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施耐德電氣高級副總裁徐韶峰:以數字化+綠色低碳,助新型電力系統雙轉型
(發布日期:2022-6-13) 來源: 施耐德電氣
 

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施耐德電氣高級副總裁、能源管理中壓業務中國區負責人徐韶峰

近期,國家發展改革委、國家能源局印發《“十四五”現代能源體系規劃》,再次強調了加快推動能源綠色低碳轉型、推動構建新型電力系統的要求。通過對新型電力系統的構建和落地,促進新能源占比逐漸提高,才能科學有序推進實現碳達峰、碳中和目標,不斷提升綠色發展能力。

在能源、環境挑戰日益嚴峻的今天,新型電力系統承載著能源轉型的歷史使命。 2020年,新能源發電量占比約11.2%,電能占終端能源消費的比重約為26.5%。隨著能源革命進程加快推進,供給側低碳新能源將大比例增加,需求側則面臨電氣化的快速提升。預計到2060年,我國新能源發電量占比將超過60%,工業、建筑、交通三大領域終端用能電氣化水平將提升至約50%、75%和50%。這些轉變同時也為電網帶來了巨大的轉型挑戰,需要讓電網轉型為更加靈活、更有彈性的新形態。

要實現這些轉型,關鍵在于兩個方面的能力提升,我們稱之為“Digital+Green”,既數字化和綠色低碳的結合。一方面,需要提升數字化在整個電力系統中的滲透率,依托數字化技術帶來的智慧價值,形成以數據為核心的生產要素,推進能量流和信息流的深度融合,推動在電力系統的各個組成部分、各個場景實現數字化轉型。另一方面,則應不斷采用更加綠色低碳的技術進行迭代和升級,持續推進電網側和用電側的低碳化革新。

構建新型電力系統,帶來技術特征和運營模式“雙轉型”

那么,為何施耐德電氣提倡以數字化和綠色低碳,作為構建新型電力系統的兩個關鍵要素呢?推果求因,我們不妨從新型電力系統的關鍵特征和本質變化談起。

不難看到,國家能源局《“十四五”現代能源體系規劃》對新型電力系統提出的要求可以概括為:應對新能源波動性、間歇性特點帶來的挑戰,有效提升電網的安全性、靈活性,形成源網荷儲各個環節的相互耦合和深度互動,為面向“適應新能源占比逐漸提高”的全面轉型提供堅實基礎和廣闊空間。

在這個轉型過程中,確保能源電力安全是基礎。建設新型電力系統,是在確保能源電力安全的前提下,滿足經濟社會的可持續發展需要。在高比例可再生能源接入與高比例電力電子設備應用的“雙高”情況下,保持并提升電力系統的安全可靠性和彈性尤其重要。

此外,加快建設新型電力系統,完善適應可再生能源局域深度利用,加強區域間的電網安全可靠運行,從局域到廣域提升電網新能源消納和資源配置能力,是實現能源綠色低碳轉型的關鍵。以新型電力系統為基礎,建設源網荷儲一體化、多能互補的綠色、智能電力系統,全面提升彈性、靈活性和互聯互濟等關鍵能力。

落實到技術特征上,新型電力系統的電源中強不確定性以及弱可控性出力的新能源將逐步提高,運行和調度呈現出更強的非計劃性,需要更強的包含交直、直直混合電網在內的仿真和預測能力,以適應“源網荷儲”協同互動的非完全實時平衡模式;運營模式上,新型電力系統不僅需要滿足新能源特別是分布式新能源大量接入,而且需要滿足柔性、生產與消費兼具型負荷大量接入,因此需要探索建立區域綜合能源利用機制,充分利用峰谷差電價等市場化因素,促進能源“產消者”等更多主體共同參與到新型電力系統的建設和運營,促進《“十四五”現代能源體系規劃》目標實現。

數字化技術是“雙轉型”的核心驅動力

面對這樣的“雙轉型”,數字化正是推動電力系統實現“質變”的核心驅動力。近年來,數字化引導電網側和用電側創新的重要作用日益突出,由此而來的“智變”可以成為有效應對技術特征和運營模式“雙轉型”的關鍵支撐點。

一方面,應對技術層面的轉變要求,數字化技術可以把電力系統過去模糊的、不能測量的東西變得可見、可衡量,并提升效率,減少能源浪費。依托一系列功能豐富的應用,可以基于大數據提升電網的實時性能,通過更加精準、智能的動態預測和調度,優化電力系統的效率和效能。

例如,施耐德電氣在電網側擁有以電力系統建模和仿真的領先軟件平臺ETAP為代表的數字孿生解決方案。ETAP以模型為驅動的高級功能,包括配電狀態估計、故障定位、隔離和供電恢復、數據趨勢分析、智能減載、負荷預測、開關優化及開關序列管理等功能,能夠為電網從設計階段到運維階段提供豐富的建模、規劃、實時仿真分析等一系列解決方案。尤其是在新能源相關的應用當中,ETAP仿真分析軟件還可以提供饋線承載力分析、分布式能源資源的配網潮流和電能質量等監測功能,進一步支持了對清潔新能源的普及應用。

