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施耐德电气任婧:技术创新的三大法宝打破能源绿色转型之困 
(发布日期:2022-8-10 12:53:11) 来源:施耐德电气
 

节能减排已成为全球共识。随着中国正式公布实现“双碳”目标的时间表,各级地方政府、行业主管部门密集出台了相关监管政策,无数企业也随之感受到了前所未有的“绿色生存”压力。

国际能源署(IEA)预计,到2050年,全球化石能源发电装机占总装机的比重从2018年的60%降至20%,可再生能源发电装机占比有望超过75%。“不断提升非化石能源在一次能源消费中占比”既是全球共识,也是中国实现“双碳”目标的重要路径,而非化石能源消费的最主要形式是由非化石能源转化而成的清洁电力。可以预见,在未来中国低碳转型的进程中,清洁电力将扮演重要角色。

在能源行业深耕了近20年的施耐德电气高级副总裁、能源管理低压业务中国区负责人任婧认为,清洁电力是能源脱碳的核心,一个可以适配新能源为主体的新型电力系统亟待破茧。

施耐德电气高级副总裁、能源管理低压业务中国区负责人任婧

与之相关的是,2021年3月15日,中央财经委第九次会议首次提出了“新型电力系统”的概念。一年多来,“构建新型电力系统”日益成为各社会相关方的共同愿景和行动指南。

传统电力系统转型遭遇破立两难

眼下,基于“双碳”目标和构建“新型电力系统”的共识,全国各地各级企业纷纷在提升能源效率和能源管理水平展开积极部署。在任婧看来,构建“新型电力系统”的本质,是要促进能源结构转型和新能源在各行业、各场景间的大规模接入及高效利用。

但能源结构的转向和新能源加速替代并非易事。由于新能源普遍具有波动性和随机性的特点,其大规模开发、高比例并网,对于传统的“源随荷动”运行模式来说始终是个棘手的难题。从电力供给端来说,以光伏、风电为代表的分布式能源接入后,用电负荷的预测准确度大幅下降,新能源固有的波动性和随机性极大增加了电网的稳定性风险;从电力需求侧,随着城市发展、电气化程度加深,电网负荷峰谷差逐年加大,原有的相对稳定的电能需求规律正在被打破,其对电力系统稳定性的冲击必然会成为新常态。


既要大力推进能源结构向新而生,又要跨越直面新型系统的运行路障,究竟该如何破解这个“两难”的现实命题呢?任婧认为,科学构建一个清洁低碳、安全高效的以新能源为主体的新型电力系统,应作为破题的核心步骤,其中,数字化是构建新型电力系统的关键所在。

为新型电力系统加装数字化引擎

如果说“自动化+数字化”是“工业4.0”的显著特征,那么“电气化+数字化”便是“电力4.0”的题中之义。“对于电力行业来说,数字化是重要趋势。”根据国网上海能源互联网研究院技术研发总监吴鸣的理解,以数字孪生、可视化为代表的数字化技术可以大幅提升配电网的运行品质和管理水平,未来的电力交易环节也需要数字化技术来支撑。


任婧认为,数字化和电气化大规模融合,必将催生一个电力新世界。以新能源为主体的新型电力系统需要大量的信息采集和运行分析,以确保电网的安全稳定和可靠供电;一旦人工智能、云计算、5G等数字化技术能在发、输、变、配、用、储等各个环节实现全方位应用,势必加速推动电力系统的数字化转型。

早在2021年,施耐德电气凭借对市场深厚的洞察、前沿的专业知识、创新的技术与敏捷的开发能力,前瞻地提出了“绿色能源管理”的理念,并拿出了一套完整的解决方案。“电力关联着碳排放,碳排放关联着能源消耗,这些要素只有数据化了才谈得上科学管理。而数字化是施耐德电气的理念和思维模式,它已经成为施耐德电气非常关键的一个核心竞争力。”任婧对电气化与数字化的融合趋势和市场机会有着清晰的洞见。

其一,数字化技术助力保障电力安全。保障电网安全的过程是一个动态发现缺陷和盲区的过程,如果没有先进的数智化技术和具体的数字化参数,是无法拿出行之有效的改进计划的。而且,对传统电力设备进行数字化升级,应该是在整个生命周期和项目流程内,采用“数字化原生设计”的设备,这样才能更好地响应数字化环境下各种应用场景的需求。

据了解,在施耐德电气的“工具箱”中,输电线路智能巡视技术、智能变电站技术、智能配电站、微电网、智能网关都能助力企业实现智能化运维,而智能化的资产运维技术则能提升电网防范安全风险的能力。

其二,数字化技术提升用能的灵活性与可靠性。传统的电力体系具有“源随荷动”的特点,对电力调度具有高度的依赖性,而在深度电气化的趋势下,电力的供需随机性、互动性大大提高,源网荷储各个环节相互耦合并深度互动。

其三,数字化技术动态优化能效管理水平。数字化动态技术能让每个环节无形的能源的使用和表现透明可见,有效地发现系统的风险和冗余,从而优化构架提高能源利用率,最终助力企业实现业务目标和双碳目标双赢。

关键性技术创新的三大法宝

施耐德电气商业价值研究院新近发布的《绿色之径——新型电力系统行业洞察》前瞻性地指出:“一个个拥有多种形式分布式能源、储能基础设施、柔性智能配电网络和可观可控负荷的源网荷储一体化的微型电力生态系统”将会大行其道。

