施耐德電氣:能源新世界未來(lái)配電網(wǎng)需關(guān)注5大領(lǐng)域
數(shù)字化趨勢(shì)下,電網(wǎng)效率得到大幅提升,為城市發(fā)展注入新活力。為進(jìn)一步推進(jìn)中心城市的智能配電網(wǎng)建設(shè),國(guó)家電網(wǎng)宣布計(jì)劃通過(guò)4年左右的時(shí)間,在北京、天津、上海等10個(gè)大型城市,全面提高城市配電網(wǎng)的可靠性和供電質(zhì)量,打造世界一流城市配電網(wǎng)。此項(xiàng)規(guī)劃以提高網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、設(shè)備技術(shù)、精益運(yùn)維和智能互動(dòng)服務(wù)水平為重點(diǎn),對(duì)配電企業(yè)的整體互聯(lián)性智能技術(shù)提出明確要求。未來(lái)配電網(wǎng)建設(shè)已提上日程,部署路線逐漸清晰。
能源行業(yè)處于關(guān)鍵時(shí)刻
當(dāng)前,人類(lèi)正進(jìn)入一個(gè)數(shù)字互聯(lián)的世界,從配電企業(yè)的控制室到消費(fèi)者家中的電源插座,科學(xué)技術(shù)正幫助我們以更智能、更高效的方式利用能源。
隨著能源消費(fèi)者對(duì)電網(wǎng)可靠性和能源環(huán)境影響的期望日益提高,各方爭(zhēng)先恐后推出智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)型計(jì)劃。但轉(zhuǎn)型絕非易事,在規(guī)劃各自的發(fā)展路徑時(shí),配電企業(yè)必須慎之又慎。在向高智能化轉(zhuǎn)型時(shí),不僅涉及網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施的改造升級(jí),還涉及到非常復(fù)雜的法規(guī)和運(yùn)營(yíng)環(huán)境。
解碼未來(lái)電網(wǎng)
在一些預(yù)測(cè)者來(lái)看,未來(lái)公用事業(yè)或因面臨"死亡螺旋"的風(fēng)險(xiǎn),而不算明朗。但施耐德電氣始終選擇大膽創(chuàng)想,并努力將之變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。我們可以設(shè)想這樣一個(gè)全球能源網(wǎng)絡(luò):在這里,電力成本和二氧化碳排放量很低,無(wú)論地理區(qū)域和財(cái)務(wù)狀況,所有人均可享受高可靠、高安全、高效率的電力供應(yīng)。在這個(gè)世界,能源供應(yīng)充足、價(jià)格便宜,并且可再生;在這個(gè)世界,配電企業(yè)可通過(guò)自動(dòng)化技術(shù),降低管理難度并實(shí)現(xiàn)盈利。
為實(shí)現(xiàn)這一互聯(lián)互通、高效運(yùn)行的未來(lái)能源世界,施耐德電氣對(duì)五大關(guān)鍵領(lǐng)域進(jìn)行了深入的研究,并做出了以下預(yù)測(cè):
(一)可靠性
如今,95%的企業(yè)業(yè)務(wù)涉及數(shù)字化應(yīng)用,為在全球范圍內(nèi)保持競(jìng)爭(zhēng)力,他們對(duì)"永不停機(jī)"的電力環(huán)境提出迫切要求。然而,相比歐洲電網(wǎng),當(dāng)前新興經(jīng)濟(jì)體的電網(wǎng)可靠性普遍低于應(yīng)有水平。
公用事業(yè)部門(mén)的停機(jī)事件由內(nèi)部和外部因素共同驅(qū)動(dòng)。內(nèi)部因素引起的停機(jī)事件通常由人為錯(cuò)誤或技術(shù)故障造成;外部因素驅(qū)動(dòng)的停機(jī)事件則通常由惡劣天氣、隨機(jī)事故和蓄意破壞(通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或物理手段)引起。而對(duì)內(nèi)部停機(jī)因素的控制能力,要比外部因素相對(duì)容易。目前,在"易于控制"內(nèi)部防控方面,公用事業(yè)部門(mén)正努力改進(jìn)流程,消除單點(diǎn)故障并強(qiáng)調(diào)內(nèi)部安全。
施耐德電氣認(rèn)為,"永不停機(jī)"的未來(lái)世界,需要整個(gè)維護(hù)領(lǐng)域?qū)⒂僧?dāng)前的被動(dòng)性實(shí)踐轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳A(yù)測(cè)性和基于條件的維護(hù)。嵌入式傳感器將觀察到整個(gè)配電線路中所有設(shè)備的行為,并對(duì)安裝實(shí)踐、布線技術(shù)、機(jī)器連接和負(fù)載配置方面出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)告,提醒業(yè)主可能的組件過(guò)早磨損。此外,還將對(duì)系統(tǒng)可用性可能發(fā)生的負(fù)面影響因素(比如可能的人為誤操作、溫度過(guò)高、酸度過(guò)高、腐蝕和功率波動(dòng))進(jìn)行標(biāo)記,并會(huì)告知操作人員該采取何種措施。
(二)效率
當(dāng)前高度集中化的發(fā)電系統(tǒng)中,輸配電損耗較大,而公用配電事業(yè)的高度定制化與獨(dú)特性也會(huì)導(dǎo)致效率低下和運(yùn)營(yíng)成本的增加。為實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)的同時(shí)降低碳排放,公用事業(yè)需要變得更加高效,否則面臨被驅(qū)逐的風(fēng)險(xiǎn)。
隨著行業(yè)由集中發(fā)電轉(zhuǎn)移到采用越來(lái)越多的區(qū)域性發(fā)電,物理基礎(chǔ)設(shè)施可以盡可能地以其最高極限運(yùn)行。因此,公用事業(yè)部門(mén)可以通過(guò)較低的前期投資,維持相同的服務(wù)水平,以減少采購(gòu)成本。此外,基于施耐德電氣對(duì)變電站變壓器進(jìn)行的密切監(jiān)測(cè)和分析發(fā)現(xiàn),如果變壓器在遠(yuǎn)低于其負(fù)載極限環(huán)境下運(yùn)行,其壽命可以得到延長(zhǎng)。
公用事業(yè)原來(lái)以銷(xiāo)售額驅(qū)動(dòng)的增長(zhǎng)戰(zhàn)略,并非維持業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的可持續(xù)戰(zhàn)略。施耐德電氣看到,全球趨勢(shì)正在轉(zhuǎn)移,以使經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消費(fèi)不再掛鉤。這一目標(biāo)可通過(guò)更加高效的運(yùn)營(yíng)解決方案實(shí)現(xiàn)。根據(jù)Jevon悖論,資源效率的提高會(huì)增加(而并非減少)該資源的消耗率.
