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              • 業界施耐德電氣徐韶峰:布局“雙碳”,綠色能源管理應對新型電力系統三大挑戰
                2021-06-01 來源:《電氣技術》  |  點擊率:
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                導語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,提供從專業頂層設計咨詢,到軟件系統,硬件產品,再到全生命周期服務,覆蓋源網儲荷全過程的端到端解決方案,同時通過綠色能源管理創贏計劃和聯合創新,打造創新型電力生態,助力構建新型電力系統,加速布局“雙碳”。

                施耐德電氣高級副總裁、能源管理中壓業務中國區負責人

                為了實現碳達峰、碳中和目標,中國提出要構建以新能源為主體的新型電力系統。從傳統電力系統到新型電力系統的轉變,是從以化石能源為主到以新能源為主的轉變,是從部分感知向高度感知、從單向控制向雙向互動、從計劃為主向智能高效的轉變。與這幾大轉變相對應,新型電力系統將呈現出“兩高”+“兩新”的特點,“兩高”即高比例的可再生能源和高比例電力電子設備;兩新即新技術和新設備。

                在這一過程中,電力系統必須解決以下幾個主要挑戰。首先,新能源接具有間歇性、波動性、預測難的特點,當系統新能源電量比例超過30%后,系統運行方式將被重新定義,這就需要電網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;第二、新型電力系統是個系統性的工程,需要同時滿足能源發電側、供電側和用電側的多重需求;最后,新型電力系統需要構建創新主導的新型電力生態為支撐。

                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,提供從專業頂層設計咨詢,到軟件系統,硬件產品,再到全生命周期服務,覆蓋源網儲荷全過程的端到端解決方案,同時通過綠色能源管理創贏計劃和聯合創新,打造創新型電力生態,助力構建新型電力系統,加速布局“雙碳”。

                清潔電氣化融合數字化趨勢,護航電力系統安全靈活高效

                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電裝機占我國總電力裝機的比例將超過50%,以新能源為主體的可再生能源新增發電量在全社會用電量增量中的比重將達到三分之二,在一次能源消費增量中的比重將超過50%。

                隨著更多新能源并網,電網等供電側企業需要充分運用數字化、信息化手段來推動源網荷儲協調發展,以應對新能源發電出力的波動性、間歇性,以及新型電力系統規劃設計、調度運行、保護控制等方面的一系列難題,保證電網可靠運行、靈活高效。

                首先,要在電網安全可靠運行的前提下盡可能實現新能源消納,一方面需要更高效地評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和隔離,真正對電能質量進行精準有效的控制。

                在這方面,施耐德電氣倡導基于施耐德電氣EcoStruxure三層架構,融合數字孿生等前沿技術,在配網側以互聯互通的智能化電氣設備為基礎,通過大量的邊緣數據的接入,構建一套完整的電力系統模型,有效地把握整體電網架構的運行實時狀態。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對等通訊方式實現“故障區段自動定位”、“故障區段自動隔離”、“非故障區段自動恢復供電”,使配網故障實現全自動化快速處理,從而在30秒內實現故障的快速切除以及恢復送電;在應用、分析和服務層,施耐德電氣有效整合傳統SCADA的分析能力以及ETap對專業電力網絡的分析能力,實現靈活分析、快速應對,并將傳統的計劃式運維,逐步轉向預防性和預測性的運維,保證整個電力系統和電力資產的安全可靠。

                第二、施耐德電氣一直持續探索如何融合數字化技術,幫助電網在穩定、可靠運行的前提下,靈活消納更多的可再生能源,讓綠色低碳的價值向電網上下游進一步延伸和擴展,實現清潔電氣化。施耐德電氣的分布式能源資源管理系統 (DERMS)、降壓節能(CVR) 、微能網技術以及與auto grid聯合開發的虛擬電廠VPP,助力配電企業消納更多的可再生能源、更好地提高基礎設施利用率,減少線損、降低二氧化碳排放,為低碳未來做出更大的貢獻。

                最后,通過幫助客戶構建以模型為基礎的數字孿生平臺,可以在電網建設、新能源消納從設計、建造到運營維護的全生命周期內,提供完整的系統工程交付,讓電網轉型及新能源消納帶來的社會價值和經濟價值清晰可見。施耐德電氣的全生命周期綠色解決方案,可以覆蓋從電網規劃、設計和建造環節,到涵蓋運營管理、資產管理和供應管理的運營維護環節,為電力能源和電網客戶的長期轉型提供全面支撐。

                端到端的全鏈路解決方案,強化整體協同

                從能源生產和能源存儲,到能源傳輸和能源消耗,整個生命周期是一個系統性工程,需要一個架構平臺對其進行整體管控,在發電側實現網源協調和調度優化、清潔能源并網消納;在供電側實現清潔能源資源優化配置;在用電側實現全面服務能源消費方式電氣化。

