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创新赋能 施耐德电气助力打造世界一流城市配电网

北极星输配电网  来源:北极星电力网  作者:爱筱歆  2018/11/8 13:55:21  我要投稿  

北极星输配电网讯:《电力发展“十三五”规划》中指出:“升级改造配电网,推进智能电网建设。全面提升电力系统的智能化水平,提高电网接纳和优化配置多种能源的能力;积极发展分布式发电,鼓励能源就近高效利用;实施电能替代,优化能源消费结构。”当前,电力行业呈现分散化、数字化与低碳化特征,更加电气化的时代正在到来。电能的需求与能源需求与过去相比增长了2倍,83%的新增电能将来自可再生能源。人类面临着严峻的能效平衡挑战,电力供应需求日趋迫切,而数字化正在成为解决问题关键所在。因此,电网与配电技术的数字化创新正在成为电力行业关注的焦点。

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2018 EP China上,北极星电力网也有幸与施耐德电气能源事业部战略与市场副总裁张宗明先生一起探讨行业热点技术,对电网数字化应用等热点技术进行了解读。

以创新赋能配网数字化

随着社会对电力需求持续增加,用电侧的需求也愈渐复杂。对电能可靠性、质量的要求越来越高,这也对配电网建设提出了更高要求。过去,我国在建设主网的过程中邀请世界各地的专家来共同探讨电网建设,成就了如今中国世界级成熟输电网的建设。而与发电和输电的主网相比,配网当中的一些概念都是国内独有的,例如小区的概念,这些特有情况会影响到配电网架构,因此施耐德电气能源事业部战略与市场副总裁张宗明先生认为配网当中的问题更多是管理问题,其建设还留存有很大的提升空间。

目前,国家电网提出了“建设世界一流城市配电网”的战略与规划。而根据如今电力发展的要求,建设一流城市配电网,首先需要解决两个问题。一是需保证供电稳定性与可靠率,如供电可靠率达到99.999%或者一年平均的停电时长很少,进而实现“零停电”、“零闪动”。二是需保证供电高效性。过去20年里,我国对一流的定义聚焦于可靠率,这便导致所建设的配网架构可能存在高度冗余。但是,实现一流配电网建设,不但要再提升配网的既有可靠性,更要在高效性上实现质的提升,如提高资产利用率。

如何打造高可靠性、高效配网?施耐德电气能源事业部战略与市场副总裁张宗明先生表示:“首先,需要重设配网架构,这需要综合考虑成本、可靠性等等多种因素。如果采用开环架构虽然获得低廉的成本的优势,但可靠度可能还需要提升;而采用闭环架构配电网,可靠性虽得以提高,但也需付出相应更高的成本。”

其次,需要提升运营效率,张宗明表示,即借助“大智物移云”解决过去配电网的历史遗留问题。他指出,过去在电力企业,如需完成合分闸、倒闸的工作时经三人彼此协同15-16道程序才能实现,避免有人误操作,整体大概需要20到30分钟。而如今随着配电系统智能化和数字化技术的发展,可利用自动化技术实现运营高效性,同时还能够保证人员安全。

针对实现建成一流城市配电网对于配电系统数字化能力以及对于配电设备和产品的数字化需求,施耐德电气升级了基于物联网的EcoStruxure™电网架构,通过其中覆盖的互联互通的产品,将这些软、硬件产品部署于配电网络中实现以“物联”而通“智”。升级后在新能源使用和消纳以及对于需求侧的响应方面都做了充分的考虑,推进电网数字化进程,实现更高等级的资产管理,并提升电网运营效率与灵活性。

电网的数字化迎来蓬勃之势,更加电气化的时代已经到来。施耐德电气能源事业部战略与市场副总裁张宗明先生表示:“施耐德电气也在积极进行数字化转型,大部分企业在做数字化产品,但只有很少数企业在做真正意义上的数字化转型。那转型跟产品的差别是什么?数字化转型核心目标围绕几点:第一是在商务模式与创新的互联互通。第二,将数字化纳入全盘的战略考量。第三点是最大程度的实现数字化功能技术及数据的全利用。”

施耐德电气对自己的定位是未来所有的电力企业,面临数字化转型、能源转型时,可以助力客户流程再造、提高效率,助力企业在商务模式战略和创新上提供更高的高度跟价值。面对一流城市配电网对于可靠性、灵活性、数字化的更高需求,施耐德电气一直在全盘考量实现信息技术(IT)+运营技术(OT)的融合。EcoStruxure电网 (EcoStruxure Grid)通过设备的互联互通,以实现更智能的运营,推动由互联互通的产品,到边缘控制,以及应用、分析与服务三个层面的创新,帮助配电领域创造更高效运营,优化资产管理,加速数字化转型。

