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拥抱数字时代 电力开启二次技术革命


来源:乐橙国际 | 时间:2018-11-04

  当前,人类正进入一个数字互联互通的世界,这个世界最重要的就是“永不停机”。我们设想一下这个未来世界:电力成本低、二氧化碳排放量很低、电价便宜并且可再生、企业管理高效且盈利……显然,这一切都对电网提出了严峻挑战。

  随着全球能源数字化转型的深入,最关键的中心环节——电力,继推动第二次工业革命后,再次迎来了二次技术革命。当前,各方争先恐后推出智能电网转型计划,但转型绝非易事,在数字化转型的浪潮下,配电企业必须慎之又慎。因为这个过程,不仅涉及网络的规划设计和基础设施的改造升级,还涉及到非常复杂的法规和运营环境。

  面对能源世界的这场变革,作为全球能效管理和自动化领域数字化转型的领导者,施耐德电气认为未来能源世界将是一个更加电气化的世界,会呈现出更加分散化、低碳化和数字化的特征,即“3D+E”的新趋势。近日,施耐德电气中国区高级副总裁、能源事业部负责人徐韶峰接受了媒体的采访,在解读了“3D+E”趋势的同时,结合自身业务进一步介绍了施耐德电气的数字化转型战略及具体实践。

  施耐德电气提出的“3D+E”趋势,也就是更加的数字化(Digitized)、分散化(Decentralized)、低碳化(Decarbonized)和电气化(Electric)。具体理解为,随着未来社会城镇化、工业化和数字化程度的加深,能源的消耗会越来越大。但同时,人们对美好生活的向往要求我们的世界更加绿色、低碳化。此外,数字化将大行其道,数字化和能源的发展犹如一枚硬币的两面互相依存。同时,能源的生产形式将更加丰富,分布式能源将进入发展的快车道。

  “这些趋势都是以电能为基础的,没有电,其他的可能都无从谈起。”徐韶峰表示,站在电气化的角度,未来的电网将更加的高效、广泛互联、灵活互动,更加柔性,未来的电网有可能也会像一个大的IT系统一样,更易于扩展。未来的电网将基于云计算架构下大的数据梳理系统,对广域和分散的数据进行集中的数据处理和分析。

  徐韶峰自2002年加入施耐德电气,亲身见证了施耐德电气中国本土化的进程。施耐德电气于1836年由施耐德兄弟建立,从钢铁制造业起家,发展为全球能效管理领域的领导者,为100多个国家的能源及基础设施、工业、数据中心及网络、楼宇和住宅市场提供整体解决方案。

  去年,施耐德电气提出两个转型——“数字化领导者”与“行业应用专家”,并推出新一代的EcoStruxure架构与平台,分别面向楼宇、基础设施、工业和数据中心市场提供开放及可互操作的系统架构,推动从互联互通的产品到边缘控制,再到应用、分析与服务三个层面的全面创新。

  其中,EcoStruxure电网(即EcoStruxure Grid)作为专门面向配电的开放且安全的架构,通过收集和管理丰富数据,并实现更高等级的资产管理、电网运营和电网灵活性,响应能源新世界“3D+E”的发展趋势,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。

  “整体来讲,升级后的EcoStruxure电网架构,进行了全系列产品数字化的互联互通,边缘控制,应用、分析与服务三个层面的创新,帮助配电企业收集和管理丰富数据,实现更高等级的资产管理、电网运营和电网灵活性,助力配电企业加速数字化转型,拥抱能源新世界。”在徐韶峰看来,在“3D+E”的趋势下,数字化、电气化是相互依存的,这给行业提供了机会,包括施耐德电气本身。而助力建设数字化的电网也成为施耐德电气的使命。

  从思想到技术,到产品和方案的落地,再到后期建立模型通过算法深挖数据背后的能力为客户提高效益,这是徐韶峰近两年来的工作重心。

  结合能源事业部的特点,徐韶峰工作的侧重点就是在中压配电领域,大到包括配网、智能电网,小到数字化产品形成完善的全系列产品链。

  徐韶峰认为,目前整个的行业面临着从数据的采集到分析阶段的挑战。利用施耐德电气EcoStruxure电网架构举例来具体说明,互联互通的产品是EcoStruxure电网架构的基础,将行业和自身多年的累积数据信息进行采集汇总。其中,如何深挖数据背后蕴藏的巨大能量是关键。如果数据背后的能量得以释放,将助力社会的整体运营效率。

  为什么EcoStruxure电网架构能做到这些?徐韶峰说,EcoStruxure电网嵌入了新的技术优势,包括移动技术、传感技术、云技术、大数据分析技术,实现情景感知和对未来的预判。“实现数字化需要通过计算能力,尤其是边缘计算能力,使我们的用能过程更精准、更高效。”

