如何讓新型電力系統變得更加安全、靈活和智能?施耐德電氣給出了自己的解法。
近日，施耐德電氣SmartPQE應用體驗中心揭幕典禮暨PQETO柔性生產(chǎn)線(xiàn)啟動(dòng)儀式在廈門(mén)舉辦，公司新一代PowerLogic™ Smart PQE數字化電能質(zhì)量成套設備正式下線(xiàn)，同時(shí)PQETO柔性生產(chǎn)線(xiàn)正式投入使用。
施耐德電氣數字能效業(yè)務(wù)智能配電及電能管理總經(jīng)理徐棟表示，該款智能電能質(zhì)量柜將數字化的邊緣計算的功能以及施耐德電氣的電能治理方案融于一體，“打造成了一個(gè)真正會(huì )交流、會(huì )溝通、會(huì )思考的智能電能質(zhì)量柜”。
同時(shí)，針對伴隨著(zhù)新能源大批量接入后突出的電能質(zhì)量難題，諸如供電中斷、電壓驟降和諧波污染等，PowerLogic™ Smart PQE數字化電能質(zhì)量成套設備構建了“監測-分析-治理”為一體的閉環(huán)電能質(zhì)量綜合治理應用方案，有效避免配電系統故障，實(shí)現電能質(zhì)量?jì)?yōu)化，提升電力系統健康水平，護衛電氣系統安全運行。
目前，“雙碳”目標和構建以新能源為主體的新型電力系統已成共識，構建新型電力系統的本質(zhì)，是要促進(jìn)能源結構轉型和新能源在各行業(yè)、各場(chǎng)景間的大規模接入及高效利用。
但從電力供給端來(lái)說(shuō)，以光伏、風(fēng)電為代表的分布式能源接入后，用電負荷的預測準確度大幅下降，新能源固有的波動(dòng)性和隨機性增加了電網(wǎng)的穩定性風(fēng)險;從電力需求側，隨著(zhù)城市發(fā)展、電氣化程度加深，電網(wǎng)負荷峰谷差逐年加大，過(guò)去相對穩定的電能需求規律正在被打破，對電力系統穩定性的沖擊必然會(huì )成為新常態(tài)。
既要大力推進(jìn)能源結構向新而生，又要破除新型系統的運行路障，究竟該如何破解這個(gè)“兩難”的現實(shí)命題呢?施耐德電氣認為，科學(xué)構建一個(gè)清潔低碳、安全高效的以新能源為主體的新型電力系統，數字化是關(guān)鍵所在。
新型電力系統的數字引擎
對于數字化的關(guān)注和重視，貫穿在近幾年施耐德電氣的業(yè)務(wù)中。
2021年，施耐德電氣就提出了“綠色能源管理”的理念，并拿出了一套完整的解決方案。電力關(guān)聯(lián)著(zhù)碳排放，碳排放關(guān)聯(lián)著(zhù)能源消耗，這些要素只有數據化了才談得上科學(xué)管理。而數字化則成為施耐德電氣的一個(gè)核心競爭力。
首先，數字化技術(shù)助力保障電力安全。保障電網(wǎng)安全的過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)現缺陷和盲區的過(guò)程，如果沒(méi)有先進(jìn)的數智化技術(shù)和具體的數字化參數，是無(wú)法拿出行之有效的改進(jìn)計劃的。而且，對傳統電力設備進(jìn)行數字化升級，應該是在整個(gè)生命周期和項目流程內，采用“數字化原生設計”的設備，這樣才能更好地響應數字化環(huán)境下各種應用場(chǎng)景的需求。
在施耐德電氣的“工具箱”中，輸電線(xiàn)路智能巡視技術(shù)、智能變電站技術(shù)、智能配電站、微電網(wǎng)和智能網(wǎng)關(guān)等都能助力企業(yè)實(shí)現智能化運維，而智能化的資產(chǎn)運維技術(shù)則能提升電網(wǎng)防范安全風(fēng)險的能力。
其次，數字化技術(shù)提升用能的靈活性與可靠性。傳統的電力體系具有“源隨荷動(dòng)”的特點(diǎn)，對電力調度具有高度的依賴(lài)性，而在深度電氣化的趨勢下，電力的供需隨機性、互動(dòng)性大大提高，源網(wǎng)荷儲各個(gè)環(huán)節相互耦合并深度互動(dòng)。
再次，數字化技術(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化能效管理水平。數字化動(dòng)態(tài)技術(shù)能讓每個(gè)環(huán)節無(wú)形的能源的使用和表現透明可見(jiàn)，有效地發(fā)現系統的風(fēng)險和冗余，從而優(yōu)化構架提高能源利用率，最終助力企業(yè)實(shí)現業(yè)務(wù)目標和雙碳目標雙贏(yíng)。
