聚焦能源科技創(chuàng)新，探索綠色轉(zhuǎn)型攻守之道
在氣候變化、能源危機(jī)問(wèn)題愈加凸顯的今天，能源使用率依然低下。如何推動(dòng)能源技術(shù)與信息技術(shù)的深度融合，加快新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，成為達(dá)成“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵。施耐德電氣認(rèn)為，電力的低碳、數(shù)字化轉(zhuǎn)型是能源脫碳的核心環(huán)節(jié)。然而，作為減碳主力軍的企業(yè)，當(dāng)如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在實(shí)際減碳過(guò)程中，又面臨哪些痛點(diǎn)?從供給側(cè)到消費(fèi)側(cè)，當(dāng)如何激發(fā)合力，達(dá)成對(duì)能源和資源的最大化利用，推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈邁向綠色低碳轉(zhuǎn)型?
對(duì)此，施耐德電氣與能源領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)能見(jiàn)·麒麟學(xué)院聯(lián)手推出2022年 “綠色能源管理會(huì)客廳”第二季，以實(shí)踐為支點(diǎn)，深度探討在能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，企業(yè)個(gè)體與能源產(chǎn)業(yè)面臨的痛難點(diǎn)。相較第一季，季系列探討，更注重對(duì)一線企業(yè)需求痛點(diǎn)的洞察與把握，并在此基礎(chǔ)上聚焦“能源科技創(chuàng)新”與“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”各個(gè)環(huán)節(jié)，助力各類型企業(yè)在端到端的能源管理中實(shí)現(xiàn)安全可靠和高效管理，為“雙碳”目標(biāo)的最終達(dá)成提供助力。
立足新能源，應(yīng)變新型電力系統(tǒng)
隨著新能源大規(guī)模接入千行百業(yè)，能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向和新能源替代趨勢(shì)加速。但過(guò)程中所凸顯的問(wèn)題不容小覷。中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司高級(jí)專家朱凌志指出：“新能源發(fā)電的波動(dòng)性和間歇性將極大增加電網(wǎng)的穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)。此時(shí)，如何解決電力系統(tǒng)的平衡問(wèn)題是關(guān)鍵。”
對(duì)此，施耐德電氣能源管理低壓業(yè)務(wù)行業(yè)應(yīng)用與創(chuàng)新總監(jiān)張翼認(rèn)為：“發(fā)展新型電力系統(tǒng)的過(guò)程，本質(zhì)是適應(yīng)新能源大規(guī)模接入的過(guò)程。伴隨清潔能源大比例并網(wǎng)，以單向能量流為特征的傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)，正在向多能互補(bǔ)、產(chǎn)消融合的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，數(shù)字化軟件將在其間發(fā)揮重要作用。”
張翼介紹，新能源的“源”并非僅指?jìng)鹘y(tǒng)意義上最開(kāi)始的源端，當(dāng)下以分布式能源為核心推進(jìn)微電網(wǎng)建設(shè)，已成為平衡能源資源需求、充分挖掘分布式能源價(jià)值的重要手段。而直接以新能源生產(chǎn)的綠電與直流負(fù)載對(duì)接的“直流微電網(wǎng)”應(yīng)用，也將為電力系統(tǒng)帶來(lái)更多效率及擴(kuò)展性。在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)方面，施耐德電氣憑借對(duì)研發(fā)的高度重視和持續(xù)投入，以互聯(lián)互通的電力設(shè)備，實(shí)現(xiàn)精確采集能源消耗數(shù)據(jù)，以端到端軟件，使采集的數(shù)據(jù)可見(jiàn)、可衡量、可管理，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)智慧運(yùn)維和安全可靠、綠色高效的用戶體驗(yàn)。
三把“利器”，助推配電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)背景下，電網(wǎng)運(yùn)行和調(diào)度需適應(yīng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同互動(dòng)的非完全實(shí)時(shí)平衡模式，尤其配電網(wǎng)作為電網(wǎng)的重要組成部分，更是保證供電質(zhì)量、提高電網(wǎng)運(yùn)行效率、創(chuàng)新用戶服務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
