為了實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),中國(guó)提出要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)到新型電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變,是從以化石能源為主到以新能源為主的轉(zhuǎn)變,是從部分感知向高度感知、從單向控制向雙向互動(dòng)、從計(jì)劃為主向智能高效的轉(zhuǎn)變。與這幾大轉(zhuǎn)變相對(duì)應(yīng),新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)出“兩高”+“兩新”的特點(diǎn),“兩高”即高比例的可再生能源和高比例的電力電子設(shè)備;“兩新”即新技術(shù)和新設(shè)備。
在這一過(guò)程中,電力系統(tǒng)必須解決以下幾個(gè)主要挑戰(zhàn)。首先,新能源接具有間歇性、波動(dòng)性、預(yù)測(cè)難的特點(diǎn),當(dāng)系統(tǒng)新能源電量比例超過(guò)30%后,系統(tǒng)運(yùn)行方式將被重新定義,這就需要電網(wǎng)在安全可靠的前提下,更彈性、更靈活、更智能,形成多元融合的高彈性電網(wǎng);第二、新型電力系統(tǒng)是個(gè)系統(tǒng)性的工程,需要同時(shí)滿足能源發(fā)電側(cè)、供電側(cè)和用電側(cè)的多重需求;最后,新型電力系統(tǒng)需要構(gòu)建創(chuàng)新主導(dǎo)的新型電力生態(tài)為支撐。
為此,施耐德電氣提出綠色能源管理理念,基于這一理念,施耐德電氣將在能源供給和能源需求雙端,提供從專業(yè)頂層設(shè)計(jì)咨詢,到軟件系統(tǒng),硬件產(chǎn)品,再到全生命周期服務(wù),覆蓋源網(wǎng)儲(chǔ)荷全過(guò)程的端到端解決方案,同時(shí)通過(guò)綠色能源管理創(chuàng)贏計(jì)劃和聯(lián)合創(chuàng)新,打造創(chuàng)新型電力生態(tài),助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng),加速布局“雙碳”。
清潔電氣化融合數(shù)字化趨勢(shì),護(hù)航電力系統(tǒng)安全靈活高效
電力是最為清潔、高效的能源形式,效率高于其他能源3-5倍。到“十四五”末,以新能源為主體的可再生能源發(fā)電裝機(jī)占我國(guó)總電力裝機(jī)的比例將超過(guò)50%,以新能源為主體的可再生能源新增發(fā)電量在全社會(huì)用電量增量中的比重將達(dá)到三分之二,在一次能源消費(fèi)增量中的比重將超過(guò)50%。
隨著更多新能源并網(wǎng),電網(wǎng)等供電側(cè)企業(yè)需要充分運(yùn)用數(shù)字化、信息化手段來(lái)推動(dòng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)發(fā)展,以應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電出力的波動(dòng)性、間歇性,以及新型電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)度運(yùn)行、保護(hù)控制等方面的一系列難題,保證電網(wǎng)可靠運(yùn)行、靈活高效。
首先,要在電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的前提下盡可能實(shí)現(xiàn)新能源消納,一方面需要更高效地評(píng)估分布式電源的接入,另一方面也需要靈活可靠的故障檢測(cè)和隔離,真正對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行精準(zhǔn)有效的控制。
在這方面,施耐德電氣倡導(dǎo)基于施耐德電氣EcoStruxure三層架構(gòu),融合數(shù)字孿生等前沿技術(shù),在配網(wǎng)側(cè)以互聯(lián)互通的智能化電氣設(shè)備為基礎(chǔ),通過(guò)大量的邊緣數(shù)據(jù)的接入,構(gòu)建一套完整的電力系統(tǒng)模型,有效地把握整體電網(wǎng)架構(gòu)的運(yùn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)。其中,在邊緣控制層,施耐德電氣智能分布式Easergy T300智能配電終端可通過(guò)對(duì)等通訊方式實(shí)現(xiàn)“故障區(qū)段自動(dòng)定位”、“故障區(qū)段自動(dòng)隔離”、“非故障區(qū)段自動(dòng)恢復(fù)供電”,使配網(wǎng)故障實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化快速處理,從而在30秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障的快速切除以及恢復(fù)送電;在應(yīng)用、分析和服務(wù)層,施耐德電氣有效整合傳統(tǒng)SCADA的分析能力以及ETap對(duì)專業(yè)電力網(wǎng)絡(luò)的分析能力,實(shí)現(xiàn)靈活分析、快速應(yīng)對(duì),并將傳統(tǒng)的計(jì)劃式運(yùn)維,逐步轉(zhuǎn)向預(yù)防性和預(yù)測(cè)性的運(yùn)維,保證整個(gè)電力系統(tǒng)和電力資產(chǎn)的安全可靠。
