構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是我國電力系統(tǒng)建設(shè)的重要目標(biāo)。
新型電力系統(tǒng)主體多元化、電網(wǎng)形態(tài)復(fù)雜化、運行方式多樣化的特點愈發(fā)明顯，對電力系統(tǒng)安全、高效、優(yōu)化運行提出了更大挑戰(zhàn)。如何建立以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)？這已成為各界關(guān)注的重要課題之一。
今年6月，國家能源局也發(fā)布了《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》，為加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)制定了詳細(xì)的發(fā)展路線圖。
藍(lán)皮書中提到，作為推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)不僅需要深厚的專業(yè)與實踐積累，更需要極為領(lǐng)先的技術(shù)作為支撐。
針對該問題，？能見？與麒麟學(xué)院聯(lián)合施耐德電氣推出能源知識服務(wù)系列課“綠色能源管理”會客廳3.0系列第一期。
本期欄目結(jié)合施耐德電氣“走進(jìn)綠色先行者”系列主題活動，走進(jìn)清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院，邀請內(nèi)蒙古電力集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究有限責(zé)任公司董事長趙晨旭教授、清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院新能源電力系統(tǒng)分析與優(yōu)化研究所主管王湘博士、太湖新城集團(tuán)新城能源公司副總經(jīng)理黃莉、施耐德電氣綜能微網(wǎng)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人黃弘揚等眾專家相約成都。
圖片從左至右分別為：內(nèi)蒙古電力集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究有限責(zé)任公司董事長趙晨旭教授、清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院新能源電力系統(tǒng)分析與優(yōu)化研究所主管王湘博士、太湖新城集團(tuán)新城能源公司副總經(jīng)理黃莉、施耐德電氣綜能微網(wǎng)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人黃弘揚
活動圍繞“在未來的新型電力系統(tǒng)當(dāng)中，微電網(wǎng)與綜合能源管理處于什么樣的位置”、“微電網(wǎng)和綜合能源管理的推廣面臨哪些發(fā)展阻礙”、“在推進(jìn)微網(wǎng)建設(shè)和能源落地的場景層面，取得了哪些落地實踐”等議題進(jìn)行了討論。
10月9日，“綠色能源管理”會客廳3.0第一期把脈新型電力系統(tǒng)建設(shè)中的問題，聚焦優(yōu)化微電網(wǎng)建設(shè)和綜合能源管理，分享了實踐經(jīng)驗與解決方案。
近年來，在政策指引下，我國新能源占比不斷提高。2021年底，非化石能源裝機(jī)規(guī)模達(dá)11.2億千瓦，占比達(dá)到47％，首次超過煤電裝機(jī)規(guī)模（11.1億千瓦）。這是一個里程碑式的進(jìn)步。
然而，新能源的間歇性、隨機(jī)性、波動性特點決定，新能源占比的不斷提高將快速消耗電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源。而一旦新能源發(fā)電出現(xiàn)大規(guī)模處理降低或脫網(wǎng)，電力系統(tǒng)將面臨無電可調(diào)的尷尬境地。
另外一個問題是，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)要求電網(wǎng)從傳統(tǒng)單向輸電模式轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向互動模式，在實現(xiàn)高度智能化的同時，加強(qiáng)與其它能源系統(tǒng)的互聯(lián)互通。
因而，需求側(cè)企業(yè)亟需加大對新能源的投資與利用，積極與電網(wǎng)深度合作，利用電網(wǎng)資源降低運營成本、提高服務(wù)質(zhì)量，借助電網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢實現(xiàn)企業(yè)智能化升級。在此過程中，電網(wǎng)側(cè)進(jìn)行有效統(tǒng)籌協(xié)同，消費側(cè)推進(jìn)綜合能源管理成為兩大攻堅重點。
