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(yīng)用體驗(yàn)中心揭幕典禮暨PQETO柔性生產(chǎn)線啟動(dòng)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(shè)備正式下線，同時(shí)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(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(shù)字化的邊緣計(jì)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(shè)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(yīng)用方案，有效避免配電系統(tǒng)故障，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量優(yōu)化，提升電力系統(tǒng)健康水平，護(hù)衛(wèi)電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行。

目前，“雙碳”目標(biāo)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(jìn)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(fēng)電為代表的分布式能源接入后，用電負(fù)荷的預(yù)測準(zhǔn)確度大幅下降，新能源固有的波動(dòng)性和隨機(jī)性增加了電網(wǎng)的穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn);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(fù)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(huì)成為新常態(tài)。

既要大力推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)向新而生，又要破除新型系統(tǒng)的運(yùn)行路障，究竟該如何破解這個(gè)“兩難”的現(xiàn)實(shí)命題呢?施耐德電氣認(rèn)為，科學(xué)構(gòu)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(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(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(xué)管理。而數(shù)字化則成為施耐德電氣的一個(gè)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(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)缺陷和盲區(qū)的過程，如果沒有先進(jìn)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(jìn)計(jì)劃的。而且，對傳統(tǒng)電力設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化升級，應(yīng)該是在整個(gè)生命周期和項(xiàng)目流程內(nèi)，采用“數(shù)字化原生設(shè)計(jì)”的設(shè)備，這樣才能更好地響應(yīng)數(shù)字化環(huán)境下各種應(yīng)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(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維，而智能化的資產(chǎn)運(yùn)維技術(shù)則能提升電網(wǎng)防范安全風(fēng)險(xiǎn)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(dòng)”的特點(diǎn)，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(jī)性、互動(dòng)性大大提高，源網(wǎng)荷儲各個(gè)環(huán)節(jié)相互耦合并深度互動(dòng)。

再次，數(shù)字化技術(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化能效管理水平。數(shù)字化動(dòng)態(tài)技術(shù)能讓每個(gè)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(fēng)險(xiǎn)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(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)目標(biāo)和雙碳目標(biāo)雙贏。

同時(shí)，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(shè)備，即為關(guān)鍵電力用戶打造的“電能質(zhì)量守護(hù)專家”，可為其在營業(yè)生產(chǎn)時(shí)提供綠色、純凈、穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)供電。該設(shè)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(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償、諧波濾除、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)的電能質(zhì)量綜合治理;借助柜內(nèi)的預(yù)制化的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，還能達(dá)成設(shè)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(shè)計(jì)進(jìn)一步提升其穩(wěn)定性，可定制化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也能夠?yàn)榭蛻暨M(jìn)一步提升使用體驗(yàn)。

施耐德電氣認(rèn)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(yùn)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(jì)算、5G等數(shù)字化技術(shù)能在發(fā)、輸、變、配、用、儲等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全方位應(yīng)用，勢必加速推動(dòng)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(gè)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(jìn)，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(shí)現(xiàn)對屋頂光伏、儲能、柔性負(fù)荷的預(yù)測和優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)以電為中心“多能互補(bǔ)”的功能，既經(jīng)濟(jì)又綠色。通過這一項(xiàng)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(fèi)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(jì)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(dòng)化，發(fā)展為能源管理和自動(dòng)化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的專家。

2020年，中國提出了“3060”碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，這對能源體系甚至整個(gè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式都是一次轉(zhuǎn)型考驗(yàn)。施耐德電氣進(jìn)而將自身的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與國際業(yè)務(wù)拓展中的經(jīng)驗(yàn)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(jī)會(huì)。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(tuán)層面對多地商業(yè)建筑加強(qiáng)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(jìn)行大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控分析后，每年總體能效收益可達(dá)1000萬元。

為了能夠達(dá)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(fēng)電等將轉(zhuǎn)化成的電能通過供配電基礎(chǔ)設(shè)施傳送到企業(yè)，第一套解決方案就是對供配電設(shè)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(diào)優(yōu)問題的EcoStruxure Microgrid Advisor 微網(wǎng)能源顧問(EMA)。

當(dāng)然，面對日益精細(xì)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(yīng)市場，這就需要通過聯(lián)合創(chuàng)新機(jī)制，強(qiáng)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(jī)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(jì)劃”，并與明陽集團(tuán)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(dòng)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。