構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是我國電力系統(tǒng)建設的重要目標。
新型電力系統(tǒng)主體多元化、電網形態(tài)復雜化、運行方式多樣化的特點愈發(fā)明顯，對電力系統(tǒng)安全、高效、優(yōu)化運行提出了更大挑戰(zhàn)。如何建立以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)？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(fā)布了《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》，為加快構建新型電力系統(tǒng)制定了詳細的發(fā)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(tǒng)的建設不僅需要深厚的專業(yè)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(lián)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(lián)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(lián)網研究院新能源電力系統(tǒng)分析與優(yōu)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(yè)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(lián)網研究院新能源電力系統(tǒng)分析與優(yōu)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(yè)務負責人黃弘揚
活動圍繞“在未來的新型電力系統(tǒng)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(fā)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。
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(tǒng)建設中的問題，聚焦優(yōu)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(guī)模達11.2億千瓦，占比達到47％，首次超過煤電裝機規(guī)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(tǒng)靈活調節(jié)資源。而一旦新能源發(fā)電出現大規(guī)模處理降低或脫網，電力系統(tǒng)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(tǒng)要求電網從傳統(tǒng)單向輸電模式轉變?yōu)殡p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(tǒng)的互聯(lián)互通。
因而，需求側企業(yè)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(yōu)勢實現企業(yè)智能化升級。在此過程中，電網側進行有效統(tǒng)籌協(xié)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(fā)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(tǒng)電力系統(tǒng)的諸多不足。綜合能源管理成為能源節(jié)約和減排的重要手段，助力企業(yè)實現綠色轉型和可持續(xù)發(fā)展。這需要更多企業(yè)參與進來，在打造經濟、安全的電網的同時，重構商業(yè)模式，實現減碳、清潔與商業(yè)效益的同步。
“在今天我們大規(guī)模的新能源建設，尤其是分布式新能源發(fā)展的背景下，微電網的需求不斷增多，并迎來快速發(fā)展期。比如農村地區(qū)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(qū)發(fā)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(fā)展的阻礙？王湘表示，目前，制約微電網發(fā)展的因素，一是微電網建設的產業(yè)鏈不夠完善，二是在規(guī)劃方面也沒有形成一種規(guī)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(qū)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(yè)的共識，在這個過程當中培養(yǎng)出一些引領行業(yè)發(fā)展的人才，多管齊下，逐步推動微電網的發(fā)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(yè)的布局和解決方案。
黃弘揚介紹稱，在實際業(yè)務中，施耐德電氣發(fā)現新型電力系統(tǒng)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(zhàn)，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(tǒng)，但在微電網場景里，在一個源網荷儲的多元系統(tǒng)中，除了設備安全，系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(chuàng)新則成為推動變革的核心動力。比如，整個配電結構發(fā)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(xié)調運行也是個問題。我們在開展業(yè)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(xié)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(qū)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(qū)分不同的工藝，這里面存在很大的優(yōu)化空間。所以新型電力系統(tǒng)不只是電力系統(tǒng)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(fā)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。
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(xié)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(yè)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(tǒng)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(xù)發(fā)展樹立了燈塔和路標。
事實上，該園區(qū)創(chuàng)新性地引入物聯(lián)網技術，通過數字孿生技術建立動態(tài)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(yōu)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(yè)發(fā)力，為行業(yè)提供在可持續(xù)發(fā)展方面的專業(yè)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(yōu)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(jiān)、可控、可優(yōu)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(qū)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(qū)，成為成歐洲第一、世界領先的零碳園區(qū)。園區(qū)占地5.5公頃，有150家創(chuàng)新型企業(yè)、近3500人入駐，自2014年建成以來，穩(wěn)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(qū)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(fā)展的大趨勢。無論是國家戰(zhàn)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(huán)。
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(tǒng)站網互動示范中心、企業(yè)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(guī)劃、開發(fā)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(tǒng)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(chuàng)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(fā)展的大勢所趨，也是中國各個行業(yè)綠色低碳和數字化“雙轉型”的需要。
電力
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