趙晨旭表示，微電網(wǎng)作為支撐分布式能源發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，為用戶提供多元化綠色能源供給，并作為有力補(bǔ)充，可緩解傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的諸多不足。綜合能源管理成為能源節(jié)約和減排的重要手段，助力企業(yè)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。這需要更多企業(yè)參與進(jìn)來，在打造經(jīng)濟(jì)、安全的電網(wǎng)的同時，重構(gòu)商業(yè)模式，實現(xiàn)減碳、清潔與商業(yè)效益的同步。
“在今天我們大規(guī)模的新能源建設(shè)，尤其是分布式新能源發(fā)展的背景下，微電網(wǎng)的需求不斷增多，并迎來快速發(fā)展期。比如農(nóng)村地區(qū)分布式光伏和整縣光伏的推進(jìn)，其本質(zhì)上是形成了一個微電網(wǎng)，農(nóng)村地區(qū)發(fā)展微電網(wǎng)還可以解決一些末端電網(wǎng)供電上的低電壓和可靠性問題。 ”王湘稱。
盡管如此，現(xiàn)在微電網(wǎng)和綜合能源管理尚未廣泛應(yīng)用，面臨著哪些發(fā)展的阻礙？王湘表示，目前，制約微電網(wǎng)發(fā)展的因素，一是微電網(wǎng)建設(shè)的產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善，二是在規(guī)劃方面也沒有形成一種規(guī)劃的范式標(biāo)準(zhǔn)。所以未來在微電網(wǎng)和綜合能源管理的建設(shè)上，可能需要根據(jù)各個地區(qū)不同的需求和相應(yīng)的資源稟賦，打造一些示范性工程項目。通過示范性工程項目，形成一些行業(yè)的共識，在這個過程當(dāng)中培養(yǎng)出一些引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的人才，多管齊下，逐步推動微電網(wǎng)的發(fā)展。
作為能源管理專家，施耐德電氣深耕電網(wǎng)領(lǐng)域，在國內(nèi)外市場都有著豐富的實踐經(jīng)驗。對于當(dāng)前微電網(wǎng)和綜合能源管理面臨的技術(shù)難題，施耐德電氣有專業(yè)的布局和解決方案。
黃弘揚介紹稱，在實際業(yè)務(wù)中，施耐德電氣發(fā)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)帶來很多變化。
用戶的角度來看，隨著用戶端新能源比例的提高，源網(wǎng)荷儲等電網(wǎng)各個元素隨之增多，對用戶端形成一系列挑戰(zhàn)，其最核心的，一是安全，二是經(jīng)濟(jì)性或者說效率。
以前，用戶并不需要考慮安全性的問題，更多是電網(wǎng)和設(shè)計院來負(fù)責(zé)整套系統(tǒng)，但在微電網(wǎng)場景里，在一個源網(wǎng)荷儲的多元系統(tǒng)中，除了設(shè)備安全，系統(tǒng)安全，還有很多全局安全和匹配性的問題需要考慮。我們看到一些客戶在實踐中，多個子系統(tǒng)之間的權(quán)責(zé)不清晰，背后就會有安全的隱患。所以我們強(qiáng)調(diào)，要從系統(tǒng)層面看微網(wǎng)或者綜合能源管理的應(yīng)用。
面對新能源接入帶來的諸多不確定性，數(shù)字化創(chuàng)新則成為推動變革的核心動力。比如，整個配電結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，需要通過數(shù)字孿生與仿真模擬，去重新匹配其安全性，再比如，很多用戶配備了光儲充風(fēng)等新能源設(shè)施，該如何保證安全和協(xié)調(diào)運行也是個問題。我們在開展業(yè)務(wù)中接到很多這種來自客戶的咨詢需求。
對于效率方面，黃弘揚表示，可挖掘的地方更多了。因為隨著用戶側(cè)“源網(wǎng)荷儲數(shù)碳”等元素的復(fù)雜交織，互相之間的協(xié)調(diào)和配合就需要進(jìn)行充分的考慮和精細(xì)化、一體化管理，再結(jié)合用戶場景的區(qū)別有針對性管理，例如，建筑和工廠場景的需求可能就是完全不一樣的。泛建筑場景的能耗主要來自于暖通，如何把暖通作為一個柔性空間融入整個建筑的源網(wǎng)荷儲就很關(guān)鍵；在工廠里，還要區(qū)分不同的工藝，這里面存在很大的優(yōu)化空間。所以新型電力系統(tǒng)不只是電力系統(tǒng)問題，更重要對用戶的使用場景有深入了解，站在用戶角度考慮，我們發(fā)現(xiàn)用戶面臨很多類似的新問題，這需要用我們更多的時間積累，用數(shù)字化的技術(shù)結(jié)合場景來滿足用戶的新需求。
江蘇省的無錫零碳燈塔制造示范園，是能源人參觀學(xué)習(xí)必到的“網(wǎng)紅打卡地”。
