構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),已經(jīng)成為我國(guó)電力行業(yè)未來(lái)幾年最大的目標(biāo)任務(wù),而如何構(gòu)建新型電力系統(tǒng)就備受關(guān)注。

8月30日,圍繞“數(shù)字技術(shù)如何賦能‘雙碳’目標(biāo)下的新型電力系統(tǒng)”這一主題,國(guó)網(wǎng)能源研究院副總工程師馬莉、施耐德電氣電網(wǎng)行業(yè)架構(gòu)師王照做客麒麟學(xué)院“綠色能源管理”會(huì)客廳,探討數(shù)字化轉(zhuǎn)型為配電網(wǎng)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型為配電網(wǎng)帶來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇

馬莉表示,落實(shí)“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略、“雙碳”目標(biāo)、推動(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng),都要求轉(zhuǎn)變配電網(wǎng)的定位、功能與作用,未來(lái)配電網(wǎng)將出現(xiàn)四大顯著變化:配電網(wǎng)功能呈現(xiàn)“三化”特征、配電環(huán)節(jié)生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系發(fā)生深刻變革、配電網(wǎng)全業(yè)務(wù)鏈深刻調(diào)整、配電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)生重大變化。

在功能方面,配電網(wǎng)將呈現(xiàn)數(shù)字化、市場(chǎng)化、低碳化“三化”特征,尤其是數(shù)字化方面,隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和區(qū)塊鏈等信息技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)配電網(wǎng)與各類數(shù)字技術(shù)深度融合,配電網(wǎng)的信息監(jiān)測(cè)、狀態(tài)感知、多方通訊等能力快速提升,對(duì)海量分散發(fā)供用對(duì)象的智能協(xié)調(diào)控制能力顯著增強(qiáng)。

在生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系方面,配電環(huán)節(jié)負(fù)荷特性、配電網(wǎng)形態(tài)、運(yùn)行特性都將發(fā)生深刻變化。就負(fù)荷特性來(lái)看,將由傳統(tǒng)的剛性、純消費(fèi)型,向柔性、生產(chǎn)與消費(fèi)兼具型轉(zhuǎn)變;就電網(wǎng)形態(tài)看,將由單向輸送電力的配電網(wǎng),向涵蓋需求響應(yīng)、分布式發(fā)電、微電網(wǎng)、儲(chǔ)能等可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源的有源能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變;就運(yùn)行特性看,將由單向傳輸、實(shí)時(shí)平衡模式的控制模式,向源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)的非完全實(shí)時(shí)平衡模式、大電網(wǎng)與微電網(wǎng)協(xié)同控制模式轉(zhuǎn)變。

在配電網(wǎng)全業(yè)務(wù)鏈方面,隨著現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行、分布式光伏等可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源規(guī)?；l(fā)展,配電網(wǎng)潮流分布和線路負(fù)載率等發(fā)生較大變化,具有較高不確定性,配網(wǎng)規(guī)劃投資、調(diào)度運(yùn)行、客戶服務(wù)的復(fù)雜性都將增強(qiáng),電網(wǎng)企業(yè)必須要優(yōu)化業(yè)務(wù)流程。

在產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面,配電網(wǎng)轉(zhuǎn)型涉及專業(yè)眾多且各專業(yè)間技術(shù)壁壘較高,企業(yè)往往深耕某一領(lǐng)域,配電網(wǎng)生態(tài)圈將呈現(xiàn)擴(kuò)大化、生態(tài)特征多元化,配電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游市場(chǎng)主體需打造平臺(tái)生態(tài)、實(shí)現(xiàn)資源整合,推動(dòng)科技創(chuàng)新、加強(qiáng)能力互補(bǔ)、共同做大市場(chǎng)。

在這種形勢(shì)下,配電網(wǎng)及其數(shù)字化將迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇。彭博新能源財(cái)經(jīng)最近發(fā)布的《電網(wǎng)長(zhǎng)期展望2021》報(bào)告指出,配電網(wǎng)在未來(lái)幾十年內(nèi)變得更加重要。2020年全球輸電網(wǎng)投資為1140億美元,配電網(wǎng)投資為1210億美元,配電網(wǎng)投資占比為52%。預(yù)計(jì)未來(lái)隨著分布式電源大量接入,配電網(wǎng)需大量新建、改造,投資占比將逐年升高,到2050年超過(guò)60%的電網(wǎng)投資集中在配電網(wǎng)。

