共同促进全球能源可持续发展,维护全球能源安全,是当下全球经济发展共同面临的一大课题。在此背景下,构建具有开放、共享属性的智能配电网络,已成为推进能源供给侧改革,深化电力体制改革的一大重要市场环节。
秉承创新 施耐德电气助力能源世界重构
10月18日,“一带一路”能源部长会议于苏州隆重召开前3天,施耐德电气在2018中国国际电力电工展(EP China 2018)大放异彩,其搭载多款数字化产品的、全新升级的EcoStruxure Power,以致力创建智能配电新典范为目标,打造智能配电朋友圈。这一构想因深度契合了当下能源市场发展需求,及输配电市场化改革的发展趋势,而获得业界的广泛关注。
如今,全球能源发展结构正经历深层次变革,正呈现分散化、数字化、低碳化和电气化等特征。这一发展趋势表明,无论是供电侧还是用电侧企业,都需要利用更先进且符合特定需求的技术手段保障电力系统的高安全性、高可靠性、高效率、互联互通与可持续,这对电网与配电技术的数字化创新提出了更高要求。
施耐德电气合作业务中国事业部行业总监赵天意表示,由化石能源向清洁能源转型的中国能源发展趋势是难以撼动的。同时,通过近十年的发展,新能源也呈现出新的发展特点。受限于海上风电、光热、光伏发电等新能源电源地理位置偏远、自然环境恶劣,以及自身存在波动性的缺陷,这对电气设备全生命周期的高效、安全运营提出了更高的要求,而智能配电将是解决新能源发电运维中潜在问题的有效手段。
事实上,作为我国能源转型升级中的重要一环,通过行政手段加快输配电改革进度,借助市场化手段提能效、降能耗是两大必经路径,二者亦相得益彰。相关数据显示,我国的电能需求增长潜力和降低配电损耗的市场都很大。
据了解,到2040年,电能的需求相比能源需求的增长要高2倍,83%的新增电能将来自可再生能源。同时,全球每年由于电力中断而造成的经济损失高达100亿欧元,折合人民币近千亿元。在中国,输配电损耗占全国发电量的6.6%左右,同时各行业有极大的能效潜力尚未开发。
在此背景下,施耐德电气赋能电网和配电领域的、基于EcoStruxure的数字化解决方案应运而生。据赵天意介绍,施耐德电气最新的EcoStruxure架构,无论是智能配电系统,还是底层的产品和中间的边缘控制,再到最上层的应用、分析与服务,可为新能源电源提供全生命周期保护。举例来说,风电、光伏发电系统的产品生命周期一般在20年以下,过了3-5年后可能会遇到故障频发情况。针对这一现实问题,施耐德电气制订了智能配电计划和完整的服务体系,可充分解决企业和用户的后顾之忧。
数字化、智能化运维是未来能源发展的另一大趋势。作为电气智能化运维的领导者,施耐德电气始终坚持以满足客户需求作为唯一发展目标的原则,时刻牢记与合作伙伴共同成长为要的信条,矢志助力企业实现数字化创新。同时,通过深挖数据价值,实现更高等级的资产管理,最终提升电网运营效率与灵活性方面的技术能力。
在产品方面,施耐德电气秉承了精益求精,对追求卓越近乎偏执的工匠精神,不断对产品与解决方案进行打精雕细磨,完善配套服务体系。今年的8月16日,施耐德宣布全面升级EcoStruxure Power,及数字化运营中心的正式揭牌,以构建从产品到运维再到服务的生态闭环。
同样,今年的10月15日,在中国国际电工展上,施耐德电气再次全面展出了全新的EcoStruxure配电架构,以及覆盖互联互通产品,边缘控制,应用、分析与服务层的数字化软、硬件产品,及针对供电、轨道交通、新能源及数据中心等行业的解决方案与成功实践。
EcoStruxure Power 三层架构全升级
谈及EcoStruxure Power升级原委,赵天意表示,“EcoStruxure推出的时间虽然不长,但其上线后行业影响力却在不断扩大。同时,我们也发现从配电,或者是电气自动化和数字化的角度来说,随着系统不断的完善,一方面用户的需求也在不断升级,他们对我们的期望也在不断提升。另一方面,系统应用和架构还有更多的潜力可以挖掘。我们希望更加贴近客户,为不同的细分子行业提供定制化的解决方案,满足客户的需求。
