今年，全球性的氣候變化和國際危機事件使“能源話(huà)題”再次升溫，同時(shí)也將全球范圍內的新能源發(fā)展推入快車(chē)道。在中國，基于“雙碳”承諾，以新能源為主體的新型電力系統正在加速變革，以風(fēng)電、光伏為代表的新能源裝機量、發(fā)電量將逐步增加。預計到2030年，我國風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源發(fā)電裝機規模將超過(guò)煤電成為第一大電源，2060年前新能源發(fā)電量占比有望超過(guò)50%。新能源的快速擴容帶來(lái)的機遇與挑戰并存，行業(yè)內急需突破一系列基于新能源特點(diǎn)而出現的新挑戰。
系統性挑戰，亟需數字化賦能的全生命周期方案
以太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電具有天然的隨機性、波動(dòng)性和間歇性特征，需要電力系統維持短時(shí)的功率平衡和長(cháng)時(shí)限的電量平衡，給電力系統的安全穩定運行帶來(lái)多重挑戰。
從電力供給端來(lái)看，隨著(zhù)以風(fēng)電、光伏為代表的新能源裝機滲透率的提升，由于風(fēng)電存在白天低、晚上高的“逆負荷”特性，光伏存在白天有、晚上無(wú)的特性而無(wú)法保持穩定出力，將極大地增加電網(wǎng)的穩定性風(fēng)險。在電網(wǎng)側，越來(lái)越多分布式新能源接入的配電網(wǎng)，也極大地考驗配電網(wǎng)的彈性。從電力需求端來(lái)看，我國電網(wǎng)負荷峰谷差逐年加大。隨著(zhù)城市的發(fā)展、電氣化程度的加深，工業(yè)領(lǐng)域中的電能替代以及交通領(lǐng)域中電動(dòng)汽車(chē)保有量的增加，都將打破原有的以工業(yè)和居民用電為主的相對穩定的電能需求規律，這將進(jìn)一步放大新能源接入對電力系統穩定性的沖擊。
由此可見(jiàn)，新能源帶來(lái)的挑戰是貫穿源網(wǎng)荷儲全環(huán)節的系統性挑戰，而相關(guān)難題也是環(huán)環(huán)相扣且互相牽制的。因此，為應對挑戰，需要充分利用數字化技術(shù)，以覆蓋全生命周期的視角做全面布局，并深入每一環(huán)節，逐個(gè)突破關(guān)卡，最終實(shí)現聯(lián)動(dòng)破局。
基于電力系統數字孿生能力，施耐德電氣面向新能源行業(yè)構建了基于EcoStruxure™架構與平臺，從規劃設計到建設再到運維的覆蓋全生命周期的方案，在助力新能源大規模開(kāi)發(fā)和高水平消納的同時(shí)，能夠保障電力安全的可靠供應。方案融合了多項數字化技術(shù)，借助ETAP仿真分析軟件和EcoStruxure Microgrid Advisor微網(wǎng)能源顧問(wèn)(EMA)等應用系統的能力延伸，完整覆蓋了企業(yè)從規劃設計到運營(yíng)維護等全生命周期范圍內的進(jìn)階需求，幫助企業(yè)準確預測收益、平衡用電供需、實(shí)現儲能調度，在系統層面調優(yōu)運維，從而達成風(fēng)光儲協(xié)同下的經(jīng)濟與效率最大化目標。
其中，ETAP智能數字孿生方案為新能源提供設計、運維全生命周期方案，通過(guò)電力仿真分析，提升設計的安全可靠合規，ETAP PPC電廠(chǎng)控制系統，確保電站安全合規。面對用戶(hù)側高比例新能源接入的綜合能源管理需求，EMA微網(wǎng)能源顧問(wèn)通過(guò)對發(fā)電、負荷精準預測，離網(wǎng)切換的成熟控制邏輯及穩定的邊緣控制能力，讓新能源資源可監可控可優(yōu)化，實(shí)現“源-網(wǎng)-荷-儲”一體化穩定、高效運行。
風(fēng)光無(wú)限，安全、綠色是先決條件
新型電力系統對新能源發(fā)電系統的可靠性要求遠超以往，這就要求發(fā)電項目在運營(yíng)中將安全作為第一要務(wù) 。一方面風(fēng)機大型化以及海上風(fēng)電施工成本高等特殊行業(yè)屬性，對電氣產(chǎn)品高性能和可靠性提出了更高的要求;另一方面，由于大型風(fēng)光基地常建設在高海拔、海上、沙漠等地區，嚴苛環(huán)境下，再加上電氣設備對環(huán)境敏感，發(fā)電組件的性能和耐用性是承托新能源行業(yè)源頭動(dòng)力的關(guān)鍵。此外，為解決新能源行業(yè)生產(chǎn)端的安全性挑戰，施耐德電氣針對風(fēng)、光、儲等各類(lèi)發(fā)電場(chǎng)景，提供不同的產(chǎn)品組合和解決方案。