在配電網(wǎng)投占比越來(lái)越高的形勢(shì)下,電網(wǎng)數(shù)字化投資占比也會(huì)逐漸升高,為配網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了資金保障。國(guó)際能源署發(fā)布的《能源轉(zhuǎn)型下的電力安全》報(bào)告指出,2019年數(shù)字電網(wǎng)技術(shù)投資增速為14%,達(dá)400億美元,數(shù)字技術(shù)投資已占到電網(wǎng)投資20%。彭博新能源財(cái)經(jīng)發(fā)布《電網(wǎng)長(zhǎng)期展望2021》報(bào)告指出,2020年全球電網(wǎng)數(shù)字化投資占年度投資總額的19%,并預(yù)計(jì)2050年占比將增至41%。

配網(wǎng)數(shù)字化需要解決哪些關(guān)鍵問(wèn)題?

配網(wǎng)數(shù)字化方向已經(jīng)成為共識(shí),那么如何加快配網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)?又需要解決哪些關(guān)鍵問(wèn)題?

馬莉認(rèn)為,應(yīng)該著重從五個(gè)方面考慮:

一是加強(qiáng)配電網(wǎng)數(shù)字化投入與政策支持。在國(guó)家層面,制定相對(duì)明確、更為嚴(yán)格的配電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型要求,將數(shù)字化轉(zhuǎn)型納入電網(wǎng)規(guī)劃,在輸配電價(jià)核定中給予支持。

二是提高配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力。加強(qiáng)政企協(xié)同,從健全國(guó)家指導(dǎo)和政策支持、完善網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系、提高電網(wǎng)分層防護(hù)靈活性“三維施策”,實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全本質(zhì)防護(hù)能力提升。

三是加快適應(yīng)網(wǎng)源荷儲(chǔ)互動(dòng)的市場(chǎng)交易機(jī)制。加快推動(dòng)需求響應(yīng)、分布式發(fā)電、儲(chǔ)能等可調(diào)節(jié)負(fù)荷參與市場(chǎng)交易,是推動(dòng)配網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有突破性抓手,兩者相互促進(jìn),能夠加速促進(jìn)配網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型“螺旋上升”結(jié)合我國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)路徑,分為近期、中期和遠(yuǎn)期三階段分別設(shè)計(jì)需求響應(yīng)、分布式發(fā)電、儲(chǔ)能等可調(diào)節(jié)負(fù)荷新興市場(chǎng)主體參與電力市場(chǎng)的交易機(jī)制。

四是加強(qiáng)新形勢(shì)下配電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)創(chuàng)新。根據(jù)配電網(wǎng)形態(tài)變化、新形勢(shì)下配電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行需要,研究制定配電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)創(chuàng)新清單,加快實(shí)現(xiàn)理論體系、方法學(xué)、工具等創(chuàng)新突破。

五是加快培育配電網(wǎng)新興業(yè)態(tài)和模式。充分發(fā)揮配電網(wǎng)資產(chǎn)、數(shù)據(jù)、客戶等資源優(yōu)勢(shì),圍繞服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、創(chuàng)造增量經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值,加快培育發(fā)展新興業(yè)務(wù)、構(gòu)建能源新生態(tài)。

政策建議需要企業(yè)的積極踐行。施耐德電氣電網(wǎng)行業(yè)架構(gòu)師王照表示,作為全球能源管理和自動(dòng)化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面的專家,施耐德電氣正通過(guò)綠色能源管理解決方案,發(fā)揮其國(guó)內(nèi)外豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),廣泛整合綜合能源微網(wǎng)、數(shù)字孿生、仿真分析以及數(shù)字化環(huán)保型開(kāi)關(guān)設(shè)備等數(shù)字化創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維,助力打造高彈性配網(wǎng)和零碳園區(qū),為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)做出貢獻(xiàn)。

施耐德電氣已經(jīng)打造了由軟件定義的數(shù)字化智能硬件,并且覆蓋客戶端到端全生命周期的軟件服務(wù)需求,具體分為以下三步:

