今年，全球性的氣候變化和國際危機事件使“能源話題”再次升溫，同時也將全球范圍內的新能源發(fā)展推入快車道。在中國，基于“雙碳”承諾，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)正在加速變革，以風電、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，我國風電、太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電裝機規(guī)模將超過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50%。新能源的快速擴容帶來的機遇與挑戰(zhàn)并存，行業(yè)內急需突破一系列基于新能源特點而出現的新挑戰(zhàn)。
系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，亟需數字化賦能的全生命周期方案
以太陽能發(fā)電、風電為代表的新能源發(fā)電具有天然的隨機性、波動性和間歇性特征，需要電力系統(tǒng)維持短時的功率平衡和長時限的電量平衡，給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來多重挑戰(zhàn)。
從電力供給端來看，隨著以風電、光伏為代表的新能源裝機滲透率的提升，由于風電存在白天低、晚上高的“逆負荷”特性，光伏存在白天有、晚上無的特性而無法保持穩(wěn)定出力，將極大地增加電網的穩(wěn)定性風險。在電網側，越來越多分布式新能源接入的配電網，也極大地考驗配電網的彈性。從電力需求端來看，我國電網負荷峰谷差逐年加大。隨著城市的發(fā)展、電氣化程度的加深，工業(yè)領域中的電能替代以及交通領域中電動汽車保有量的增加，都將打破原有的以工業(yè)和居民用電為主的相對穩(wěn)定的電能需求規(guī)律，這將進一步放大新能源接入對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的沖擊。
由此可見，新能源帶來的挑戰(zhàn)是貫穿源網荷儲全環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，而相關難題也是環(huán)環(huán)相扣且互相牽制的。因此，為應對挑戰(zhàn)，需要充分利用數字化技術，以覆蓋全生命周期的視角做全面布局，并深入每一環(huán)節(jié)，逐個突破關卡，最終實現聯動破局。
基于電力系統(tǒng)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(guī)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(guī)模開發(fā)和高水平消納的同時，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，借助ETAP仿真分析軟件和EcoStruxure Microgrid Advisor微網能源顧問(EMA)等應用系統(tǒng)的能力延伸，完整覆蓋了企業(yè)從規(guī)劃設計到運營維護等全生命周期范圍內的進階需求，幫助企業(yè)準確預測收益、平衡用電供需、實現儲能調度，在系統(tǒng)層面調優(yōu)運維，從而達成風光儲協同下的經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，通過電力仿真分析，提升設計的安全可靠合規(guī)，ETAP PPC電廠控制系統(tǒng)，確保電站安全合規(guī)。面對用戶側高比例新能源接入的綜合能源管理需求，EMA微網能源顧問通過對發(fā)電、負荷精準預測，離網切換的成熟控制邏輯及穩(wěn)定的邊緣控制能力，讓新能源資源可監(jiān)可控可優(yōu)化，實現“源-網-荷-儲”一體化穩(wěn)定、高效運行。
風光無限，安全、綠色是先決條件
新型電力系統(tǒng)對新能源發(fā)電系統(tǒng)的可靠性要求遠超以往，這就要求發(fā)電項目在運營中將安全作為第一要務 。一方面風機大型化以及海上風電施工成本高等特殊行業(yè)屬性，對電氣產品高性能和可靠性提出了更高的要求;另一方面，由于大型風光基地常建設在高海拔、海上、沙漠等地區(qū)，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)源頭動力的關鍵。此外，為解決新能源行業(yè)生產端的安全性挑戰(zhàn)，施耐德電氣針對風、光、儲等各類發(fā)電場景，提供不同的產品組合和解決方案。
延續(xù)一貫的產品品質，施耐德電氣通過創(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品，有力保障新能源發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。以新一代TeSys F風電行業(yè)專用接觸器為例，施耐德電氣領先升級1140V高電壓，使專業(yè)接觸器產品可實現高海拔電壓不降容，同時還以極強的耐用性，通過惡劣環(huán)境中，鹽霧、震動、高低溫等嚴苛考驗，為各發(fā)電場景下的安全可靠運行構建穩(wěn)定“基石”。而針對海上風電特殊的應用場景，施耐德電氣的MVS TA8系列1380V隔離開關，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風電行業(yè)專用接觸器
在清潔能源高速擴容，促進行業(yè)綠色轉型的同時，新能源電氣設備本身的“綠色”程度同樣重要。 作為可持續(xù)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域的深厚優(yōu)勢，實現低碳的產品供應。秉承綠色設計理念，施耐德電氣在產品設計之初，就把節(jié)能低碳、提高資源循環(huán)利用率等理念和技術貫穿融合，不僅使產品滿足在功能和制造過程方面的可靠性，更提供了應用全生命周期分析問題的方法論。在產品層面大規(guī)模降低碳足跡，為客戶實現碳中和目標與可持續(xù)發(fā)展加倍賦能的同時，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(zhàn)，生態(tài)創(chuàng)新是持續(xù)發(fā)展的永動力
“雙碳”目標下，新能源行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是多維度的，不僅要面臨減碳目標下的速度挑戰(zhàn)，還要面臨經濟命題下的成本挑戰(zhàn)，更要考量能源變革中平衡需求與經濟發(fā)展的社會挑戰(zhàn)。所以，行業(yè)需要以更開放的氛圍，打通產業(yè)中各環(huán)節(jié)的配合，并通過創(chuàng)新謀求突破。施耐德電氣通過聯合創(chuàng)新和敏捷開發(fā)，與明陽集團展開密切協作，共同推動創(chuàng)新技術落地。雙方于2021年3月簽署合作備忘錄，承諾在產品聯合研發(fā)、行業(yè)標準聯合制定以及業(yè)務新模式方面展開深度合作。在去年漂浮式海上風電項目合作中，僅半年內，雙方就推出了MVS-T6海上風電專用空氣斷路器。該款斷路器產品不僅擁有全系列1140V/66kA高分斷能力，更采用特殊材質工藝防腐，還通過了漂浮式海上風電各項嚴苛環(huán)境特殊試驗認證，性能領先業(yè)界，該產品的迅速問世，成功保障了海上風電設備的連續(xù)健康工作。
可持續(xù)不僅是企業(yè)的命題，更是行業(yè)的命題。施耐德電氣通過開放的合作模式，帶動產業(yè)鏈協同創(chuàng)新，向行業(yè)貢獻創(chuàng)新生命力。而作為能源管理和自動化領域的數字化轉型專家，施耐德電氣也將通過可靠過硬的產品質量和高效可行的數字化解決方案，在安全、高效、綠色的要點下，幫助新能源行業(yè)合作伙伴應對挑戰(zhàn)。在這樣豐富的籌備下，相信在未來，我們將在一條可持續(xù)的長久之路上，見證新能源行業(yè)的換擋加速，并共享行業(yè)高質量綠色發(fā)展成就。