中國(guó)電科院系統(tǒng)所前瞻室主任、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力系統(tǒng)專委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)馬士聰認(rèn)為，隨著新能源占比的提高，電力系統(tǒng)所需面對(duì)的擾動(dòng)也隨之增強(qiáng)，且客觀存在(體現(xiàn)在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè))，由傳統(tǒng)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)構(gòu)建的電力系統(tǒng)難以在如此擾動(dòng)下可靠供電。而城市配電網(wǎng)將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：不僅要持續(xù)提升供電保障能力，而且要加快提高接入高比例清潔能源與電力電子裝置的能力，更應(yīng)重視關(guān)鍵產(chǎn)品的創(chuàng)新。
對(duì)此，施耐德電氣電網(wǎng)解決方案資深架構(gòu)師楊立璠指出，“整個(gè)城市配電網(wǎng)的應(yīng)用非常復(fù)雜，亟需解決配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理效率低、故障難定位、研判恢復(fù)效率低、部分城市配電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害設(shè)防水平偏低等系列難題。在此背景下，人工智能、數(shù)字孿生、交直流混合電網(wǎng)，將是重塑配電網(wǎng)的三把‘利器’。”人工智能技術(shù)可以在規(guī)劃設(shè)計(jì)、保護(hù)控制、運(yùn)行管理等不同層面發(fā)揮重要作用;數(shù)字孿生技術(shù)，通過(guò)建模和數(shù)據(jù)映射，可顯著提升電網(wǎng)數(shù)據(jù)的可視性、互動(dòng)性和智能性;交直流混合電網(wǎng)技術(shù)，能更有效地提升分布式能源接入能力和效率。
智慧型演進(jìn)，消費(fèi)側(cè)價(jià)值提升
隨著能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)、電力體制改革深化，配電網(wǎng)逐漸向安全可靠、綠色智能、友好互動(dòng)、經(jīng)濟(jì)高效的智慧型演進(jìn)，以強(qiáng)化需求為導(dǎo)向，圍繞“供需-網(wǎng)架-信息-價(jià)值”主線，以信息支撐運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造。
中國(guó)能源研究會(huì)配售電中心副主任上海交通大學(xué)中英低碳學(xué)院產(chǎn)業(yè)導(dǎo)師吳俊宏指出，近幾年，整個(gè)能源結(jié)構(gòu)供應(yīng)的變化形勢(shì)，以及跟電力市場(chǎng)互動(dòng)的需求，加速了數(shù)字化在配電網(wǎng)應(yīng)用的力度，配電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型日益提速。配電數(shù)字化的主要目標(biāo)體現(xiàn)在支持電力資產(chǎn)安全與高效提升、支持新能源并網(wǎng)消納、支持源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)、支持綠色電力交易與認(rèn)證、支持用戶經(jīng)濟(jì)高效使用電力等五大方面。
施耐德電氣智能配電及電能管理業(yè)務(wù)總經(jīng)理徐棟介紹：“聚焦智能配電，施耐德電氣通過(guò)加大本地研發(fā)投入，深耕本地用戶核心需求和應(yīng)用場(chǎng)景，以持續(xù)迭代的軟件創(chuàng)新，為配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行、資產(chǎn)健康管理、能效管理提升、電能質(zhì)量穩(wěn)定護(hù)航，助企業(yè)構(gòu)建低碳、可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)。” 基于EcoStruxure架構(gòu)，施耐德電氣智能配電解決方案，可提供安全可靠且互聯(lián)互通的硬件產(chǎn)品，更加細(xì)分的邊緣控制軟件，以及更加深入的應(yīng)用分析和服務(wù)，最大限度發(fā)揮數(shù)字化價(jià)值。
