今年，全球性的氣候變化和國際危機事件使“能源話題”再次升溫，同時也將全球范圍內(nèi)的新能源發(fā)展推入快車道。在中國，基于“雙碳”承諾，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)正在加速變革，以風電、光伏為代表的新能源裝機量、發(fā)電量將逐步增加。預計到2030年，我國風電、太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電裝機規(guī)模將超過煤電成為第一大電源，2060年前新能源發(fā)電量占比有望超過50%。新能源的快速擴容帶來的機遇與挑戰(zhàn)并存，行業(yè)內(nèi)急需突破一系列基于新能源特點而出現(xiàn)的新挑戰(zhàn)。
系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，亟需數(shù)字化賦能的全生命周期方案
以太陽能發(fā)電、風電為代表的新能源發(fā)電具有天然的隨機性、波動性和間歇性特征，需要電力系統(tǒng)維持短時的功率平衡和長時限的電量平衡，給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來多重挑戰(zhàn)。
從電力供給端來看，隨著以風電、光伏為代表的新能源裝機滲透率的提升，由于風電存在白天低、晚上高的“逆負荷”特性，光伏存在白天有、晚上無的特性而無法保持穩(wěn)定出力，將極大地增加電網(wǎng)的穩(wěn)定性風險。在電網(wǎng)側(cè)，越來越多分布式新能源接入的配電網(wǎng)，也極大地考驗配電網(wǎng)的彈性。從電力需求端來看，我國電網(wǎng)負荷峰谷差逐年加大。隨著城市的發(fā)展、電氣化程度的加深，工業(yè)領(lǐng)域中的電能替代以及交通領(lǐng)域中電動汽車保有量的增加，都將打破原有的以工業(yè)和居民用電為主的相對穩(wěn)定的電能需求規(guī)律，這將進一步放大新能源接入對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的沖擊。
由此可見，新能源帶來的挑戰(zhàn)是貫穿源網(wǎng)荷儲全環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，而相關(guān)難題也是環(huán)環(huán)相扣且互相牽制的。因此，為應對挑戰(zhàn)，需要充分利用數(shù)字化技術(shù)，以覆蓋全生命周期的視角做全面布局，并深入每一環(huán)節(jié)，逐個突破關(guān)卡，最終實現(xiàn)聯(lián)動破局。
基于電力系統(tǒng)數(shù)字孿生能力，施耐德電氣面向新能源行業(yè)構(gòu)建了基于EcoStruxure™架構(gòu)與平臺，從規(guī)劃設(shè)計到建設(shè)再到運維的覆蓋全生命周期的方案，在助力新能源大規(guī)模開發(fā)和高水平消納的同時，能夠保障電力安全的可靠供應。方案融合了多項數(shù)字化技術(shù)，借助ETAP仿真分析軟件和EcoStruxure Microgrid Advisor微網(wǎng)能源顧問(EMA)等應用系統(tǒng)的能力延伸，完整覆蓋了企業(yè)從規(guī)劃設(shè)計到運營維護等全生命周期范圍內(nèi)的進階需求，幫助企業(yè)準確預測收益、平衡用電供需、實現(xiàn)儲能調(diào)度，在系統(tǒng)層面調(diào)優(yōu)運維，從而達成風光儲協(xié)同下的經(jīng)濟與效率最大化目標。
其中，ETAP智能數(shù)字孿生方案為新能源提供設(shè)計、運維全生命周期方案，通過電力仿真分析，提升設(shè)計的安全可靠合規(guī)，ETAP PPC電廠控制系統(tǒng)，確保電站安全合規(guī)。面對用戶側(cè)高比例新能源接入的綜合能源管理需求，EMA微網(wǎng)能源顧問通過對發(fā)電、負荷精準預測，離網(wǎng)切換的成熟控制邏輯及穩(wěn)定的邊緣控制能力，讓新能源資源可監(jiān)可控可優(yōu)化，實現(xiàn)“源-網(wǎng)-荷-儲”一體化穩(wěn)定、高效運行。
風光無限，安全、綠色是先決條件