在施耐德電氣無錫工廠柔性生產(chǎn)線，每個工作臺都采取六邊形積木式的設(shè)計，整個產(chǎn)線以協(xié)作機(jī)器手為中心，向外連接不同功能的工作臺，布局如同蜂窩巢。借助5G網(wǎng)絡(luò)，可按業(yè)務(wù)需求快速調(diào)整生產(chǎn)布局、大幅提高生產(chǎn)柔性和資產(chǎn)利用率，產(chǎn)線調(diào)整時間從幾周縮短至一天甚至數(shù)小時，產(chǎn)品上市時間縮短25％。
最震撼人心的是，通過綜合能源利用和管理，該工廠在確保系統(tǒng)100％安全可靠運行的前提下，實現(xiàn)了100％綠電消費。工廠運營階段平均度電成本降低了7％，減少了基礎(chǔ)設(shè)施投資500萬元，年生產(chǎn)效率提升了14％……為促進(jìn)用戶側(cè)綜合能源利用與可持續(xù)發(fā)展樹立了燈塔和路標(biāo)。
是什么讓施耐德電氣跨越式樹立了碳中和的標(biāo)桿？
事實上，該園區(qū)創(chuàng)新性地引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過數(shù)字孿生技術(shù)建立動態(tài)能源模型，同時部署基于EcoStruxure架構(gòu)的端到端能源管理解決方案，優(yōu)化控制高能耗流程；其中EcoStruxure微網(wǎng)能源顧問，基于智能AI算法大幅度提升了能源調(diào)度的性能，提升了對能源消費和本地生產(chǎn)的預(yù)測能力。
這只是施耐德電氣諸多案例的一個折射。施耐德電氣借助自身在全球的碳中和經(jīng)驗，正在各行各業(yè)發(fā)力，為行業(yè)提供在可持續(xù)發(fā)展方面的專業(yè)支持。
比如，在樓宇方面，施耐德電氣的微網(wǎng)解決方案同樣有著優(yōu)秀表現(xiàn)。坐落于上海市的傅雷圖書館，建筑面積5500平方米，館藏10萬多冊。作為雙碳改造試點項目，該圖書館在當(dāng)?shù)卣闹С窒峦瓿闪穗p碳改造工程，并獲評成為全球首座LEED凈零碳認(rèn)證圖書館，目標(biāo)于2060年最終實現(xiàn)碳中和。
在本項目中，施耐德電氣攜手固特安能捷低碳科技有限公司，為傅雷圖書館引入微網(wǎng)解決方案，通過EcoStruxure微網(wǎng)能源顧問（下稱“EMA”）實現(xiàn)對建筑內(nèi)光伏、儲能、充電樁與其他用能設(shè)備的有序管理，降低能耗與用能成本。通過EMA對建筑內(nèi)所有能源設(shè)備的管理升級，該圖書館實現(xiàn)對用能設(shè)備的智能管控，以及對綜合能源的可監(jiān)、可控、可優(yōu)化。在保證其全年365天開放至凌晨的同時，大幅降低建筑用電成本，提高整體能效，達(dá)到100％綠電供應(yīng)。目前，該圖書館已作為當(dāng)?shù)氐氖鬃闾冀ㄖ蔀樾碌貥?biāo)。
而在零碳園區(qū)的建設(shè)實踐中，施耐德電氣與歐瑞府以及德國能源署率先為全球做出表率。曾經(jīng)是廢棄煤氣站，經(jīng)過改造如今已成為歐瑞府園區(qū)，成為成歐洲第一、世界領(lǐng)先的零碳園區(qū)。園區(qū)占地5.5公頃，有150家創(chuàng)新型企業(yè)、近3500人入駐，自2014年建成以來，穩(wěn)達(dá)德國與歐盟的2050氣候目標(biāo)，并且驗證了經(jīng)濟(jì)的可行性，為全世界零碳園區(qū)打造了標(biāo)桿。
太湖新城集團(tuán)新城能源公司成立已兩年。太湖新城集團(tuán)在城市建設(shè)方面打造了很多綠色、低碳、宜居的標(biāo)桿案例，在推進(jìn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中積累了豐富的經(jīng)驗，而新城能源又是新城集團(tuán)旗下唯一的能源管理平臺。
作為親歷者，黃莉稱，能源綠色化、低碳化是我國能源轉(zhuǎn)型及全球發(fā)展的大趨勢。無論是國家戰(zhàn)略層面，還是各方需求層面，要實現(xiàn)“雙碳”的更快落地，微網(wǎng)是其中關(guān)鍵一環(huán)。
太湖新城集團(tuán)新城能源公司聚焦零碳技術(shù)、低碳手段，在全國范圍內(nèi)落地八大項目，涉及到新型電力系統(tǒng)站網(wǎng)互動示范中心、企業(yè)綜合能源站、零碳場館、商超充電站等多元化場景。通過頂層設(shè)計先行，與用戶共同策劃，站在用戶角度規(guī)劃、開發(fā)與整體建設(shè)，真正實現(xiàn)為用戶提供能源綜合管理服務(wù)。
未來，針對新型電力系統(tǒng)建設(shè)，施耐德電氣將多方賦能。
通過低碳化及數(shù)字化手段，施耐德電氣以技術(shù)創(chuàng)新為推手，將在其整個能源管理過程中，為合作伙伴實現(xiàn)零碳目標(biāo)。這是包括中國在內(nèi)的全球綠色發(fā)展的大勢所趨，也是中國各個行業(yè)綠色低碳和數(shù)字化“雙轉(zhuǎn)型”的需要。
責(zé)任編輯： 江曉蓓
標(biāo)簽：施耐德電氣
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