節(jié)能減排已成為全球共識。隨著中國正式公布實現(xiàn)“雙碳”目標的時間表，各級地方政府、行業(yè)主管部門密集出臺了相關監(jiān)管政策，無數(shù)企業(yè)也隨之感受到了前所未有的“綠色生存”壓力。

國際能源署(IEA)預計，到2050年，全球化石能源發(fā)電裝機占總裝機的比重從2018年的60%降至20%，可再生能源發(fā)電裝機占比有望超過75%。“不斷提升非化石能源在一次能源消費中占比”既是全球共識，也是中國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要路徑，而非化石能源消費的最主要形式是由非化石能源轉化而成的清潔電力。可以預見，在未來中國低碳轉型的進程中，清潔電力將扮演重要角色。

在能源行業(yè)深耕了近20年的施耐德電氣高級副總裁、能源管理低壓業(yè)務中國區(qū)負責人任婧認為，清潔電力是能源脫碳的核心，一個可以適配新能源為主體的新型電力系統(tǒng)亟待破繭。

施耐德電氣高級副總裁、能源管理低壓業(yè)務中國區(qū)負責人任婧

與之相關的是，2021年3月15日，中央財經(jīng)委第九次會議首次提出了“新型電力系統(tǒng)”的概念。一年多來，“構建新型電力系統(tǒng)”日益成為各社會相關方的共同愿景和行動指南。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)轉型遭遇破立兩難

眼下，基于“雙碳”目標和構建“新型電力系統(tǒng)”的共識，全國各地各級企業(yè)紛紛在提升能源效率和能源管理水平展開積極部署。在任婧看來，構建“新型電力系統(tǒng)”的本質，是要促進能源結構轉型和新能源在各行業(yè)、各場景間的大規(guī)模接入及高效利用。

但能源結構的轉向和新能源加速替代并非易事。由于新能源普遍具有波動性和隨機性的特點，其大規(guī)模開發(fā)、高比例并網(wǎng)，對于傳統(tǒng)的“源隨荷動”運行模式來說始終是個棘手的難題。從電力供給端來說，以光伏、風電為代表的分布式能源接入后，用電負荷的預測準確度大幅下降，新能源固有的波動性和隨機性極大增加了電網(wǎng)的穩(wěn)定性風險;從電力需求側，隨著城市發(fā)展、電氣化程度加深，電網(wǎng)負荷峰谷差逐年加大，原有的相對穩(wěn)定的電能需求規(guī)律正在被打破，其對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的沖擊必然會成為新常態(tài)。

既要大力推進能源結構向新而生，又要跨越直面新型系統(tǒng)的運行路障，究竟該如何破解這個“兩難”的現(xiàn)實命題呢?任婧認為，科學構建一個清潔低碳、安全高效的以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，應作為破題的核心步驟，其中，數(shù)字化是構建新型電力系統(tǒng)的關鍵所在。

為新型電力系統(tǒng)加裝數(shù)字化引擎

如果說“自動化+數(shù)字化”是“工業(yè)4.0”的顯著特征，那么“電氣化+數(shù)字化”便是“電力4.0”的題中之義。“對于電力行業(yè)來說，數(shù)字化是重要趨勢。”根據(jù)國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院技術研發(fā)總監(jiān)吳鳴的理解，以數(shù)字孿生、可視化為代表的數(shù)字化技術可以大幅提升配電網(wǎng)的運行品質和管理水平，未來的電力交易環(huán)節(jié)也需要數(shù)字化技術來支撐。

任婧認為，數(shù)字化和電氣化大規(guī)模融合，必將催生一個電力新世界。以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)需要大量的信息采集和運行分析，以確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和可靠供電;一旦人工智能、云計算、5G等數(shù)字化技術能在發(fā)、輸、變、配、用、儲等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)全方位應用，勢必加速推動電力系統(tǒng)的數(shù)字化轉型。

早在2021年，施耐德電氣憑借對市場深厚的洞察、前沿的專業(yè)知識、創(chuàng)新的技術與敏捷的開發(fā)能力，前瞻地提出了“綠色能源管理”的理念，并拿出了一套完整的解決方案。“電力關聯(lián)著碳排放，碳排放關聯(lián)著能源消耗，這些要素只有數(shù)據(jù)化了才談得上科學管理。而數(shù)字化是施耐德電氣的理念和思維模式，它已經(jīng)成為施耐德電氣非常關鍵的一個核心競爭力。”任婧對電氣化與數(shù)字化的融合趨勢和市場機會有著清晰的洞見。

