwustopniową architekturę wysokiego napięcia 1000 Vac. Tak zaprojektowany system magazynowania energii z funkcją grid-forming odpowiada na kluczowe wyzwania operacyjne związane z instalacjami typu front-of-the-meter (FTM), zarówno w przypadku wielkoskalowych projektów energii odnawialnej, jak i magazynów energii dla sektora komercyjnego i przemysłowego (C&I). Rozwiązanie jest szczególnie istotne w obliczu rosnących wymagań operatorów sieci dotyczących aktywnego wsparcia stabilności systemu przez magazyny energii.

„Z punktu widzenia architektury systemu uważamy, że konstrukcja dwustopniowa zapewnia większe bezpieczeństwo pracy sieci niż tradycyjne rozwiązanie jednostopniowe" - wyjaśnia Steve Zheng.

Po pierwsze, w warunkach przejazdu przez wysokie napięcie (High Voltage Ride Through, HVRT) prąd udarowy może przepływać pomiędzy siecią elektroenergetyczną a systemem PCS. Szczególne ryzyko występuje przy niskim poziomie naładowania baterii (SOC), ponieważ może to prowadzić do uszkodzenia izolacji ogniw, a nawet poważnych zagrożeń bezpieczeństwa.

Po drugie, podczas pracy w warunkach przejazdu przez niskie napięcie (Low Voltage Ride Through, LVRT) konieczne jest dostarczenie określonej stałej mocy czynnej, aby pomóc sieci szybciej powrócić do stabilnego działania. Według Huawei tego rodzaju możliwości nie są dostępne w klasycznej architekturze jednostopniowej.

Zdjęcie - https://mma.prnewswire.com/media/3006153/image1.jpg
Zdjęcie - https://mma.prnewswire.com/media/3006152/image2.jpg