構建以新能源為主體的新型電力系統,是我國電力系統建設的重要目標。 新型電力系統主體多元化、電網形態復雜化、運行方式多樣化的特點愈發明顯,對電力系統安全、高效、優化運行提出了更大挑戰。如何建立以新能源為主體的新型電力系統?這已成為各界關注的重要課題之一。 今年6月,國家能源局也發布了《新型電力系統發展藍皮書》,為加快構建新型電力系統制定了詳細的發展路線圖。 藍皮書中提到,作為推進能源轉型的關鍵,新型電力系統的建設不僅需要深厚的專業與實踐積累,更需要極為領先的技術作為支撐。 針對該問題,⌈能見⌋與麒麟學院聯合施耐德電氣推出能源知識服務系列課“綠色能源管理”會客廳3.0系列第一期。 本期欄目結合施耐德電氣“走進綠色先行者”系列主題活動,走進清華四川能源互聯網研究院,邀請內蒙古電力集團經濟技術研究有限責任公司董事長趙晨旭教授、清華四川能源互聯網研究院新能源電力系統分析與優化研究所主管王湘博士、太湖新城集團新城能源公司副總經理黃莉、施耐德電氣綜能微網業務負責人黃弘揚等眾專家相約成都。 
圖片從左至右分別為:內蒙古電力集團經濟技術研究有限責任公司董事長趙晨旭教授、清華四川能源互聯網研究院新能源電力系統分析與優化研究所主管王湘博士、太湖新城集團新城能源公司副總經理黃莉、施耐德電氣綜能微網業務負責人黃弘揚 活動圍繞“在未來的新型電力系統當中,微電網與綜合能源管理處于什么樣的位置”、“微電網和綜合能源管理的推廣面臨哪些發展阻礙”、“在推進微網建設和能源落地的場景層面,取得了哪些落地實踐”等議題進行了討論。
深度把脈微電網與綜能管理 10月9日,“綠色能源管理”會客廳3.0第一期把脈新型電力系統建設中的問題,聚焦優化微電網建設和綜合能源管理,分享了實踐經驗與解決方案。 近年來,在政策指引下,我國新能源占比不斷提高。2021年底,非化石能源裝機規模達11.2億千瓦,占比達到47%,首次超過煤電裝機規模(11.1億千瓦)。這是一個里程碑式的進步。 然而,新能源的間歇性、隨機性、波動性特點決定,新能源占比的不斷提高將快速消耗電力系統靈活調節資源。而一旦新能源發電出現大規模處理降低或脫網,電力系統將面臨無電可調的尷尬境地。 另外一個問題是,構建新型電力系統要求電網從傳統單向輸電模式轉變為雙向互動模式,在實現高度智能化的同時,加強與其它能源系統的互聯互通。 因而,需求側企業亟需加大對新能源的投資與利用,積極與電網深度合作,利用電網資源降低運營成本、提高服務質量,借助電網技術優勢實現企業智能化升級。在此過程中,電網側進行有效統籌協同,消費側推進綜合能源管理成為兩大攻堅重點。 趙晨旭表示,微電網作為支撐分布式能源發展的關鍵技術之一,為用戶提供多元化綠色能源供給,并作為有力補充,可緩解傳統電力系統的諸多不足。綜合能源管理成為能源節約和減排的重要手段,助力企業實現綠色轉型和可持續發展。這需要更多企業參與進來,在打造經濟、安全的電網的同時,重構商業模式,實現減碳、清潔與商業效益的同步。 “在今天我們大規模的新能源建設,尤其是分布式新能源發展的背景下,微電網的需求不斷增多,并迎來快速發展期。比如農村地區分布式光伏和整縣光伏的推進,其本質上是形成了一個微電網,農村地區發展微電網還可以解決一些末端電網供電上的低電壓和可靠性問題。 ”王湘稱。 盡管如此,現在微電網和綜合能源管理尚未廣泛應用,面臨著哪些發展的阻礙?王湘表示,目前,制約微電網發展的因素,一是微電網建設的產業鏈不夠完善,二是在規劃方面也沒有形成一種規劃的范式標準。所以未來在微電網和綜合能源管理的建設上,可能需要根據各個地區不同的需求和相應的資源稟賦,打造一些示范性工程項目。通過示范性工程項目,形成一些行業的共識,在這個過程當中培養出一些引領行業發展的人才,多管齊下,逐步推動微電網的發展。 作為能源管理專家,施耐德電氣深耕電網領域,在國內外市場都有著豐富的實踐經驗。對于當前微電網和綜合能源管理面臨的技術難題,施耐德電氣有專業的布局和解決方案。 黃弘揚介紹稱,在實際業務中,施耐德電氣發現新型電力系統帶來很多變化。 用戶的角度來看,隨著用戶端新能源比例的提高,源網荷儲等電網各個元素隨之增多,對用戶端形成一系列挑戰,其最核心的,一是安全,二是經濟性或者說效率。 以前,用戶并不需要考慮安全性的問題,更多是電網和設計院來負責整套系統,但在微電網場景里,在一個源網荷儲的多元系統中,除了設備安全,系統安全,還有很多全局安全和匹配性的問題需要考慮。我們看到一些客戶在實踐中,多個子系統之間的權責不清晰,背后就會有安全的隱患。所以我們強調,要從系統層面看微網或者綜合能源管理的應用。 面對新能源接入帶來的諸多不確定性,數字化創新則成為推動變革的核心動力。