第一步是互聯(lián)互通的智能硬件。萬(wàn)物互聯(lián),始于“物”本身,首先需要保障硬件產(chǎn)品的智能化和數(shù)字化。施耐德電氣致力于創(chuàng)造全球領(lǐng)先的創(chuàng)新電氣設(shè)備,并且在商業(yè)運(yùn)作模式上不斷迭代,以匹配創(chuàng)新的智能硬件產(chǎn)品和不斷變化的中國(guó)市場(chǎng)需求。

第二步是軟件定義智能硬件。施耐德電氣倡導(dǎo)軟硬件一體化,更主張借助軟件,應(yīng)用和分析服務(wù)來(lái)重新定義和塑造硬件產(chǎn)品。軟件的廣泛深度覆蓋將帶動(dòng)全行業(yè)及施耐德電氣自身從資本投入(Capex)到運(yùn)營(yíng)投入(Opex)轉(zhuǎn)型,而軟件將成為服務(wù)的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施。

第三步是端到端全生命周期覆蓋。施耐德電氣將從設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等環(huán)節(jié)全面賦能客戶。施耐德電氣內(nèi)部的高級(jí)分析及咨詢服務(wù),以及其品牌旗下的全體軟件品牌將合力協(xié)助客戶優(yōu)化決策,提升效率。

配網(wǎng)數(shù)字化如何助力碳中和?

配網(wǎng)數(shù)字化、智能化最終目的是為了低碳發(fā)展,進(jìn)而助力各個(gè)行業(yè)、企業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

據(jù)王照介紹,施耐德電氣于2016年就在國(guó)外幫助一個(gè)園區(qū)實(shí)現(xiàn)了碳中和。這家名叫歐瑞府(EUREF Campus)的園區(qū)占地面積約5.5萬(wàn)平方米,由25幢建筑組成,建筑面積約16.5萬(wàn)平方米,囊括了150多家公司和科研機(jī)構(gòu),擁有3500名左右員工。

在項(xiàng)目實(shí)施方面,圍繞供給側(cè),施耐德電氣打造了100%可再生能源和綠電購(gòu)電協(xié)議(PPA),圍繞需求側(cè)則全面實(shí)施電氣化和提升建筑能效,圍繞數(shù)字化實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源開(kāi)發(fā),進(jìn)而幫助整個(gè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了碳中和,遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于歐盟提出的2050年實(shí)現(xiàn)碳中和。這一零碳方案是兼顧社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的超前規(guī)劃,包括EcoStruxure架構(gòu)的數(shù)字化方案——基于微網(wǎng)EMA的整體光伏、儲(chǔ)能和充電方案、能源管理與整體智慧園區(qū)的云邊端結(jié)合整體數(shù)字化方案,涵蓋樓控產(chǎn)品,變頻器,無(wú)六氟化硫中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備,EBO樓宇運(yùn)營(yíng)系統(tǒng),PME電能管理系統(tǒng)等等。

不僅如此,施耐德電氣已經(jīng)將這一模式運(yùn)用到中國(guó)市場(chǎng),并且首先在其北京工廠——施耐德(北京)中低壓電器有限公司應(yīng)用。日前,經(jīng)過(guò)中國(guó)船級(jí)社質(zhì)量認(rèn)證公司對(duì)其2020年度溫室氣體排放量核查,該工廠獲頒“碳中和”證書(shū)。

從實(shí)際效果看,數(shù)字化、電氣化不僅可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),還可以大幅降低用能成本,提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

施耐德電氣提供的數(shù)據(jù)顯示,通過(guò)公司綠色能源管理解決方案在數(shù)字化方面的加持,不同行業(yè)客戶能夠?qū)崿F(xiàn)最高85%的能耗降低,節(jié)約約30%的成本,通過(guò)利用節(jié)省的最高達(dá)60%和75%的資本及運(yùn)營(yíng)支出來(lái)推動(dòng)生產(chǎn)力提升,此外還能提升最高50%和25%的設(shè)備可用性和場(chǎng)所安全性,并有效降低碳足跡最多達(dá)50%。

因此,數(shù)字化不僅將深度改變配電網(wǎng),還將助力新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。