如何讓新型電力系統(tǒng)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)線啟動儀式在廈門舉辦，公司新一代PowerLogic™ Smart PQE數(shù)字化電能質(zhì)量成套設備正式下線，同時PQETO柔性生產(chǎn)線正式投入使用。
施耐德電氣數(shù)字能效業(yè)務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(shù)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，“打造成了一個真正會交流、會溝通、會思考的智能電能質(zhì)量柜”。
同時，針對伴隨著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(shù)字化電能質(zhì)量成套設備構(gòu)建了“監(jiān)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(tǒng)故障，實現(xiàn)電能質(zhì)量優(yōu)化，提升電力系統(tǒng)健康水平，護衛(wèi)電氣系統(tǒng)安全運行。
目前，“雙碳”目標和構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)已成共識，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的本質(zhì)，是要促進能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和新能源在各行業(yè)、各場景間的大規(guī)模接入及高效利用。
但從電力供給端來說，以光伏、風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，新能源固有的波動性和隨機性增加了電網(wǎng)的穩(wěn)定性風險;從電力需求側(cè)，隨著城市發(fā)展、電氣化程度加深，電網(wǎng)負荷峰谷差逐年加大，過去相對穩(wěn)定的電能需求規(guī)律正在被打破，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的沖擊必然會成為新常態(tài)。
既要大力推進能源結(jié)構(gòu)向新而生，又要破除新型系統(tǒng)的運行路障，究竟該如何破解這個“兩難”的現(xiàn)實命題呢?施耐德電氣認為，科學構(gòu)建一個清潔低碳、安全高效的以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，數(shù)字化是關(guān)鍵所在。
新型電力系統(tǒng)的數(shù)字引擎
對于數(shù)字化的關(guān)注和重視，貫穿在近幾年施耐德電氣的業(yè)務中。
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)著碳排放，碳排放關(guān)聯(lián)著能源消耗，這些要素只有數(shù)據(jù)化了才談得上科學管理。而數(shù)字化則成為施耐德電氣的一個核心競爭力。
首先，數(shù)字化技術(shù)助力保障電力安全。保障電網(wǎng)安全的過程是一個動態(tài)發(fā)現(xiàn)缺陷和盲區(qū)的過程，如果沒有先進的數(shù)智化技術(shù)和具體的數(shù)字化參數(shù)，是無法拿出行之有效的改進計劃的。而且，對傳統(tǒng)電力設備進行數(shù)字化升級，應該是在整個生命周期和項目流程內(nèi)，采用“數(shù)字化原生設計”的設備，這樣才能更好地響應數(shù)字化環(huán)境下各種應用場景的需求。
在施耐德電氣的“工具箱”中，輸電線路智能巡視技術(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)實現(xiàn)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)防范安全風險的能力。
其次，數(shù)字化技術(shù)提升用能的靈活性與可靠性。傳統(tǒng)的電力體系具有“源隨荷動”的特點，對電力調(diào)度具有高度的依賴性，而在深度電氣化的趨勢下，電力的供需隨機性、互動性大大提高，源網(wǎng)荷儲各個環(huán)節(jié)相互耦合并深度互動。
再次，數(shù)字化技術(shù)動態(tài)優(yōu)化能效管理水平。數(shù)字化動態(tài)技術(shù)能讓每個環(huán)節(jié)無形的能源的使用和表現(xiàn)透明可見，有效地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的風險和冗余，從而優(yōu)化構(gòu)架提高能源利用率，最終助力企業(yè)實現(xiàn)業(yè)務目標和雙碳目標雙贏。
同時，數(shù)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(shù)字化電能質(zhì)量成套設備，即為關(guān)鍵電力用戶打造的“電能質(zhì)量守護專家”，可為其在營業(yè)生產(chǎn)時提供綠色、純凈、穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)供電。該設備包含了五種電能質(zhì)量專業(yè)柜型，集監(jiān)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，能夠幫助客戶實現(xiàn)無功補償、諧波濾除、動態(tài)電壓恢復的電能質(zhì)量綜合治理;借助柜內(nèi)的預制化的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，還能達成設備與本地系統(tǒng)、云端的互聯(lián)互通。另外，其專業(yè)的結(jié)構(gòu)和散熱設計進一步提升其穩(wěn)定性，可定制化的結(jié)構(gòu)設計也能夠為客戶進一步提升使用體驗。
施耐德電氣認為，數(shù)字化和電氣化大規(guī)模融合是未來趨勢。新型電力系統(tǒng)需要大量的信息采集和運行分析，以確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和可靠供電;而一旦人工智能、云計算、5G等數(shù)字化技術(shù)能在發(fā)、輸、變、配、用、儲等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)全方位應用，勢必加速推動電力系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
而施耐德電氣數(shù)字化賦能新型電力系統(tǒng)的一個做法，是以“源網(wǎng)荷儲一體化”助力企業(yè)加速兌現(xiàn)碳中和的能力。隨著新型電力系統(tǒng)和數(shù)字能源生態(tài)體系的不斷推進，越來越多的微網(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(tǒng)，以數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)對屋頂光伏、儲能、柔性負荷的預測和優(yōu)化控制，實現(xiàn)以電為中心“多能互補”的功能，既經(jīng)濟又綠色。通過這一項目，欣美電氣2020年新能源發(fā)電量年度增長146%、年度新能源滲透率提高至70%、年度電費總支出節(jié)省30%以上。
數(shù)字化轉(zhuǎn)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起步，施耐德電氣在過去35年，與中國一道高速增長。如今，中國已經(jīng)成為施耐德電氣的全球第二大市場。施耐德電氣也從最初專注于中低壓配電及工業(yè)自動化，發(fā)展為能源管理和自動化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的專家。
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經(jīng)濟運行方式都是一次轉(zhuǎn)型考驗。施耐德電氣進而將自身的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與國際業(yè)務拓展中的經(jīng)驗相結(jié)合，賦能國內(nèi)企業(yè)邁向碳中和，并提出了“數(shù)字化減碳”的概念。
而對于施耐德電氣的合作伙伴來說，數(shù)字化減碳不僅是口號，也是全新的商業(yè)機會。此前，施耐德電氣和太古地產(chǎn)(HK：01972)建立合作，用數(shù)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(shù)據(jù)上傳到能源管理平臺，進行大數(shù)據(jù)實時監(jiān)控分析后，每年總體能效收益可達1000萬元。
為了能夠達成更高的效益，施耐德電氣的數(shù)字化減碳涵蓋了能源從生產(chǎn)到分配的全過程。
首先，由光伏、風電等將轉(zhuǎn)化成的電能通過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和優(yōu)化。其次，企業(yè)需要對多種能源進行控制，并且對這些能源進行最優(yōu)匹配，此時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(diào)優(yōu)問題的EcoStruxure Microgrid Advisor 微網(wǎng)能源顧問(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，這就需要通過聯(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(gòu)，共同發(fā)起面向科創(chuàng)企業(yè)的“綠色能源管理創(chuàng)贏計劃”，并與明陽集團等企業(yè)展開“聯(lián)合創(chuàng)新”，通過與生態(tài)伙伴保持密切協(xié)作，共同推動創(chuàng)新技術(shù)落地。
一句話，施耐德電氣將發(fā)揮數(shù)字化專長，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拓的過程中，正在收獲更大的成長潛力。