新型電力系統(tǒng)對新能源發(fā)電系統(tǒng)的可靠性要求遠超以往，這就要求發(fā)電項目在運營中將安全作為第一要務 。一方面風機大型化以及海上風電施工成本高等特殊行業(yè)屬性，對電氣產(chǎn)品高性能和可靠性提出了更高的要求;另一方面，由于大型風光基地常建設(shè)在高海拔、海上、沙漠等地區(qū)，嚴苛環(huán)境下，再加上電氣設(shè)備對環(huán)境敏感，發(fā)電組件的性能和耐用性是承托新能源行業(yè)源頭動力的關(guān)鍵。此外，為解決新能源行業(yè)生產(chǎn)端的安全性挑戰(zhàn)，施耐德電氣針對風、光、儲等各類發(fā)電場景，提供不同的產(chǎn)品組合和解決方案。
延續(xù)一貫的產(chǎn)品品質(zhì)，施耐德電氣通過創(chuàng)新和敏捷的研發(fā)，向新能源行業(yè)提供安全耐用、高性能以及物有所值的元器件產(chǎn)品，有力保障新能源發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。以新一代TeSys F風電行業(yè)專用接觸器為例，施耐德電氣領(lǐng)先升級1140V高電壓，使專業(yè)接觸器產(chǎn)品可實現(xiàn)高海拔電壓不降容，同時還以極強的耐用性，通過惡劣環(huán)境中，鹽霧、震動、高低溫等嚴苛考驗，為各發(fā)電場景下的安全可靠運行構(gòu)建穩(wěn)定“基石”。而針對海上風電特殊的應用場景，施耐德電氣的MVS TA8系列1380V隔離開關(guān)，可承受高達30g的沖擊載荷，鹽霧標準達1級，腐蝕耐受到C4，適應海上嚴酷環(huán)境。
TeSys F風電行業(yè)專用接觸器
在清潔能源高速擴容，促進行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的同時，新能源電氣設(shè)備本身的“綠色”程度同樣重要。 作為可持續(xù)發(fā)展的倡導者、踐行者、賦能者，施耐德電氣基于自身在綠色制造領(lǐng)域的深厚優(yōu)勢，實現(xiàn)低碳的產(chǎn)品供應。秉承綠色設(shè)計理念，施耐德電氣在產(chǎn)品設(shè)計之初，就把節(jié)能低碳、提高資源循環(huán)利用率等理念和技術(shù)貫穿融合，不僅使產(chǎn)品滿足在功能和制造過程方面的可靠性，更提供了應用全生命周期分析問題的方法論。在產(chǎn)品層面大規(guī)模降低碳足跡，為客戶實現(xiàn)碳中和目標與可持續(xù)發(fā)展加倍賦能的同時，也向制造行業(yè)貢獻了綠色轉(zhuǎn)型的思路和成功樣本。
多維挑戰(zhàn)，生態(tài)創(chuàng)新是持續(xù)發(fā)展的永動力
“雙碳”目標下，新能源行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是多維度的，不僅要面臨減碳目標下的速度挑戰(zhàn)，還要面臨經(jīng)濟命題下的成本挑戰(zhàn)，更要考量能源變革中平衡需求與經(jīng)濟發(fā)展的社會挑戰(zhàn)。所以，行業(yè)需要以更開放的氛圍，打通產(chǎn)業(yè)中各環(huán)節(jié)的配合，并通過創(chuàng)新謀求突破。施耐德電氣通過聯(lián)合創(chuàng)新和敏捷開發(fā)，與明陽集團展開密切協(xié)作，共同推動創(chuàng)新技術(shù)落地。雙方于2021年3月簽署合作備忘錄，承諾在產(chǎn)品聯(lián)合研發(fā)、行業(yè)標準聯(lián)合制定以及業(yè)務新模式方面展開深度合作。在去年漂浮式海上風電項目合作中，僅半年內(nèi)，雙方就推出了MVS-T6海上風電專用空氣斷路器。該款斷路器產(chǎn)品不僅擁有全系列1140V/66kA高分斷能力，更采用特殊材質(zhì)工藝防腐，還通過了漂浮式海上風電各項嚴苛環(huán)境特殊試驗認證，性能領(lǐng)先業(yè)界，該產(chǎn)品的迅速問世，成功保障了海上風電設(shè)備的連續(xù)健康工作。
可持續(xù)不僅是企業(yè)的命題，更是行業(yè)的命題。施耐德電氣通過開放的合作模式，帶動產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，向行業(yè)貢獻創(chuàng)新生命力。而作為能源管理和自動化領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家，施耐德電氣也將通過可靠過硬的產(chǎn)品質(zhì)量和高效可行的數(shù)字化解決方案，在安全、高效、綠色的要點下，幫助新能源行業(yè)合作伙伴應對挑戰(zhàn)。在這樣豐富的籌備下，相信在未來，我們將在一條可持續(xù)的長久之路上，見證新能源行業(yè)的換擋加速，并共享行業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展成就。