第二、施耐德電氣一直持續(xù)探索如何融合數(shù)字化技術(shù),幫助電網(wǎng)在穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的前提下,靈活消納更多的可再生能源,讓綠色低碳的價(jià)值向電網(wǎng)上下游進(jìn)一步延伸和擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)清潔電氣化。施耐德電氣的分布式能源資源管理系統(tǒng) (DERMS)、降壓節(jié)能(CVR) 、微能網(wǎng)技術(shù)以及與auto grid聯(lián)合開(kāi)發(fā)的虛擬電廠VPP,助力配電企業(yè)消納更多的可再生能源、更好地提高基礎(chǔ)設(shè)施利用率,減少線損、降低二氧化碳排放,為低碳未來(lái)做出更大的貢獻(xiàn)。
最后,通過(guò)幫助客戶構(gòu)建以模型為基礎(chǔ)的數(shù)字孿生平臺(tái),可以在電網(wǎng)建設(shè)、新能源消納從設(shè)計(jì)、建造到運(yùn)營(yíng)維護(hù)的全生命周期內(nèi),提供完整的系統(tǒng)工程交付,讓電網(wǎng)轉(zhuǎn)型及新能源消納帶來(lái)的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值清晰可見(jiàn)。施耐德電氣的全生命周期綠色解決方案,可以覆蓋從電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建造環(huán)節(jié),到涵蓋運(yùn)營(yíng)管理、資產(chǎn)管理和供應(yīng)管理的運(yùn)營(yíng)維護(hù)環(huán)節(jié),為電力能源和電網(wǎng)客戶的長(zhǎng)期轉(zhuǎn)型提供全面支撐。
端到端的全鏈路解決方案,強(qiáng)化整體協(xié)同
從能源生產(chǎn)和能源存儲(chǔ),到能源傳輸和能源消耗,整個(gè)生命周期是一個(gè)系統(tǒng)性工程,需要一個(gè)架構(gòu)平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行整體管控,在發(fā)電側(cè)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)源協(xié)調(diào)和調(diào)度優(yōu)化、清潔能源并網(wǎng)消納;在供電側(cè)實(shí)現(xiàn)清潔能源資源優(yōu)化配置;在用電側(cè)實(shí)現(xiàn)全面服務(wù)能源消費(fèi)方式電氣化。
基于EcoStruxure電網(wǎng)和配電架構(gòu),施耐德電氣提出獨(dú)特的四個(gè)“一體化”解決方案,使構(gòu)建一個(gè)更高效、更可持續(xù)的電力體系成為可能:一是軟硬件一體化,能夠通過(guò)IT和OT的融合,幫助客戶完成配電世界的“大一統(tǒng)”;二是中低壓一體化,實(shí)現(xiàn)中低壓電力設(shè)備連接、系統(tǒng)架構(gòu)、應(yīng)用場(chǎng)景的全面覆蓋;三是獨(dú)特的強(qiáng)弱電一體化,則更側(cè)重于對(duì)建筑能耗、環(huán)境舒適度和通訊便捷度的優(yōu)化;四是源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化,完整覆蓋能源生產(chǎn)和消費(fèi)全過(guò)程。
在發(fā)電側(cè),新能源LCOE(平準(zhǔn)化度電成本)70%與總安裝成本相關(guān)。EcoStruxure架構(gòu)與平臺(tái)強(qiáng)調(diào)從設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等全生命周期提供解決方案,通過(guò)優(yōu)化工程設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)化安裝調(diào)試,縮短項(xiàng)目上市時(shí)間,符合電網(wǎng)規(guī)范和降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn),最大幅度降低項(xiàng)目投資初期總成本。
在供電側(cè),當(dāng)前國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)公司都提出,要通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字電網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。施耐德電氣主張圍繞整個(gè)電力系統(tǒng),打造以模型為基礎(chǔ)的數(shù)字孿生平臺(tái),以底層互聯(lián)互通的設(shè)備為基礎(chǔ),通過(guò)邊緣層對(duì)電力運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,構(gòu)建成設(shè)備加電力系統(tǒng)的完整電力模型,為電力系統(tǒng)提供端到端的全鏈路解決方案,既提升新能源消納能力,又保障電網(wǎng)運(yùn)行安全。
