


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”現代能源體係規劃》,再次強調了加快推動能源綠色低碳轉型、推動構建新型電力係統的要求。通過對新型電力係統的構建和落地,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,新型電力係統承載著能源轉型的曆史使命。 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,需求側則麵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、建築、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,關鍵在於兩個方麵的能力提升,我們稱之為“Digital+Green”,既ji數shu字zi化hua和he綠lv色se低di碳tan的de結jie合he。一yi方fang麵mian,需xu要yao提ti升sheng數shu字zi化hua在zai整zheng個ge電dian力li係xi統tong中zhong的de滲shen透tou率lv,依yi托tuo數shu字zi化hua技ji術shu帶dai來lai的de智zhi慧hui價jia值zhi,形xing成cheng以yi數shu據ju為wei核he心xin的de生sheng產chan要yao素su,推tui進jin能neng量liang流liu和he信xin息xi流liu的de深shen度du融rong合he,推tui動dong在zai電dian力li係xi統tong的de各ge個ge組zu成cheng部bu分fen、各個場景實現數字化轉型。另一方麵,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。
構建新型電力係統,帶來技術特征和運營模式“雙轉型”
那(na)麼(me),為(wei)何(he)施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)氣(qi)提(ti)倡(chang)以(yi)數(shu)字(zi)化(hua)和(he)綠(lv)色(se)低(di)碳(tan),作(zuo)為(wei)構(gou)建(jian)新(xin)型(xing)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)兩(liang)個(ge)關(guan)鍵(jian)要(yao)素(su)呢(ne)?推(tui)果(guo)求(qiu)因(yin),我(wo)們(men)不(bu)妨(fang)從(cong)新(xin)型(xing)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)關(guan)鍵(jian)特(te)征(zheng)和(he)本(ben)質(zhi)變(bian)化(hua)談(tan)起(qi)。
不難看到,國家能源局《“十四五”現代能源體係規劃》對新型電力係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,為麵向“適應新能源占比逐漸提高”的全麵轉型提供堅實基礎和廣闊空間。
在zai這zhe個ge轉zhuan型xing過guo程cheng中zhong,確que保bao能neng源yuan電dian力li安an全quan是shi基ji礎chu。建jian設she新xin型xing電dian力li係xi統tong,是shi在zai確que保bao能neng源yuan電dian力li安an全quan的de前qian提ti下xia,滿man足zu經jing濟ji社she會hui的de可ke持chi續xu發fa展zhan需xu要yao。在zai高gao比bi例li可ke再zai生sheng能neng源yuan接jie入ru與yu高gao比bi例li電dian力li電dian子zi設she備bei應ying用yong的de“雙高”情況下,保持並提升電力係統的安全可靠性和彈性尤其重要。
此ci外wai,加jia快kuai建jian設she新xin型xing電dian力li係xi統tong,完wan善shan適shi應ying可ke再zai生sheng能neng源yuan局ju域yu深shen度du利li用yong,加jia強qiang區qu域yu間jian的de電dian網wang安an全quan可ke靠kao運yun行xing,從cong局ju域yu到dao廣guang域yu提ti升sheng電dian網wang新xin能neng源yuan消xiao納na和he資zi源yuan配pei置zhi能neng力li,是shi實shi現xian能neng源yuan綠lv色se低di碳tan轉zhuan型xing的de關guan鍵jian。以yi新xin型xing電dian力li係xi統tong為wei基ji礎chu,建jian設she源yuan網wang荷he儲chu一yi體ti化hua、多能互補的綠色、智能電力係統,全麵提升彈性、靈活性和互聯互濟等關鍵能力。
落luo實shi到dao技ji術shu特te征zheng上shang,新xin型xing電dian力li係xi統tong的de電dian源yuan中zhong強qiang不bu確que定ding性xing以yi及ji弱ruo可ke控kong性xing出chu力li的de新xin能neng源yuan將jiang逐zhu步bu提ti高gao,運yun行xing和he調tiao度du呈cheng現xian出chu更geng強qiang的de非fei計ji劃hua性xing,需xu要yao更geng強qiang的de包bao含han交jiao直zhi、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,新型電力係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製,充分利用峰穀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係統的建設和運營,促進《“十四五”現代能源體係規劃》目標實現。
數字化技術是“雙轉型”的核心驅動力
麵對這樣的“雙轉型”,數字化正是推動電力係統實現“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。
一方麵,應對技術層麵的轉變要求,數字化技術可以把電力係統過去模糊的、不能測量的東西變得可見、可衡量,並提升效率,減少能源浪費。依托一係列功能豐富的應用,可以基於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,優化電力係統的效率和效能。
例如,施耐德電氣在電網側擁有以電力係統建模和仿真的領先軟件平台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、隔離和供電恢複、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、實時仿真分析等一係列解決方案。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 高級配電管理係統從規劃、運行到維護,為監測、控(kong)製(zhi)和(he)優(you)化(hua)配(pei)電(dian)網(wang)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)所(suo)需(xu)的(de)所(suo)有(you)角(jiao)色(se)提(ti)供(gong)共(gong)享(xiang)網(wang)絡(luo)模(mo)型(xing)和(he)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan),以(yi)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)提(ti)高(gao)電(dian)網(wang)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)彈(dan)性(xing),並(bing)提(ti)升(sheng)投(tou)資(zi)收(shou)益(yi),助(zhu)力(li)數(shu)字(zi)化(hua)城(cheng)市(shi)建(jian)設(she)。
lingyifangmian,yingduiyunyingmoshidezhuanbianyaoqiu,shuzihuajishuzekeyiguanchuandianlixitong,tigongwanzhengduandaoduanshengmingzhouqiyijiyuanchengfuwu,youhuagonggeicedaoxuqiuce,tishengxiaolv。zaijiejuefangancengmian,zeyiweizhejiyushuzihuapingtaitigonggengquanmianfengfu、更適應新型電力係統運行模式和商業模式的工具和應用。
在這方麵,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,助其在電力係統中的角色從單純的“用能者”轉變為“產消者”,並獲取更多的經濟效益。