其一，數(shù)字化技術助力保障電力安全。保障電網(wǎng)安全的過程是一個動態(tài)發(fā)現(xiàn)缺陷和盲區(qū)的過程，如果沒有先進的數(shù)智化技術和具體的數(shù)字化參數(shù)，是無法拿出行之有效的改進計劃的。而且，對傳統(tǒng)電力設備進行數(shù)字化升級，應該是在整個生命周期和項目流程內(nèi)，采用“數(shù)字化原生設計”的設備，這樣才能更好地響應數(shù)字化環(huán)境下各種應用場景的需求。

據(jù)了解，在施耐德電氣的“工具箱”中，輸電線路智能巡視技術、智能變電站技術、智能配電站、微電網(wǎng)、智能網(wǎng)關都能助力企業(yè)實現(xiàn)智能化運維，而智能化的資產(chǎn)運維技術則能提升電網(wǎng)防范安全風險的能力。

其二，數(shù)字化技術提升用能的靈活性與可靠性。傳統(tǒng)的電力體系具有“源隨荷動”的特點，對電力調度具有高度的依賴性，而在深度電氣化的趨勢下，電力的供需隨機性、互動性大大提高，源網(wǎng)荷儲各個環(huán)節(jié)相互耦合并深度互動。

其三，數(shù)字化技術動態(tài)優(yōu)化能效管理水平。數(shù)字化動態(tài)技術能讓每個環(huán)節(jié)無形的能源的使用和表現(xiàn)透明可見，有效地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的風險和冗余，從而優(yōu)化構架提高能源利用率，最終助力企業(yè)實現(xiàn)業(yè)務目標和雙碳目標雙贏。

關鍵性技術創(chuàng)新的三大法寶

施耐德電氣商業(yè)價值研究院新近發(fā)布的《綠色之徑——新型電力系統(tǒng)行業(yè)洞察》前瞻性地指出：“一個個擁有多種形式分布式能源、儲能基礎設施、柔性智能配電網(wǎng)絡和可觀可控負荷的源網(wǎng)荷儲一體化的微型電力生態(tài)系統(tǒng)”將會大行其道。

建立上述“微型電力生態(tài)系統(tǒng)”，需要強大的數(shù)字化終端設備、綠色能源管理體系和新型電力電子技術去聯(lián)合賦能。一位業(yè)內(nèi)人士在受訪時介紹，在“雙碳”和“新型電力系統(tǒng)”雙概念的助推下，社會資本都在急切找尋兼具二者優(yōu)勢的行業(yè)“獨角獸”，國內(nèi)外不少企業(yè)都在朝著“電氣化+數(shù)字化”的方向進行產(chǎn)品跌代和技術創(chuàng)新。但實際上，不論是做“源網(wǎng)荷儲”還是做“光儲直柔”，幾乎沒有一家能把所有環(huán)節(jié)做全做精。

任婧也持有相近的觀點。在她看來，任何企業(yè)要吃透“電氣化+數(shù)字化”這個“鏈條”，除須具備完整的產(chǎn)品矩陣外，還須具備強大的技術創(chuàng)新力。施耐德電氣獨到的三位一體的“關鍵創(chuàng)新力”，是讓其產(chǎn)品和服務在過去二三十年間無處不在、并能持久占據(jù)行業(yè)鰲頭的致勝法寶。

法寶之一，是以“創(chuàng)新產(chǎn)品”來響應市場需求的實力。進入中國35年來，施耐德電氣已在全國建立起了廣泛的產(chǎn)品銷售體系，構建起軟硬件全覆蓋的數(shù)字化研發(fā)創(chuàng)新體系。2018年更是在中國市場開始轉向“多中心”(multi-hub)模式，通過在國內(nèi)建立集技術、研發(fā)、銷售支持為一體的中國創(chuàng)新中心，更加貼合本地用戶需求。“多中心”模式不僅為施耐德電氣積累了多樣化的應用場景和經(jīng)驗，快速變化的中國市場也訓練了企業(yè)自身的反應速度。

任婧介紹，正是基于對研發(fā)的高度重視和持續(xù)投入，施耐德電氣得以持續(xù)為市場提供綠色化、智能化、數(shù)字化的創(chuàng)新產(chǎn)品，通過材質、設計、結構等層面的創(chuàng)新，為客戶帶來安全、可靠、綠色、環(huán)保的用戶體驗。2021年，施耐德電氣推出的TeSys Giga系列電動機控制與保護產(chǎn)品，不僅能夠提醒客戶設備老化的情況，而且將傳統(tǒng)的整機替換變成僅替換觸頭單元，以最小化的零部件更換方式大幅減少客戶設備層面的碳足跡，并采用“全模塊化、全數(shù)字化、全智能化”設計，幫助用戶縮短50%的機器上市時間，提升選型設計階段效率50%，并降低宕機概率50%以上，為客戶帶來極簡體驗。

