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2020OEM机械设计技术研讨会云会议
能效管理

“新基建”来临,电网公司如何抓住数字化转型机遇?

  2020年05月21日  

  当前,随着中国进入“后疫情时代”,方兴未艾的“新基建”浪潮已开始激发众多产业的新动能。可以看到,“新基建”的“新”主要着眼于新技术、高效率,以及对未来社会经济创新模式的支撑作用,这一浪潮势必将为电力能源、交通、通信等传统基础设施带来前所未有的创新升级机遇。

  纵观“新基建”的几大热点领域,5G通信、新能源汽车充电桩、大数据中心及城市/城际轨道交通系统均需要以可靠稳定、灵活高效的电力基础设施和能源网络作为支撑,这一需求无疑为电网行业提出了新的需求。

  首先,在各行各业寻求高质量发展的背景下,电网的发展必须更好地为城市化进程和能源结构转型提供支撑,例如为新能源汽车充电桩、居民煤改电、轨道交通等新增电力需求提供稳定保障,同时提升对可再生能源的消纳能力。其次,对于电网投资建设的效益也有了更高的要求,不能单纯依靠电网扩容的单一途径满足新需求,更需要通过提升电网系统运行的灵活性和智能化水平,实现综合效益的最优化。

  以上需求,既是现代化电网满足“新基建”要求而亟待解决的重要课题,同时也为电网公司的创新转型提供了前所未有的机遇。在这一背景下,电网的数字化升级已成为实现更可靠、更灵活、更高效需求的关键途径。

数字化升级成为“痛点”

  事实上,数字化升级这一创新方向,已经成为了电网公司当今在转型升级上的有力共识。目前,国家电网公司已提出建设“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”的目标,并要求在2020-2025年间实现“电网智能化数字化水平显著提升,能源互联网功能形态作用彰显”的目标;南方电网公司也在如火如荼地建设“数字南网”,加快部署数字化建设和转型工作。

  而要提高电网数字化、智能化水平,第一步要实现对电网中大数据的实时监测、收集与应用,这将成为这一行业稳步发展的重要依据。而应对电力需求的快速增长、互联设备数量的激增以及可再生和分布式能源比重增加,需要电力企业对现有运营模式进行调整。

  与此同时,越来越多的外部环境因素也为电网的设计、建设和运维带来挑战。例如,电力市场的供需变化,要求电网管理者必须具备准确预测发电量及负荷发电量的能力;高度网络化的技术趋势变化也对电网快速响应能力提出了更高要求。

  在革新的需求面前,作为全球能源管理和自动化领域数字化转型专家,施耐德电气推出了基于物联网的EcoStruxure电网架构,通过在互联互通的产品、边缘控制,以及应用、分析与服务这三个层面采用先进数字化技术,实现IT与OT融合,助力电网企业解决数字化和智能化升级中的“痛点”,更加精准、有力地抓住“新基建”的机遇,解决随之而来的挑战。

互联互通的产品层:数据融贯,全局感知

  在创新的数字化电网中,对遍布各个节点的电网大数据具备采集、整合和分析能力,是实现电网智能化运行和管理的必需前提。

  在这方面,EcoStruxure电网架构中包含的Smart HVX中压断路器,Smart PIX中压开关柜,Easergy MiCOM P5中压继电保护装置、具有抽屉式低压室的Smart RMU智能环网柜、Smart Trihal智能干式变压器、GM AirSeT中压一次充气柜等一系列数字化元器件和产品,均支持采用数字监测技术对设备进行全面的数据采集和状态感知,如开关柜内温度、湿度、电弧、局放等,实现对配网状态7X24小时不间断监测和精准数据采集。

  而利用工业以太网进行低成本、低功耗、低延时且稳定的数据传输,则让信息得以更快速地融合贯通,从而为下一步数据分析、挖掘和利用大数据价值奠定坚实基础。

边缘控制层:精益运维,决胜千里

  在边缘控制层,EcoStruxure电网架构提供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,包括高级配电运营系统、变电站自动化运营系统、主动运维专家、顺序控制专家、移动运维专家和微电网运营系统等。