据悉,全面升级的EcoStruxure将进一步满足市场对细分行业的专业化需求。从互联互通的产品、边缘控制到应用、分析与服务,相互联通,各具独特价值,也因内置不同的硬件和软件产品,而在整个产品链条担负着不同的职责。
• 互联互通的产品:包括PowerTag无线电能测量模块、全新Masterpact MTZ空气断路器、Smart Busway母线数字化方案等,以传感技术、无线通讯技术、嵌入式系统打通设备的“感官系统”,创新联接电气设备全路径的配电网络。
• 边缘控制:包括Power Monitoring Expert 9.0 / Power SCADA Operation 9.0电能管理软件、具有关键创新意义的POI Plus站控专家软件等,更贴合用户日常工作轨迹及设施管理场景需求,实现高效、精确、专业地部署和运营。
• 应用、分析与服务:包括Power Advisor电力顾问,Facility Advisor千里眼顾问等一系列创新产品与服务,将综合物联网技术融合为智慧和行动,从关键电力到分散站点,以数字化工具打破传统模式中建设投入(Capex)与运营投入(Opex)的区隔,激发行业应用再创新。
EcoStruxure Power 架构 拓宽新能源发展边界
谈及EcoStruxure Power的具体价值,赵天意以第一层级“互联互通的产品”中Masterpact MTZ空气断路器为例加以了生动展开。“当海上风电系统嵌入全新的MTZ断路器,这个部件既可针对断路器自身做老化分析,还提升系统的预防性运维能力,也从一定程度上避免了一旦出现故障,需要技术人员顶着风浪去海外维修的情况。正因如此,整个系统的运维成本将大大降低,同时也提高了风电系统的运营效率和安全性。”
光热、光伏发电等分散式发电系统内同样有很多断路器的应用,而它们的静电控制非常复杂。在光伏电厂内有很多电气板和汇流箱,一旦出现故障,故障的查找和判断非常难。施耐德电气全新的智能化断路器,通过层级控制,可确保只切断离故障最近的断路器,一方面利于缩小故障范围,另一方也便于甲方或者运维工程师去查找、判断和排除故障。
开放、共享、共赢
值得一提的是,EcoStruxure三层架构不仅在系统内部相互协调,统一行动,更有着开放、共享的重要属性。赵天意指出,EcoStruxure三层架构中有一个特点,硬件核心产品可向上兼容,可以开放的介入不同系统。同时,施耐德电气的软件和服务应用体系可向下兼容,可兼容不同子系统。无论是边缘控制,还是最上层的应用、分析与服务所搭载的系统,包括资产管理和整个能耗分析体系,施耐德电气都能与之进行无缝对接。
例如,在风电行业,施耐德电气与业内诸多领先企业均建立了合作关系,在系统方面并不存在冲突,反而实现了很强的互补。如果有些客户自己没有系统,需要搭建系统的话,施耐德电气则可通过全面的能力来支持它们实现智能化的管理。
总之,EcoStruxure三层架构提供了一个模块化和开放式的结构,使施耐德电气系统能够与现有的系统无缝连接,甚至可在客户未建立体系前,搭建更加符合客户利益、提升客户价值的系统,实现从数据到信息,从信息到智能化的全方位连接。
此外,施耐德电气高度重视与客户之间的关系,在提供全方位智能化运维、监控、管理系统,以及数据服务中心负责7X24小时的无忧运维服务之外,更注重与合作伙伴之间开展产品的迭代开发,以适应当下新能源飞跃式发展产生的新变化衍生而出的新需求。
新能源产品迭代非常快,最早的时候是小型风机,容量已从750千瓦升级到1.5兆瓦、2兆瓦,机型方面也发展为双馈和直驱,风机也扩展到陆上风机、高海拔风机、海上风机和分散式分机等多个品类。机型种类繁多和容量的变化,对主机厂商和合作伙伴而言是一个很大的挑战。同时,在不同地理和气候条件下,风电系统对电气的操作需求又各有千秋。
工欲善其事,必先利其器。针对这种情况,施耐德电气加强与整机厂、变流器制造厂等合作伙伴进行紧密合作,为它们提供从设计到安装,从选型到运维的一整套战略合作解决方案,以实现双方的共赢。