法寶之二，是以“軟件端到端”來賦能行業(yè)的數(shù)字化。數(shù)字化的本質其實是流程的管理，“端到端的軟件”不應僅僅是一個簡單的SaaS軟件，其背后是基于對行業(yè)、對場景、對需求的長期觀察和深度理解。據(jù)任婧介紹，施耐德電氣所倡導的“敏捷開發(fā)”“聯(lián)合開發(fā)”，都是建立在開放式、擁抱客戶、跟著需求變化而變化基礎上的，并且是迭代式的、低量多種類的開發(fā)，“誰能做到比行業(yè)更懂行業(yè)，誰才談得上有能力為行業(yè)的雙碳和數(shù)字化轉型賦能。”

在能源管理領域，施耐德電氣自身研發(fā)的智能配電系統(tǒng)軟件連同電氣設計領域的IGE+XAO，電力設施仿真分析領域的ETAP，在建筑6D BIM領域的RIB等軟件，為各行業(yè)提供數(shù)字化綜合能源管理解決方案，實現(xiàn)了能源端到端的管理。

法寶之三，是以“源網(wǎng)荷儲一體化”助力企業(yè)加速兌現(xiàn)碳中和的能力。隨著新型電力系統(tǒng)和數(shù)字能源生態(tài)體系的不斷推進，越來越多的微網(wǎng)、能源產(chǎn)消者、源網(wǎng)荷儲的交叉一體化需要更加智慧的控制。任婧認為，提高能源使用效率與管理水平是實現(xiàn)“雙碳”目標的推進器，而清潔電氣化和數(shù)字化是這個推進器的兩大關鍵動力，供需兩側企業(yè)需要在數(shù)字化創(chuàng)新應用、提升能源效率和管理水平等方面進行更加積極主動的部署。

比如，施耐德電氣為浙江欣美電氣打造了以微電網(wǎng)為核心的分布式能源系統(tǒng)，以數(shù)字技術實現(xiàn)對屋頂光伏、儲能、柔性負荷的預測和優(yōu)化控制，實現(xiàn)以電為中心“多能互補”的功能，既經(jīng)濟又綠色。通過這一項目，欣美電氣2020年新能源發(fā)電量年度增長146%、年度新能源滲透率提高至70%、年度電費總支出節(jié)省30%以上，率先獲得浙江省企業(yè)首張“碳中和”證書，也為實現(xiàn)“綠色工業(yè)園區(qū)”及未來“零碳工業(yè)園區(qū)”打下了基礎。

面對日益精細化與多樣化的減碳需求，單憑一家企業(yè)的能力很難快速響應市場。這就要求通過聯(lián)合創(chuàng)新機制，強化生態(tài)圈“聯(lián)合共創(chuàng)”。為此，施耐德電氣于2021年，聯(lián)合寧德時代、星星充電、清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、落基山研究所等機構，共同發(fā)起面向科創(chuàng)企業(yè)的“綠色能源管理創(chuàng)贏計劃”，并與明陽集團、寧德時代等企業(yè)展開“聯(lián)合創(chuàng)新”，通過與生態(tài)伙伴保持密切協(xié)作，共同推動創(chuàng)新技術落地。

值得關注的是，與明陽集團的合作還是施耐德電氣進行敏捷開發(fā)的重要實踐。任婧介紹，海上風電是潛力巨大的綠色能源，施耐德電氣于2021年3月與明陽集團簽署合作備忘錄，承諾共同進行產(chǎn)品聯(lián)合研發(fā)、聯(lián)合制定行業(yè)標準以及在業(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的合作中，施耐德電氣在半年內(nèi)就推出了 MVS-T6 海上風電專用空氣斷路器。這款斷路器不僅擁有全系列1140V/66kA高分斷能力，更采用特殊材質工藝防腐，順利通過了漂浮式海上風電各項嚴苛環(huán)境特殊試驗認證，性能優(yōu)于業(yè)界。該產(chǎn)品的迅速問世，也成功保障了海上風電設備的連續(xù)健康工作。

今年，施耐德電氣又新發(fā)布“可持續(xù)發(fā)展合作伙伴計劃”，著力為合作伙伴提供簡單便捷的產(chǎn)品解決方案、開放協(xié)作的支持性生態(tài)系統(tǒng)，以及共同分享豐富的數(shù)字化知識與實踐技能。