                基于EcoStruxure電網和配電架構,施耐德電氣提出獨特的四個“一體化”解決方案,使構建一個更高效、更可持續的電力體系成為可能:一是軟硬件一體化,能夠通過IT和OT的融合,幫助客戶完成配電世界的“大一統”;二是中低壓一體化,實現中低壓電力設備連接、系統架構、應用場景的全面覆蓋;三是獨特的強弱電一體化,則更側重于對建筑能耗、環境舒適度和通訊便捷度的優化;四是源網荷儲一體化,完整覆蓋能源生產和消費全過程。

                在發電側,新能源LCOE(平準化度電成本)70%與總安裝成本相關。EcoStruxure架構與平臺強調從設計、安裝、運營、維護等全生命周期提供解決方案,通過優化工程設計和簡化安裝調試,縮短項目上市時間,符合電網規范和降低網絡風險,最大幅度降低項目投資初期總成本。

                在供電側,當前國家電網和南方電網公司都提出,要通過能源互聯網、數字電網技術構建以新能源為主體的新型電力系統。施耐德電氣主張圍繞整個電力系統,打造以模型為基礎的數字孿生平臺,以底層互聯互通的設備為基礎,通過邊緣層對電力運行數據和設備運行數據進行分析,構建成設備加電力系統的完整電力模型,為電力系統提供端到端的全鏈路解決方案,既提升新能源消納能力,又保障電網運行安全。

                在用電側,基于EcoStruxure Power架構,施耐德電氣提供一系列高質量的硬件設備,云邊融合且可行業定制的軟件系統,以及專家級的應用服務,在保障電力可靠性、安全性和可用性的基礎上,通過更多數字化技術的應用和預制化,實現對各級別資產狀態的全程監控和分析,發現能耗漏洞,過濾電能質量風險,優化從設計、建設、到運營、維護周期的效率及能源使用效率,結合對電力敏感型和密集型行業的專業洞察,全面助力企業落實電能替代和脫碳化進程。

                打造創新主導的新型電力生態,賦能電網轉型

                打造創新主導的新型電力生態是構建新型電力系統的關鍵。發輸配用、源網荷儲,整個產業鏈條上的各環節都需要實現創新技術的協同,需要新能源企業、化石能源企業、電網、用戶等共同參與,共建生態,合作推進。

                首先,施耐德電氣始終堅持創新,特別是低碳技術創新。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關柜系列,使用干燥空氣代替強效溫室氣體六氟化硫作為絕緣氣體,結合并聯真空開斷技術,可以更加安全、可持續地利用數字化技術解鎖數據價值,并有效控制碳排放,提升成本效益,助力配電網建設的綠色低碳可持續發展。

                第二,施耐德電氣積極推動整個生態圈的創新,并正式開啟綠色能源管理創贏計劃,旨在發現在智慧能源、智慧管理、數字服務等領域擁有卓越能力的科創企業,一同合作創新,共同服務能源行業細分場景。此外,憑借在能源管理和賦能行業數字化轉型方面的領先能力和豐富經驗,施耐德電氣將與包括明陽集團、孿數、中瀚云、寧德時代等行業企業進行聯合創新,推動數字化技術在更多行業場景的落地。

                通過綠色能源管理,施耐德電氣幫助客戶打通整個能源管理端到端的全價值鏈條,覆蓋能源生產、能源存儲、能源傳輸和能源消耗的創新專業完整解決方案,滿足能源供應和消費端的雙向需求。目前,這一方案已經在全球多個國家和眾多客戶中得以驗證。在過去五年里,施耐德電氣在全球41個國家完成的230個項目中,部署了施耐德電氣EcoStruxure架構與平臺的企業獲得了可量化的經濟與環境收益,生產率提升最高可達50%,平均為24%;二氧化碳足跡優化最高達50%,平均為20%。

                位于德國柏林的EUREF園區是由德國聯邦能源署牽頭,施耐德電氣與DB德鐵等當地合作伙伴聯合開發的歐洲首個凈零排放園區。施耐德電氣的EcoStruxure Micro Grid微能網與Building Operator樓宇自動化方案對園內用能對象和各類分布式能源建模,進而提供預測和智能能源調度服務,并輔以自動化控制手段,實現了源網荷儲的互動。即用能以本地新能源為主,同時對于網供負荷的需求完全匹配當地TSO 50HZ集團組織的新能源發電曲線,從而實現凈零排放的目標。

                新型電力系統既是信息物理系統CPS,是源、網、荷、儲的互動協調,也是云、大、物、移、智、鏈等技術的深化應用。未來,施耐德電氣將通過綠色能源管理持續整合新的技術應用趨勢,幫助用戶達成全生命周期綠色可靠、高效的能源管理目標,助力構建新型電力系統,加速兌現碳中和承諾。

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