施耐德电气长期专注于各种环境下的电气系统实验,特别是高海拔、自然环境恶劣地区的实验,故在选型合作方面,通过实验资源的分享,可大幅降低合作伙在产品设计、开发的周期,进而降低开发成本。同时,在安装和运维的时候,施耐德电气可借助子系统来支持合作伙伴的现场服务、故障诊断,以及信息采集等,并凭借EcoStruxure向上的兼容性对运维数据做深度分析、挖掘,从而为后期的运维和服务提供便利,并为客户提供决策参考。
此外,针对本身能源密度更小、分布更广的分散式风电,施耐德电气与风电开发商、OEM合作伙伴也建立了紧密的合作关系。例如,OEM厂商新机型采用了施耐德电气新的产品,施耐德电气会为其提供应用建议,并分享全球化解决方案的经验。
共建智能配电朋友圈
需要补充的一点是,施耐德电气推出的EcoXpert生态伙伴计划为推动整个行业不断进步做出了突出贡献,获得了OEM厂商、设计院总包、集成商和服务商等广大合作伙伴的一致认可和好评。今年,施耐德电气更是制订了包括了“种子计划”、“专家计划”、“精耕计划”、“小灶计划” 在内共4项计划,针对不同层面的合作伙伴做能力培养和服务升级,以帮助合作伙伴深入理解EcoStruxure产品体系及应用价值,加快实现配电智能化、数字化进程。
在智能配电领域,施耐德电气不是一个人在战斗。谈及与合作伙伴之间的关系,以微信朋友圈的形式予以了解读。“施耐德电气无论是在智能配电领域,还是在行业精细化运维,抑或是全生命周期保障服务方面,我们都不是孤军作战,我们是跟合作伙伴,尤其是帮助我们的合作伙伴一起成长,与他们一起去面对所有挑战。同时,我们用全球化的实践经验与深厚的行业积淀,与他们携手,赋能行业转型。”
引领智能配电新时代
包括中国在内,全球都在面临能源转型,意味着世界能源格局将朝电气化时代、新能源时代方向发展,以及能源生产和消费结构由重传统能源向重新能源转变。相较而言,传统能源具高可靠性、集中性的特点,可控性强,易管理,而风电、光热、光伏等新能源波动性大且有着分散性的特点,可控性也低于传统能源,但其更加绿色、可持续。
深入践行绿色发展理念,全面推进能源转型升级,配电网的智能化、数字化运维是必然趋势。赵天意认为,从三个方向进行努力,可实现传统能源与新能源的相融相生,共促能源安全大任。
首先,提升设备的可靠性,降低系统的故障率。电气设备或者电气相关的故障在新能源发电系统中故障率高达70%,这对整个系统的影响非常大。尽管单次维修成本不高,但是频率非常高却是一个大问题。因此,拥有可靠坚实的系统,避免新能源发电系统频繁停电宕机是重中之重。
第二,新能源发电系统多地处偏远地区,维护不及时,产生的问题不在少数。这就需要专业的智能系统,通过深厚的知识和经验沉淀来帮助现场人员第一时间解决故障。故障预防同样不可忽视,快速发现问题,进行故障诊断,防患于未然,可将新能源发电的波动降到最小化,保证了系统的安全性,也就意味着效率和效益的提升。
第三,加强对新能源资产的综合管理,新能源发电系统运行2-3年,乃至10年以上,需要对每个关键部件进行预防性维修、升级和更换,及时把故障平滑掉。同时,这与传统发电集团、电网的消缺消隐也是紧密相联的。
智能化、数字化运维、管理和服务,是解决新能源上述发展瓶颈的有效途径之一。保证新能源发电可用性达到最佳状态,当有电能需求的时候,用电能源可及时补位,这会为新能源发电并网的加分项。
随着《能源发展“十三五”规划》以及一系列推动分布式能源、微电网发展的政策出台,微电网正在成为推动能源供给侧结构性改革,引导分布式电源和可再生能源的就地消纳,建立多元融合、供需互动、高效配置的能源生产与消费模式,推动清洁低碳、安全高效的现代能源体系建设的重要手段之一。
配电数字化、智能化发展正在为能源世界重构加码。施耐德电气正以全新的EcoStruxure Power为支撑,助力新能源、轨道交通、数据中心等行业客户,利用数字化智慧,激发配电系统的巨大潜能,携手合作伙伴为更多基础设施注入新动力。