  借助上述软件,电网客户可对配网状态进行实时监测和控制,为配网管理设计智能化解决方案,从而更快发现和定位配网故障,提高供电质量和连续性,更好应对数字经济时代电力需求快速增加、互联互通设备数量激增以及可再生和分布式能源比重增加的挑战。

应用、分析与服务层:创新服务促模式变革

  在应用、分析与服务层,EcoStruxure电网架构可提供包括微电网管理顾问(Microgrid Advisor)、线损顾问(SCAN Advisor)、预测性运维顾问(Asset Advisor)、地理信息顾问(Arc FM)等一系列专家级应用,让电网客户共享更多配电数据,并激发数据隐藏价值,在提升配网可靠绿色性能的同时,助力电网客户进一步挖掘客户需求,提供创新服务,最终增加收益。

  比如,微电网管理顾问可为电力企业、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。

深耕行业,项目落地海内外

  依托先进的EcoStruxure电网架构,施耐德电气已经开始在电网数字化升级的实践中引领风潮。2019年5月,为满足国家电网连岛区域综合能源服务示范岛项目建设需要,施耐德电气携手合作伙伴提供并实施了以智能环网柜-Smart Premset为核心的智能化户外环网箱解决方案,助力国网连云港供电公司打造“五高一尖端”的全电气化能源服务示范岛项目。该项目将建成具有广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可靠、开放共享的高端配电网,这既是一次对传统电网的创新,更是对全面提升电网数字化智能化水平的一次创新实践。

  其中,施耐德电气提供的Smart Premset 环网柜和Easergy T300都是EcoStruxure电网架构中互联互通产品层的明星产品。Smart Premset 环网柜具备屏蔽式固体绝缘特性,可抵御滨海高湿度,高盐雾环境对带电回路造成快速腐蚀老化及间隙放电的风险,而其灵活配置和紧凑模块化结构则可减少对示范区占地使用面积。

  而Easergy T300是新一代配网自动化智能终端,秉承 “模块化、灵活性、面向应用”的设计理念,具备故障定位、隔离和恢复(FLISR)等功能,其宽范围电流和电压检测,高精度的功率测量和电能质量测量,广泛的兼容性,及可承受恶劣的物理和电气环境等特性,可充分满足连岛项目本地与远程维护,分布式能源并网等需求,从而进一步提升能源和资产管理水平。而且,此次项目中,施耐德电气在一二次融合的基础上,还集成了设备非电气状态量的在线监测(三次系统),创新实现了一二三次设备的融合。

  而在全球范围内,EcoStruxure电网架构也赢得了多个国家的不同电网公司的肯定。2018年,施耐德电气帮助美国康涅狄格州米尔福德市设计和建造先进微电网:通过为米尔福德市设计和建造可多层级运行的先进微电网,以便在电网断电时,为米尔福德市关键建筑提供弹性供电,减少市内建筑电力消耗,并允许米尔福德市通过虚拟电网计量抵免计划,减少其他设施的电力成本。

  施耐德电气还参与完成了法国首个全面智能电网示范项目GreenLys:通过提供基于云端的StruxureWare™需求端运营平台及创新型Wiser™系统,激励企业和家庭等需求端积极响应参与,使用户能够审查负荷削减请求和能源定价数据。最终,使企业和家庭用户能够轻松地灵活利用能源,从而削减成本和改善电网稳定性。

  以上遍布国内外的电网数字化创新实践,为打造满足“新基建”要求的智能化电网提供了最佳示范。在“新基建”浪潮面前,中国的电网公司将迎来更大的数字化、智能化发展机遇和挑战,作为全球能源管理和自动化领域数字化转型专家,施耐德电气将积极参与其中,助力中国的电网公司更快、更好地抓住机遇、应对挑战。

标签:施耐德电气我要反馈
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