  EcoStruxure电网架构的基层是数字化互联互通的产品,进行数据的分析采集;在边缘控制层,上至配电网的中高压变电站,下到电表,覆盖电网的各个级别的边缘控制软件通过进行实时监测和控制,帮助配电系统运营者实现更加安全、可靠、高效的电网基础设施运营;第三层应用、分析与服务。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。

  事实上,早在20年前,施耐德电气就曾提出透明工厂的概念。到现在EcoStruxure电网架构,可以满足配电企业对电网可靠性、灵活性、数字化及供电质量的需求。

  “挖掘数字化背后的逻辑和巨大潜力,是手段而不是目的。”徐韶峰表示,目前,公司大力推进全系列产品的数字化升级,目的就是使施耐德电气EcoStruxure电网架构变得更智能。

  举例来说,全新的Smart PIX系列智能中压盘柜集成了最新的电动操作、顺序控制、智能化保护、全方位在线状态监测的数字化功能,大幅度提升中压盘柜的资产性能和抗风险能力,不仅可实现数字化,还可使操作更简便,并确保人身安全。

  去年推出的Easergy P3系列继电保护装置,是其首款将馈线、电机和变压器保护功能集于一体的继电保护装置,以灵活简化的配电网管理和全面的数字化体验,为客户节省运维时间和成本,提供关键资产和人员安全保护。

  电能,包含发电、输电、配电、用电等环节。从我国能源目前的构成来看,在发电和输电环节已经比较成熟了。未来,加大配网建设发展,尤其是智能配网建设的发展成为趋势。

  近年来,我国也出台了很多的政策来支持行业的数字化发展,包括《能源发展“十三五”规划》、《电力发展“十三五”规划》、《打赢蓝天保卫战三年行动计划》、“建设世界一流城市配电网”计划等,其中都提到用电能替代煤、油。

  “我们发现配电环节还有提升的空间和机会,加大智能配网使配网更可靠、安全,更加有自愈性,更加友好互动。目的是更好地服务于用户,响应需求侧。”徐韶峰打了个比方,电网就像高速公路一样,都是有容量的,当需求非常集中的时候,路的输送能力取决于响应的速度和能力。对于电网架构来说,在需求响应上还有进一步提升的空间。

  他进一步说,需求响应有两点比较重要:响应的速度和响应的能力。“在这种情况下,电网的‘通道’可能还需要提高。因此我们借助数字化的手段进行“通道”的优化和改进,也需要加强配网的架构。”

  这个过程,施耐德电气能做什么?徐韶峰介绍,新一代的EcoStruxure电网架构,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,可以支持电网在灵活性、智能性包括后期的精益化运维做进一步提升,同时也将进一步提升电力企业的资产运营效率,解决电网问题。同时,它具有可靠性、灵活性、安全性,还有自愈性和友好的特点。从运行的角度讲,自愈解决的最大问题是供电的快速响应速度,以及提高供电可靠性,通过施耐德电气的产品和技术在极短的时间内把故障清除,恢复供电,把故障限制在最小的范围内。

  在徐韶峰看来,这几年电网需求侧的变化非常大,无论是从化石能源向可再生、清洁能源的转变,还是电动汽车和电能替代,能源消耗的方式日新月异,加之能源消耗的提高,需求侧变得更加复杂。“未来,电力需求增长速度比能源需求增幅快2倍,我们的世界将变得更加电气化。”

  在此情况下,催生了一种能源消费者的新形态——能源“产消者”,它既是能源的消费者,也是能源的生产者。这对传统电网的响应速度和信息的双向传输,都提出了新的挑战。但这个挑战对施耐德电气来讲也是机会。

  施耐德电气正在思考如何从企业和行业的角度,助力客户转型为能源“产消者”。EcoStruxure电网的三层架构就是最好的体现。其中第三层应用、分析与服务层中包含微电网管理顾问系统,资产顾问系统,先进配网管理系统,智能计量系统,可在运营方面减少人为的错误,优化用户运营效率。

  举例来说,除了软件系统之外,施耐德电气的明星产品Easergy T300,馈线自动化远程终端设备(DTU),用于监测和控制中低压电网,并支持多种应用,以实现配电网的自动化并解决日益增多的分布式发电集成问题,体现了我们在对接控制上更充分地考虑到了电网需求侧的变化。

  如徐韶峰所言,“总体上看,这是一个乐观的阶段,但需要有一个过程,就像配售电改革一样。施耐德电气将以数字化产品夯实配电转型基础,不断进行创新实践,并携手行业共同打造生态圈,拥抱电力未来。”

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