(三)技術(shù)能力
海量數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長(zhǎng),意味著將無(wú)法對(duì)復(fù)雜多變的全球能源生產(chǎn)和消費(fèi)行為人力管理。為了降低成本和提高競(jìng)爭(zhēng)力,新增智能設(shè)備不斷涌入電網(wǎng),但是集成水平還不是很高,目前大多數(shù)發(fā)電和輸電系統(tǒng)都在孤島中運(yùn)行。此外,運(yùn)營(yíng)商因電網(wǎng)的復(fù)雜性而不堪重負(fù),網(wǎng)絡(luò)安全級(jí)別也需進(jìn)一步提升。
面對(duì)技術(shù)壓力,以及來(lái)自政府及消費(fèi)者在降低電價(jià)方面的訴求,配電企業(yè)需要采取雙管齊下的方法來(lái)簡(jiǎn)化運(yùn)營(yíng)并降低成本:第一,需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和擴(kuò)展的投資進(jìn)行認(rèn)真控制;第二,在現(xiàn)有資產(chǎn)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)更多價(jià)值。
施耐德電氣相信,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的廣泛采用將保證系統(tǒng)之間的互操作性,同時(shí)為配電企業(yè)提供前所未有的靈活性。即插即用設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、通信標(biāo)準(zhǔn)和建模協(xié)議等技術(shù)將確保信息的直接流動(dòng),這將提高系統(tǒng)的整體效率,減少人為錯(cuò)誤,并提升網(wǎng)絡(luò)安全水平。
展望未來(lái),純粹的集中式基礎(chǔ)設(shè)施將消失,以避免"單點(diǎn)故障".基礎(chǔ)設(shè)施將變得更加本地化甚至虛擬化。按需服務(wù)將主導(dǎo)市場(chǎng)。擁有自愈和自我糾正的系統(tǒng)將上線。屆時(shí),"白領(lǐng)"運(yùn)營(yíng)商將根據(jù)可變的環(huán)境和市場(chǎng)情況做出決策(與今天的股票經(jīng)紀(jì)人類(lèi)似)。
(四)氣候與環(huán)境
聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)報(bào)告顯示,人類(lèi)對(duì)氣候系統(tǒng)的影響顯而易見(jiàn),溫室氣體排放量已經(jīng)達(dá)到有史以來(lái)最高水平。近期的氣候變化對(duì)人類(lèi)和自然系統(tǒng)產(chǎn)生了廣泛影響。該組織表示,成功的應(yīng)對(duì)對(duì)策需要能夠在接下來(lái)的幾十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)大幅減排,并在本世紀(jì)末實(shí)現(xiàn)二氧化碳的近零排放。
由于化石燃料的高度使用,目前電力和熱力發(fā)電部門(mén)是二氧化碳排放量最大的領(lǐng)域(約占42%),公用事業(yè)成為快速實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的重點(diǎn)行業(yè)。
施耐德電氣認(rèn)為,在未來(lái)能源新世界,地球上將有大片區(qū)域成為無(wú)碳區(qū),只有非化石燃料發(fā)電才被接受。氣候?qū)A(chǔ)設(shè)施的影響將更為嚴(yán)峻,難以預(yù)測(cè),并且將會(huì)擾亂電力供應(yīng)。而引領(lǐng)清潔能源轉(zhuǎn)型的企業(yè)將成為最大受益者。
(五)市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)及商業(yè)模式演變
盡管目前人們普遍意識(shí)到,傳統(tǒng)配電模式正在經(jīng)歷根本性變革,但公用事業(yè)的利益相關(guān)方,仍處于對(duì)行業(yè)未來(lái)結(jié)構(gòu)的探索和思考中。
由于當(dāng)今傳統(tǒng)公用事業(yè)依然將大部分精力,關(guān)注在短期優(yōu)先事項(xiàng)和約束條件,新的參與者和產(chǎn)消者正在進(jìn)入市場(chǎng)填補(bǔ)空白。他們通過(guò)能夠監(jiān)測(cè)電價(jià)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài),并可推動(dòng)能源消費(fèi)模式的技術(shù),實(shí)現(xiàn)最低價(jià)格,這些產(chǎn)消者的影響力不斷增強(qiáng)。
施耐德電氣認(rèn)為,未來(lái)的智能電網(wǎng)將帶來(lái)諸多相關(guān)商業(yè)戰(zhàn)略,其中包括高度寬松的監(jiān)管環(huán)境,創(chuàng)新性動(dòng)態(tài)定價(jià)體系,在需求管理業(yè)務(wù)規(guī)劃中建立領(lǐng)導(dǎo)地位,由集中式發(fā)電廠轉(zhuǎn)向更多本地的微電網(wǎng),以及建立覆蓋所有運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
責(zé)任編輯:電朵云
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