紧抓能源转型发力分布式配电网

当前,世界能源格局深刻调整,新一轮能源革命蓬勃兴起,应对全球气候变化刻不容缓。10月6日联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在韩国仁川批准了《IPCC全球升温1.5℃特别报告》,强调了将全球变暖限制在比工业革命前高1.5℃而不是2℃。这一要求也将推动非常规油气、低碳能源、可再生能源、安全先进核能等一大批新兴能源技术更为深入地改变传统能源格局。张宗明将这种趋势总结为3D+E趋势,即更加电气化(Electric)的时代,分散化(Decentralized)和低碳化(Decarbonized)机遇,以及采用更为数字化(Digitized)的运维管理方式来提升效率。

分布式发电的接入改变了配电网原先单一、辐射状的网络结构,对配电网规划、电能质量、继电保护和可靠性等都产生了很大的影响。再此大背景下,保证可持续发展的唯一途径就是构建一个全新的能源生态系统。而微电网成功的解决了分布式等可再生能源大规模接入电网所带来问题。

微电网在推动可再生能源发展、助力国家能源转型和电力体制改革方面,担当了十分重要的角色。施耐德电气作为微电网领域的先行者,致力于数字化技术的应用,使分布式能源围绕共同目标进行协作,并帮助运营方制定可优化互联系统的运营和管理的分析战略,缓解双向电力系统的设计局限,从而实现微电网效益最大化。即通过高效分布式能源集成,实现对微电网灵活控制,只有把握住前瞻的趋势才能成为行业的领头羊。在需求侧,未来的用户不仅是能源的使用者,同时也是能源的生产者。这需要互联互通的消费者生态系统,并通过强大的区域控制和软件能力管理高峰用电需求、实现可再生能源可变性及战略储备管理。

微电网通过对安全和可靠的运营、分布式能源控制以及优化能源控制等方面的技术完善,从而达到通过高效分布式能源集成以及灵活的控制,以符合经济、低碳、安全等全球能源转型的期望。作为全球能效管理与自动化领域数字化转型的领导者,施耐德电气在分布式能源及微电网领域拥有丰富的洞察与实践并通过持续研发投入,推动分布式能源及微电网在本地市场的技术发展与模式创新。

美国市场研究机构Navigant Research日前发布的报告显示,截至今年第二季度,全球已跟踪微电网项目数量达到2134个,累计产能达到24.98GW,包括正在开发中,拟议的微电网容量和239个新项目,累计增加产能959.7GW。预计到2027年全球微电网市场规模将达到309亿美元。但是想要推动微电网的快速大规模的实现,还需要使用新的工具和精确的方法来确定微电网的参数,进行具体设计计算,并针对高效实施展开研究。EcoStruxure电网的第三层架构中的微电网管理顾问,正是对这一趋势的解决之道。其将为电力企业、售电公司进行分布式能源的优化整合、负荷塑形参与需求侧电力市场交易(支持openADR协议),改善能源结构,优化成本,实现更高等级的资产管理、电网运营和电网灵活性,是新一代售电公司配网运行的有效平台。施耐德电气致力以定制化先进微电网解决方案,助力能源结构调整,并以更加清晰的专业化实施路线图,助于数字化和信息化浪潮下的能源行业变革的稳步前行。

施耐德电气在微电网领域拥有很多实践,以美国康涅狄格州米尔福德市设计和建造先进微电网为例。依托EcoStruxure电网(即EcoStruxureGrid)架构,旨在通过互联互通的产品、边缘控制,在应用、分析与服务系统通过如微电网管理顾问等应用,不但可以帮助系统更好地提高分布式能源的接入,更可以借助分析以及专家技术的数字化服务为配网提供电网运行辅助/增值服务。可靠性、灵活性、安全性和自愈性正是升级后EcoStruxure电网(EcoStruxure Grid)架构的主要特点。微电网容量小、稳定性好、灵活性强、适应电网性强、能提高故障时电压及频率的稳定性。同时微电网拥有自我管理和自我控制的特征,既可并网又可独立运行,与电网可实现双向能量灵活交换。微电网自身的诸多天然优势、创新技术的发展,以及政策利好等一系列因素正在为其发展创造机遇,相信在不久的将来必会迎来新的爆发点。

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