延續一貫的產(chǎn)品品質(zhì)，施耐德電氣通過(guò)創(chuàng )新和敏捷的研發(fā)，向新能源行業(yè)提供安全耐用、高性能以及物有所值的元器件產(chǎn)品，有力保障新能源發(fā)電系統的可靠性。以新一代TeSys F風(fēng)電行業(yè)專(zhuān)用接觸器為例，施耐德電氣領(lǐng)先升級1140V高電壓，使專(zhuān)業(yè)接觸器產(chǎn)品可實(shí)現高海拔電壓不降容，同時(shí)還以極強的耐用性，通過(guò)惡劣環(huán)境中，鹽霧、震動(dòng)、高低溫等嚴苛考驗，為各發(fā)電場(chǎng)景下的安全可靠運行構建穩定“基石”。而針對海上風(fēng)電特殊的應用場(chǎng)景，施耐德電氣的MVS TA8系列1380V隔離開(kāi)關(guān)，可承受高達30g的沖擊載荷，鹽霧標準達1級，腐蝕耐受到C4，適應海上嚴酷環(huán)境。
TeSys F風(fēng)電行業(yè)專(zhuān)用接觸器
在清潔能源高速擴容，促進(jìn)行業(yè)綠色轉型的同時(shí)，新能源電氣設備本身的“綠色”程度同樣重要。 作為可持續發(fā)展的倡導者、踐行者、賦能者，施耐德電氣基于自身在綠色制造領(lǐng)域的深厚優(yōu)勢，實(shí)現低碳的產(chǎn)品供應。秉承綠色設計理念，施耐德電氣在產(chǎn)品設計之初，就把節能低碳、提高資源循環(huán)利用率等理念和技術(shù)貫穿融合，不僅使產(chǎn)品滿(mǎn)足在功能和制造過(guò)程方面的可靠性，更提供了應用全生命周期分析問(wèn)題的方法論。在產(chǎn)品層面大規模降低碳足跡，為客戶(hù)實(shí)現碳中和目標與可持續發(fā)展加倍賦能的同時(shí)，也向制造行業(yè)貢獻了綠色轉型的思路和成功樣本。
多維挑戰，生態(tài)創(chuàng )新是持續發(fā)展的永動(dòng)力
“雙碳”目標下，新能源行業(yè)面臨的挑戰是多維度的，不僅要面臨減碳目標下的速度挑戰，還要面臨經(jīng)濟命題下的成本挑戰，更要考量能源變革中平衡需求與經(jīng)濟發(fā)展的社會(huì )挑戰。所以，行業(yè)需要以更開(kāi)放的氛圍，打通產(chǎn)業(yè)中各環(huán)節的配合，并通過(guò)創(chuàng )新謀求突破。施耐德電氣通過(guò)聯(lián)合創(chuàng )新和敏捷開(kāi)發(fā)，與明陽(yáng)集團展開(kāi)密切協(xié)作，共同推動(dòng)創(chuàng )新技術(shù)落地。雙方于2021年3月簽署合作備忘錄，承諾在產(chǎn)品聯(lián)合研發(fā)、行業(yè)標準聯(lián)合制定以及業(yè)務(wù)新模式方面展開(kāi)深度合作。在去年漂浮式海上風(fēng)電項目合作中，僅半年內，雙方就推出了MVS-T6海上風(fēng)電專(zhuān)用空氣斷路器。該款斷路器產(chǎn)品不僅擁有全系列1140V/66kA高分斷能力，更采用特殊材質(zhì)工藝防腐，還通過(guò)了漂浮式海上風(fēng)電各項嚴苛環(huán)境特殊試驗認證，性能領(lǐng)先業(yè)界，該產(chǎn)品的迅速問(wèn)世，成功保障了海上風(fēng)電設備的連續健康工作。
可持續不僅是企業(yè)的命題，更是行業(yè)的命題。施耐德電氣通過(guò)開(kāi)放的合作模式，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng )新，向行業(yè)貢獻創(chuàng )新生命力。而作為能源管理和自動(dòng)化領(lǐng)域的數字化轉型專(zhuān)家，施耐德電氣也將通過(guò)可靠過(guò)硬的產(chǎn)品質(zhì)量和高效可行的數字化解決方案，在安全、高效、綠色的要點(diǎn)下，幫助新能源行業(yè)合作伙伴應對挑戰。在這樣豐富的籌備下，相信在未來(lái)，我們將在一條可持續的長(cháng)久之路上，見(jiàn)證新能源行業(yè)的換擋加速，并共享行業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展成就。