比如,整個配電結構發生變化后,需要通過數字孿生與仿真模擬,去重新匹配其安全性,再比如,很多用戶配備了光儲充風等新能源設施,該如何保證安全和協調運行也是個問題。我們在開展業務中接到很多這種來自客戶的咨詢需求。 對于效率方面,黃弘揚表示,可挖掘的地方更多了。因為隨著用戶側“源網荷儲數碳”等元素的復雜交織,互相之間的協調和配合就需要進行充分的考慮和精細化、一體化管理,再結合用戶場景的區別有針對性管理,例如,建筑和工廠場景的需求可能就是完全不一樣的。泛建筑場景的能耗主要來自于暖通,如何把暖通作為一個柔性空間融入整個建筑的源網荷儲就很關鍵;在工廠里,還要區分不同的工藝,這里面存在很大的優化空間。所以新型電力系統不只是電力系統問題,更重要對用戶的使用場景有深入了解,站在用戶角度考慮,我們發現用戶面臨很多類似的新問題,這需要用我們更多的時間積累,用數字化的技術結合場景來滿足用戶的新需求。
把綠色基因帶給各行各業 江蘇省的無錫零碳燈塔制造示范園,是能源人參觀學習必到的“網紅打卡地”。 在施耐德電氣無錫工廠柔性生產線,每個工作臺都采取六邊形積木式的設計,整個產線以協作機器手為中心,向外連接不同功能的工作臺,布局如同蜂窩巢。借助5G網絡,可按業務需求快速調整生產布局、大幅提高生產柔性和資產利用率,產線調整時間從幾周縮短至一天甚至數小時,產品上市時間縮短25%。 最震撼人心的是,通過綜合能源利用和管理,該工廠在確保系統100%安全可靠運行的前提下,實現了100%綠電消費。工廠運營階段平均度電成本降低了7%,減少了基礎設施投資500萬元,年生產效率提升了14%……為促進用戶側綜合能源利用與可持續發展樹立了燈塔和路標。 是什么讓施耐德電氣跨越式樹立了碳中和的標桿? 事實上,該園區創新性地引入物聯網技術,通過數字孿生技術建立動態能源模型,同時部署基于EcoStruxure架構的端到端能源管理解決方案,優化控制高能耗流程;其中EcoStruxure微網能源顧問,基于智能AI算法大幅度提升了能源調度的性能,提升了對能源消費和本地生產的預測能力。 這只是施耐德電氣諸多案例的一個折射。施耐德電氣借助自身在全球的碳中和經驗,正在各行各業發力,為行業提供在可持續發展方面的專業支持。 比如,在樓宇方面,施耐德電氣的微網解決方案同樣有著優秀表現。坐落于上海市的傅雷圖書館,建筑面積5500平方米,館藏10萬多冊。作為雙碳改造試點項目,該圖書館在當地政府的支持下完成了雙碳改造工程,并獲評成為全球首座LEED凈零碳認證圖書館,目標于2060年最終實現碳中和。 在本項目中,施耐德電氣攜手固特安能捷低碳科技有限公司,為傅雷圖書館引入微網解決方案,通過EcoStruxure微網能源顧問(下稱“EMA”)實現對建筑內光伏、儲能、充電樁與其他用能設備的有序管理,降低能耗與用能成本。通過EMA對建筑內所有能源設備的管理升級,該圖書館實現對用能設備的智能管控,以及對綜合能源的可監、可控、可優化。在保證其全年365天開放至凌晨的同時,大幅降低建筑用電成本,提高整體能效,達到100%綠電供應。目前,該圖書館已作為當地的首座近零碳建筑,成為新地標。 而在零碳園區的建設實踐中,施耐德電氣與歐瑞府以及德國能源署率先為全球做出表率。曾經是廢棄煤氣站,經過改造如今已成為歐瑞府園區,成為成歐洲第一、世界領先的零碳園區。園區占地5.5公頃,有150家創新型企業、近3500人入駐,自2014年建成以來,穩達德國與歐盟的2050氣候目標,并且驗證了經濟的可行性,為全世界零碳園區打造了標桿。 太湖新城集團新城能源公司成立已兩年。太湖新城集團在城市建設方面打造了很多綠色、低碳、宜居的標桿案例,在推進能源綠色低碳轉型過程中積累了豐富的經驗,而新城能源又是新城集團旗下唯一的能源管理平臺。 作為親歷者,黃莉稱,能源綠色化、低碳化是我國能源轉型及全球發展的大趨勢。無論是國家戰略層面,還是各方需求層面,要實現“雙碳”的更快落地,微網是其中關鍵一環。 太湖新城集團新城能源公司聚焦零碳技術、低碳手段,在全國范圍內落地八大項目,涉及到新型電力系統站網互動示范中心、企業綜合能源站、零碳場館、商超充電站等多元化場景。通過頂層設計先行,與用戶共同策劃,站在用戶角度規劃、開發與整體建設,真正實現為用戶提供能源綜合管理服務。 未來,針對新型電力系統建設,施耐德電氣將多方賦能。 通過低碳化及數字化手段,施耐德電氣以技術創新為推手,將在其整個能源管理過程中,為合作伙伴實現零碳目標。這是包括中國在內的全球綠色發展的大勢所趨,也是中國各個行業綠色低碳和數字化“雙轉型”的需要。
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