建立上述“微型电力生态系统”,需要强大的数字化终端设备、绿色能源管理体系和新型电力电子技术去联合赋能。一位业内人士在受访时介绍,在“双碳”和“新型电力系统”双概念的助推下,社会资本都在急切找寻兼具二者优势的行业“独角兽”,国内外不少企业都在朝着“电气化+数字化”的方向进行产品跌代和技术创新。但实际上,不论是做“源网荷储”还是做“光储直柔”,几乎没有一家能把所有环节做全做精。

任婧也持有相近的观点。在她看来,任何企业要吃透“电气化+数字化”这个“链条”,除须具备完整的产品矩阵外,还须具备强大的技术创新力。施耐德电气独到的三位一体的“关键创新力”,是让其产品和服务在过去二三十年间无处不在、并能持久占据行业鳌头的致胜法宝。


法宝之一,是以“创新产品”来响应市场需求的实力。进入中国35年来,施耐德电气已在全国建立起了广泛的产品销售体系,构建起软硬件全覆盖的数字化研发创新体系。2018年更是在中国市场开始转向“多中心”(multi-hub)模式,通过在国内建立集技术、研发、销售支持为一体的中国创新中心,更加贴合本地用户需求。“多中心”模式不仅为施耐德电气积累了多样化的应用场景和经验,快速变化的中国市场也训练了企业自身的反应速度。

任婧介绍,正是基于对研发的高度重视和持续投入,施耐德电气得以持续为市场提供绿色化、智能化、数字化的创新产品,通过材质、设计、结构等层面的创新,为客户带来安全、可靠、绿色、环保的用户体验。2021年,施耐德电气推出的TeSys Giga系列电动机控制与保护产品,不仅能够提醒客户设备老化的情况,而且将传统的整机替换变成仅替换触头单元,以最小化的零部件更换方式大幅减少客户设备层面的碳足迹,并采用“全模块化、全数字化、全智能化”设计,帮助用户缩短50%的机器上市时间,提升选型设计阶段效率50%,并降低宕机概率50%以上,为客户带来极简体验。

法宝之二,是以“软件端到端”来赋能行业的数字化。数字化的本质其实是流程的管理,“端到端的软件”不应仅仅是一个简单的SaaS软件,其背后是基于对行业、对场景、对需求的长期观察和深度理解。据任婧介绍,施耐德电气所倡导的“敏捷开发”“联合开发”,都是建立在开放式、拥抱客户、跟着需求变化而变化基础上的,并且是迭代式的、低量多种类的开发,“谁能做到比行业更懂行业,谁才谈得上有能力为行业的双碳和数字化转型赋能。”

在能源管理领域,施耐德电气自身研发的智能配电系统软件连同电气设计领域的IGE+XAO,电力设施仿真分析领域的ETAP,在建筑6D BIM领域的RIB等软件,为各行业提供数字化综合能源管理解决方案,实现了能源端到端的管理。

法宝之三,是以“源网荷储一体化”助力企业加速兑现碳中和的能力。随着新型电力系统和数字能源生态体系的不断推进,越来越多的微网、能源产消者、源网荷储的交叉一体化需要更加智慧的控制。任婧认为,提高能源使用效率与管理水平是实现“双碳”目标的推进器,而清洁电气化和数字化是这个推进器的两大关键动力,供需两侧企业需要在数字化创新应用、提升能源效率和管理水平等方面进行更加积极主动的部署。

比如,施耐德电气为浙江欣美电气打造了以微电网为核心的分布式能源系统,以数字技术实现对屋顶光伏、储能、柔性负荷的预测和优化控制,实现以电为中心“多能互补”的功能,既经济又绿色。通过这一项目,欣美电气2020年新能源发电量年度增长146%、年度新能源渗透率提高至70%、年度电费总支出节省30%以上,率先获得浙江省企业首张“碳中和”证书,也为实现“绿色工业园区”及未来“零碳工业园区”打下了基础。

面对日益精细化与多样化的减碳需求,单凭一家企业的能力很难快速响应市场。这就要求通过联合创新机制,强化生态圈“联合共创”。为此,施耐德电气于2021年,联合宁德时代、星星充电、清华四川能源互联网研究院、落基山研究所等机构,共同发起面向科创企业的“绿色能源管理创赢计划”,并与明阳集团、宁德时代等企业展开“联合创新”,通过与生态伙伴保持密切协作,共同推动创新技术落地。

值得关注的是,与明阳集团的合作还是施耐德电气进行敏捷开发的重要实践。任婧介绍,海上风电是潜力巨大的绿色能源,施耐德电气于2021年3月与明阳集团签署合作备忘录,承诺共同进行产品联合研发、联合制定行业标准以及在业务新模式方面展开深度合作。在去年漂浮式海上风电项目的合作中,施耐德电气在半年内就推出了 MVS-T6 海上风电专用空气断路器。这款断路器不仅拥有全系列1140V/66kA高分断能力,更采用特殊材质工艺防腐,顺利通过了漂浮式海上风电各项严苛环境特殊试验认证,性能优于业界。该产品的迅速问世,也成功保障了海上风电设备的连续健康工作。

今年,施耐德电气又新发布“可持续发展合作伙伴计划”,着力为合作伙伴提供简单便捷的产品解决方案、开放协作的支持性生态系统,以及共同分享丰富的数字化知识与实践技能。




 

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