同時(shí)，數字化技術(shù)也能夠有效優(yōu)化電能質(zhì)量。施耐德電氣本次推出的新一代PowerLogic™ Smart PQE數字化電能質(zhì)量成套設備，即為關(guān)鍵電力用戶(hù)打造的“電能質(zhì)量守護專(zhuān)家”，可為其在營(yíng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)提供綠色、純凈、穩定的優(yōu)質(zhì)供電。該設備包含了五種電能質(zhì)量專(zhuān)業(yè)柜型，集監測、分析、治理為一體的電能質(zhì)量綜合治理柜級閉環(huán)方案，能夠幫助客戶(hù)實(shí)現無(wú)功補償、諧波濾除、動(dòng)態(tài)電壓恢復的電能質(zhì)量綜合治理;借助柜內的預制化的物聯(lián)網(wǎng)架構，還能達成設備與本地系統、云端的互聯(lián)互通。另外，其專(zhuān)業(yè)的結構和散熱設計進(jìn)一步提升其穩定性，可定制化的結構設計也能夠為客戶(hù)進(jìn)一步提升使用體驗。
施耐德電氣認為，數字化和電氣化大規模融合是未來(lái)趨勢。新型電力系統需要大量的信息采集和運行分析，以確保電網(wǎng)的安全穩定和可靠供電;而一旦人工智能、云計算、5G等數字化技術(shù)能在發(fā)、輸、變、配、用、儲等各個(gè)環(huán)節實(shí)現全方位應用，勢必加速推動(dòng)電力系統的數字化轉型。
而施耐德電氣數字化賦能新型電力系統的一個(gè)做法，是以“源網(wǎng)荷儲一體化”助力企業(yè)加速兌現碳中和的能力。隨著(zhù)新型電力系統和數字能源生態(tài)體系的不斷推進(jìn)，越來(lái)越多的微網(wǎng)、能源產(chǎn)消者、源網(wǎng)荷儲的交叉一體化需要更加智慧的控制。
比如，施耐德電氣為浙江欣美電氣打造了以微電網(wǎng)為核心的分布式能源系統，以數字技術(shù)實(shí)現對屋頂光伏、儲能、柔性負荷的預測和優(yōu)化控制，實(shí)現以電為中心“多能互補”的功能，既經(jīng)濟又綠色。通過(guò)這一項目，欣美電氣2020年新能源發(fā)電量年度增長(cháng)146%、年度新能源滲透率提高至70%、年度電費總支出節省30%以上。
數字化轉型助力碳中和
從上世紀80年代渤海之濱一家不足百人的小型合資工廠(chǎng)起步，施耐德電氣在過(guò)去35年，與中國一道高速增長(cháng)。如今，中國已經(jīng)成為施耐德電氣的全球第二大市場(chǎng)。施耐德電氣也從最初專(zhuān)注于中低壓配電及工業(yè)自動(dòng)化，發(fā)展為能源管理和自動(dòng)化領(lǐng)域數字化轉型的專(zhuān)家。
2020年，中國提出了“3060”碳達峰、碳中和目標，這對能源體系甚至整個(gè)經(jīng)濟運行方式都是一次轉型考驗。施耐德電氣進(jìn)而將自身的數字化轉型與國際業(yè)務(wù)拓展中的經(jīng)驗相結合，賦能?chē)鴥绕髽I(yè)邁向碳中和，并提出了“數字化減碳”的概念。
而對于施耐德電氣的合作伙伴來(lái)說(shuō)，數字化減碳不僅是口號，也是全新的商業(yè)機會(huì )。此前，施耐德電氣和太古地產(chǎn)(HK：01972)建立合作，用數字化手段助力太古地產(chǎn)從集團層面對多地商業(yè)建筑加強能源管理。太古地產(chǎn)在將全部能源數據上傳到能源管理平臺，進(jìn)行大數據實(shí)時(shí)監控分析后，每年總體能效收益可達1000萬(wàn)元。
為了能夠達成更高的效益，施耐德電氣的數字化減碳涵蓋了能源從生產(chǎn)到分配的全過(guò)程。
首先，由光伏、風(fēng)電等將轉化成的電能通過(guò)供配電基礎設施傳送到企業(yè)，第一套解決方案就是對供配電設施的改進(jìn)和優(yōu)化。其次，企業(yè)需要對多種能源進(jìn)行控制，并且對這些能源進(jìn)行最優(yōu)匹配，此時(shí)就能利用一些軟件和平臺去解決，如施耐德電氣解決綜合能源調優(yōu)問(wèn)題的EcoStruxure Microgrid Advisor 微網(wǎng)能源顧問(wèn)(EMA)。
當然，面對日益精細化與多樣化的減碳需求，單憑一家企業(yè)的能力很難快速響應市場(chǎng)，這就需要通過(guò)聯(lián)合創(chuàng )新機制，強化生態(tài)圈“聯(lián)合共創(chuàng )”。
為此，施耐德電氣于2021年，聯(lián)合寧德時(shí)代、星星充電、清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、落基山研究所等機構，共同發(fā)起面向科創(chuàng )企業(yè)的“綠色能源管理創(chuàng )贏(yíng)計劃”，并與明陽(yáng)集團等企業(yè)展開(kāi)“聯(lián)合創(chuàng )新”，通過(guò)與生態(tài)伙伴保持密切協(xié)作，共同推動(dòng)創(chuàng )新技術(shù)落地。
一句話(huà)，施耐德電氣將發(fā)揮數字化專(zhuān)長(cháng)，助力中國碳中和之路。而“押注”中國碳中和，施耐德電氣在與中國合作伙伴攜手開(kāi)拓的過(guò)程中，正在收獲更大的成長(cháng)潛力。