能源低碳轉(zhuǎn)型是一項(xiàng)復(fù)雜的長(zhǎng)期工程，企業(yè)間需要高密度配合，通過(guò)互聯(lián)、協(xié)作和創(chuàng)新，為能源轉(zhuǎn)型加速助力。在施耐德電氣EcoXpert合作伙伴計(jì)劃支持下，成立于2013年的蘇州思闊電氣便實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。蘇州思闊電氣有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、江蘇科技大學(xué)講師熊為介紹：“配電數(shù)字化為客戶帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的好處，數(shù)字化結(jié)果反過(guò)來(lái)又促進(jìn)客戶需求的日益提升。” 在某醫(yī)院數(shù)字化項(xiàng)目中，通過(guò)運(yùn)用施耐德電氣安全、高效可持續(xù)的數(shù)字化解決方案，蘇州思闊幫助該醫(yī)院實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵電力設(shè)施的預(yù)防性維護(hù)以及分布式配電房的高效運(yùn)維。
撬動(dòng)新支點(diǎn)，以柔性儲(chǔ)能蓄力多場(chǎng)景應(yīng)用
新型儲(chǔ)能是建設(shè)新型電力系統(tǒng)、推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，也是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐。當(dāng)前，因有望解決“電網(wǎng)有電，但各級(jí)網(wǎng)架存在卡脖子設(shè)備導(dǎo)致高峰期電能無(wú)法安全輸送到用戶”的矛盾，用戶側(cè)儲(chǔ)能被業(yè)內(nèi)視為最有潛力的儲(chǔ)能發(fā)展領(lǐng)域。
施耐德電氣關(guān)鍵電源業(yè)務(wù)部首席技術(shù)顧問(wèn)石葆春介紹，聚焦用戶側(cè)儲(chǔ)能，主要有三種典型應(yīng)用場(chǎng)景：場(chǎng)景一，用于廠區(qū)和光伏配套，通過(guò)光儲(chǔ)一體化，實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用、余電存儲(chǔ)，進(jìn)而節(jié)費(fèi)降碳;場(chǎng)景二，以增容扛峰為主要需求;場(chǎng)景三，在增容的基礎(chǔ)上滿足電能質(zhì)量治理需求，如，在數(shù)據(jù)中心、半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用，或在醫(yī)藥和高端制造業(yè)中的應(yīng)用。以上三個(gè)用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜可依次定義為：光儲(chǔ)一體化、增容扛峰、電能質(zhì)量的治理。
華北大學(xué)電力教授鄭華表示，作為荷側(cè)的儲(chǔ)能，主要分為單體模式和聚合模式兩種類型。從整體看，在聚合方式條件下，能更好地?zé)òl(fā)資源的可靠性和調(diào)節(jié)的靈活性，其中涉及很多核心技術(shù)，包括通訊計(jì)量，以及仿真預(yù)測(cè)協(xié)同和動(dòng)態(tài)均衡等，這些是真正構(gòu)成荷側(cè)聚合資源的核心力量。
企業(yè)安裝用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，雖然可以大幅減少用電成本，但隨之而來(lái)的是，要持續(xù)完善用戶側(cè)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)化交易的能力，以提高儲(chǔ)能系統(tǒng)利用率。石葆春表示，施耐德電氣一直堅(jiān)持進(jìn)行用戶側(cè)儲(chǔ)能解決方案的技術(shù)改進(jìn)和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐。比如，施耐德電氣儲(chǔ)能柜，由鋰電池系統(tǒng)、BMS電池管理系統(tǒng)、功率變換器、控制系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等構(gòu)成。其中，功率變換器也包括兩種，一種是常見(jiàn)的PCS構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)能柜，另一種是針對(duì)有電能質(zhì)量治理或不間斷增容需求的施耐德電氣儲(chǔ)能型UPS高端方案，最終搭配形成用戶所需儲(chǔ)能柜的體系。
聚焦能源創(chuàng)新，賦能千行百業(yè)。在全球碳中和大背景下，施耐德電氣作為綠色能源管理的領(lǐng)導(dǎo)者，將持續(xù)秉持綠色能源管理理念，協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)伙伴，深度融合數(shù)字化、清潔能源和傳統(tǒng)電力技術(shù)，助力供給側(cè)和需求側(cè)降碳增效，構(gòu)建綠色能源生態(tài)安全，為“雙碳”目標(biāo)和中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