在埃及新首都智慧城市項目中,ETAP高級配電管理系統從規劃、運行到維護,為監測、控制和優化配電網安全運行所需的所有角色提供共享網絡模型和用戶體驗,以最大限度地提高電網的可靠性和彈性,并提升投資收益,助力數字化城市建設。

另一方面,應對運營模式的轉變要求,數字化技術則可以貫穿電力系統,提供完整端到端生命周期以及遠程服務,優化供給側到需求側,提升效率。在解決方案層面,則意味著基于數字化平臺提供更全面豐富、更適應新型電力系統運行模式和商業模式的工具和應用。

在這方面,同樣不乏典型的案例,例如施耐德電氣提供的分布式能源管理和微電網解決方案,就能夠為更多在用電側的工廠、園區、社區及充電基礎設施提供強力的支撐,對分布式清潔能源、微網和儲能進行規劃、應用和管理,助其在電力系統中的角色從單純的“用能者”轉變為“產消者”,并獲取更多的經濟效益。

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今天,已經有越來越多的能源“產消者”開始應用EcoStruxure™ Microgrid Advisor微網能源顧問實現分布式清潔能源的高效利用,從而提升新能源滲透率,節約用能成本,甚至逐步實現“碳中和”愿景。例如,國家電網浙江省電力有限公司旗下欣美電氣,通過施耐德電氣提供的以微網為核心的分布式能源系統,以數字技術實現了對屋頂光伏、儲能、柔性負荷的預測和優化控制,以及以電為中心“多能互補”的功能,既經濟又綠色。通過這一項目,欣美電氣2020年新能源發電量年度增長146%、年度新能源滲透率提高至70%、年度電費總支出節省30%以上,率先獲得了浙江省企業首張“碳中和”證書。

“數字化+綠色低碳”組合拳,助推新型電力系統“質變”

構建新型電力系統,本質上是在提升新能源比例、保障安全可靠性的基礎上,進一步提升對供給端和需求端的調和能力,實現更靈活、更智慧、更多元的電網運營模式。未來,施耐德電氣中壓將以“Digital+Green”作為強有力的“組合拳”,依托豐富的產品和解決方案,切實為新型電力系統賦能,并推動電網側和用電側實現數字化、低碳化轉型。

那么,“Digital+Green”未來將在哪些方向上發揮引導力?首先是著眼于全生命周期的低碳“智”造。未來的電力設備是否能夠做到真正的全程低碳,需要站在全生命周期的角度,考量產品對環境的影響,包括綠色設計、綠色采購、綠色生產、綠色交付等環節,致力于促進包括自身在內整個產業鏈的減碳。施耐德電氣全新一代無六氟化硫(SF6-free)AirSeT系列中壓開關設備,在設計之初就秉持以干燥空氣代替六氟化硫這類溫室氣體的低碳理念,避免了設備在使用過程中可能存在的強溫室效應氣體泄露和回收問題;在生產階段,施耐德電氣的工廠利用分布式能源和微電網,促進了清潔能源的規;褂,打造了業界領先的“碳中和工廠”,降低了設備制造過程中的碳足跡。這樣一來,產品從設計、生產制造、應用到回收的整個生命周期,都傳遞出低碳的價值,有力地支持了電力系統的低碳化發展。

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此外,結合裝備“智”造的趨勢,電網和用戶端還將涌現出更多的數字化原生設備,這些“生來智能”的設備,可以在全生命周期范圍內,更好地適應電網和用戶端的數字化環境和要求。

“Digital+Green”的理念,還體現在更多的智能化和自動化流程,以及“軟件定義硬件”的趨勢。今后,依托遠程運維、自動監測、自診斷等功能的智能化操作流程將成為中壓電力設備的“標配”,大大解放用戶的時間和效率。此外,結合“軟件定義硬件”的趨勢,數字化平臺提供的新型工具和應用,可以依托大數據提供更強的分析、預測和決策輔助能力,助力“產消者”等新型用戶實現更優的經濟效益。

未來,施耐德電氣還將不斷向中國市場引入更多來自全球的低碳實踐,例如施耐德電氣與AutoGrid聯合開發的虛擬電廠VPP等應用,都有望在國內發揮更大的作用。與此同時,“Digital+Green”也在不斷加速賦能國內新型電力系統的轉型,例如,施耐德電氣應用于雄安新區的數字化+無六氟化硫中壓開關設備的軟硬件解決方案,就兼具了高品質設備、數字賦能、主動運維、軟硬件一體化等先進特征。

以“Digital+Green”引領的綠色“智變”,助推新型電力系統的“質變”,施耐德電氣愿與您一路同行,共創共贏,共同迎接更加安全高效、低碳清潔的美好未來。


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