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”願yuan景jing。例li如ru,國guo家jia電dian網wang浙zhe江jiang省sheng電dian力li有you限xian公gong司si旗qi下xia欣xin美mei電dian氣qi,通tong過guo施shi耐nai德de電dian氣qi提ti供gong的de以yi微wei網wang為wei核he心xin的de分fen布bu式shi能neng源yuan係xi統tong,以yi數shu字zi技ji術shu實shi現xian了le對dui屋wu頂ding光guang伏fu、儲能、柔性負荷的預測和優化控製,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,助推新型電力係統“質變”
構建新型電力係統,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,切實為新型電力係統賦能,並推動電網側和用電側實現數字化、低碳化轉型。
那麼,“Digital+Green”未來將在哪些方向上發揮引導力?首先是著眼於全生命周期的低碳“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,致力於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係xi列lie中zhong壓ya開kai關guan設she備bei,在zai設she計ji之zhi初chu就jiu秉bing持chi以yi幹gan燥zao空kong氣qi代dai替ti六liu氟fu化hua硫liu這zhe類lei溫wen室shi氣qi體ti的de低di碳tan理li念nian,避bi免mian了le設she備bei在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong可ke能neng存cun在zai的de強qiang溫wen室shi效xiao應ying氣qi體ti泄xie露lu和he回hui收shou問wen題ti;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模化使用,打造了業界領先的“碳中和工廠”,降低了設備製造過程中的碳足跡。這樣一來,產品從設計、生產製造、應用到回收的整個生命周期,都傳遞出低碳的價值,有力地支持了電力係統的低碳化發展。

此外,結合裝備“智”造的趨勢,電網和用戶端還將湧現出更多的數字化原生設備,這些“生來智能”的設備,可以在全生命周期範圍內,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。今後,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,數字化平台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係統的轉型,例如,施耐德電氣應用於雄安新區的數字化+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”,助推新型電力係統的“質變”,施耐德電氣願與您一路同行,共創共贏,共同迎接更加安全高效、低碳清潔的美好未來。