在用電側(cè),基于EcoStruxure Power架構(gòu),施耐德電氣提供一系列高質(zhì)量的硬件設(shè)備,云邊融合且可行業(yè)定制的軟件系統(tǒng),以及專家級(jí)的應(yīng)用服務(wù),在保障電力可靠性、安全性和可用性的基礎(chǔ)上,通過(guò)更多數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用和預(yù)制化,實(shí)現(xiàn)對(duì)各級(jí)別資產(chǎn)狀態(tài)的全程監(jiān)控和分析,發(fā)現(xiàn)能耗漏洞,過(guò)濾電能質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn),優(yōu)化從設(shè)計(jì)、建設(shè)、到運(yùn)營(yíng)、維護(hù)周期的效率及能源使用效率,結(jié)合對(duì)電力敏感型和密集型行業(yè)的專業(yè)洞察,全面助力企業(yè)落實(shí)電能替代和脫碳化進(jìn)程。
打造創(chuàng)新主導(dǎo)的新型電力生態(tài),賦能電網(wǎng)轉(zhuǎn)型
打造創(chuàng)新主導(dǎo)的新型電力生態(tài)是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。發(fā)輸配用、源網(wǎng)荷儲(chǔ),整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條上的各環(huán)節(jié)都需要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新技術(shù)的協(xié)同,需要新能源企業(yè)、化石能源企業(yè)、電網(wǎng)、用戶等共同參與,共建生態(tài),合作推進(jìn)。
首先,施耐德電氣始終堅(jiān)持創(chuàng)新,特別是低碳技術(shù)創(chuàng)新。比如:施耐德電氣十年磨一劍打造的新一代綠色智能中壓開(kāi)關(guān)柜系列,使用干燥空氣代替強(qiáng)效溫室氣體六氟化硫作為絕緣氣體,結(jié)合并聯(lián)真空開(kāi)斷技術(shù),可以更加安全、可持續(xù)地利用數(shù)字化技術(shù)解鎖數(shù)據(jù)價(jià)值,并有效控制碳排放,提升成本效益,助力配電網(wǎng)建設(shè)的綠色低碳可持續(xù)發(fā)展。
第二,施耐德電氣積極推動(dòng)整個(gè)生態(tài)圈的創(chuàng)新,并正式開(kāi)啟綠色能源管理創(chuàng)贏計(jì)劃,旨在發(fā)現(xiàn)在智慧能源、智慧管理、數(shù)字服務(wù)等領(lǐng)域擁有卓越能力的科創(chuàng)企業(yè),一同合作創(chuàng)新,共同服務(wù)能源行業(yè)細(xì)分場(chǎng)景。此外,憑借在能源管理和賦能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面的領(lǐng)先能力和豐富經(jīng)驗(yàn),施耐德電氣將與包括明陽(yáng)集團(tuán)、孿數(shù)、中瀚云、寧德時(shí)代等行業(yè)企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新,推動(dòng)數(shù)字化技術(shù)在更多行業(yè)場(chǎng)景的落地。
通過(guò)綠色能源管理,施耐德電氣幫助客戶打通整個(gè)能源管理端到端的全價(jià)值鏈條,覆蓋能源生產(chǎn)、能源存儲(chǔ)、能源傳輸和能源消耗的創(chuàng)新專業(yè)完整解決方案,滿足能源供應(yīng)和消費(fèi)端的雙向需求。目前,這一方案已經(jīng)在全球多個(gè)國(guó)家和眾多客戶中得以驗(yàn)證。在過(guò)去五年里,施耐德電氣在全球41個(gè)國(guó)家完成的230個(gè)項(xiàng)目中,部署了施耐德電氣EcoStruxure架構(gòu)與平臺(tái)的企業(yè)獲得了可量化的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境收益,生產(chǎn)率提升最高可達(dá)50%,平均為24%;二氧化碳足跡優(yōu)化最高達(dá)50%,平均為20%。
位于德國(guó)柏林的EUREF園區(qū)是由德國(guó)聯(lián)邦能源署牽頭,施耐德電氣與DB德鐵等當(dāng)?shù)睾献骰锇槁?lián)合開(kāi)發(fā)的歐洲首個(gè)凈零排放園區(qū)。施耐德電氣的EcoStruxure Micro Grid微能網(wǎng)與Building Operator樓宇自動(dòng)化方案對(duì)園內(nèi)用能對(duì)象和各類分布式能源建模,進(jìn)而提供預(yù)測(cè)和智能能源調(diào)度服務(wù),并輔以自動(dòng)化控制手段,實(shí)現(xiàn)了源網(wǎng)荷儲(chǔ)的互動(dòng)。即用能以本地新能源為主,同時(shí)對(duì)于網(wǎng)供負(fù)荷的需求完全匹配當(dāng)?shù)豑SO 50HZ集團(tuán)組織的新能源發(fā)電曲線,從而實(shí)現(xiàn)凈零排放的目標(biāo)。
新型電力系統(tǒng)既是信息物理系統(tǒng)(CPS),是源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)的互動(dòng)協(xié)調(diào),也是云、大、物、移、智、鏈等技術(shù)的深化應(yīng)用。未來(lái),施耐德電氣將通過(guò)綠色能源管理持續(xù)整合新的技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì),幫助用戶達(dá)成全生命周期綠色可靠、高效的能源管理目標(biāo),助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng),加速兌現(xiàn)碳中和承諾。
(本文作者系施耐德電氣高級(jí)副總裁、能源管理中壓業(yè)務(wù)中國(guó)區(qū)負(fù)責(zé)人 徐韶峰)
評(píng)論