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老赛道新蜕变!这一电力市场将迎加速发展 
(发布日期:2023-6-20 16:17:24) 来源:电气自动化网
 

新型电力系统下,发电端、输配端、用能侧的变革正在给电能质量管理这一传统市场带来全新挑战和巨大发展空间。

双碳目标下,风光等可再生能源发电大幅增加、输配端分布式能源多点并网、用能侧多元化电力负荷的加入,使得“电能质量管理”成为业内高度重视和亟需优化的重要课题;另一方面,终端用能电气化水平正在成为考量一个国家能源转型成果的重要指标,按照《“十四五”现代能源体系》规划要求,2025年我国电能占终端用能比重将达30%左右,电能质量市场需求也随着政策的推进而迅速增长扩大。

挑战升级

当前,新型电力系统建设的持续推进和我国高端制造产业的快速增长,成为电能质量业务未来3-5年高速增长的强劲驱动。

2021年,我国首次提出构建以新能源为主体的新型电力系统。意味着未来占比近80%的可再生能源发电将扛起“碳达峰、碳中和”任务大旗。但以高波动、高电力电子设备为主要特征的风光大幅并网将对电网供电可靠性带来新的挑战,如何实现新能源并网后电能质量的“可监测、可分析、可管控”,成为新型电力系统建设的重要任务。

与此同时,“源网荷储”一体化模式的兴起带来了更为分散的配电架构和更复杂的终端负荷,分布式能源在配电网系统中的应用场景愈加广泛,配网电能质量要求被提升至新一轮高度。

一个典型的例子是,当下新能源汽车充电桩数量与充电功率不断增加,未来充电站很可能成为区域配电网最大的变动性负荷。而新能源汽车充电与城市用电负荷曲线高度重合,高峰时充电不但会进一步拉大峰谷差距,其瞬时的负荷变化也极易影响供电系统中各个节点的电压水平,严重时易产生电压偏移,影响电能质量和配网供电稳定与安全。

我们再将视角转向用能侧。

当下,电能质量已经成为支撑我国由“大国制造”向“大国智造”转型的必然要求,这一点在工业领域体现得尤其明显。随着中国对高端制造业的持续加大投入,芯片制造、数据中心、医疗设施等行业的高自动化和高精密加工产线极易受到谐波污染、电压骤降、供电中断等问题的影响,造成巨大的设备损耗和生产损失。

以数据中心为例,一方面数据中心对供电质量要求较高,频繁发生的电压、电流不稳会造成数据丢失;另一方面,数据中心的变频空调、制冷设备又是主要的谐波源,仅在数据中心这一供电场景中,就兼具大部分用能端所面临的电能质量难题。

可以说,无论是电力供给侧结构性改革,还是负荷侧用能管理,市场对于电能质量的管理和优化需求均在逐步攀升,也是这一传统市场迎来加速发展的背后逻辑。

“闭环”管理

一般而言,无论是电网需求亦或是工业生产,乃至更贴近用户侧的低碳园区等领域,功率因数、谐波污染、电压治理是电能质量管理的三大痛点。

作为全球能源管理与自动化领域数字化转型专家,施耐德电气基于以上三个用户痛点,从电能质量的监测、评估、分析、控制全业务流程深入,研发并推出以新一代PowerLogic™ Smart PQE数字化电能质量成套设备为核心的闭环电能质量综合治理应用方案,完美实现无功补偿、谐波滤除、动态电压恢复的电能质量综合治理,有效避免配用电系统故障,推动电能质量提升,提高电力系统健康水平,确保电气系统安全稳定运行,是切实提升电能质量管理的有效路径。

首先,通过搭载先进数字化技术的传感器、电能质量仪表等互联互通底层配电产品,全面准确监测配电系统及其关键回路上的主要电气参数;

然后,基于强大的数据传输、存储及计算技术将本地数据进行云端分析,预测系统电能质量问题,提高能源使用效率,以专业技术实现主动运维;

最后,基于分析结果,实现预判问题进而采取防范措施。合理添加VCK静态无功补偿、PCS+/PCSn有源滤波、PQU动态无功补偿、DVR/DVRS动态电压补偿等治理设备,保证配电系统安全运行和企业精益生产。

可以说,在基于“监测-分析-治理”于一体的电能质量 “闭环” 管理下,施耐德电气为各行业电力用户实现“故障预测处置”、“电能质量优化”、“远程智能控制”三大价值。

此外,EcoStruxure™ Power Advisor (PA) 电力顾问是以电力系统数据质量与配电网络电力健康为主题的数字化应用分析工具,在上述闭环管理中担任预测系统电能质量问题、提高能源使用效率、以专业技术实现主动运维的角色,也是施耐德电气电能质量管理产品的重要支撑应用之一。

数字化加持

一直以来,电能质量管理都被认为是较传统的业务,但随着新型电力系统的逐步推进,电能质量问题已经随着负荷多样性变得越来越复杂。

而数字技术恰恰就是能让隐藏问题透明化、复杂问题逻辑化的有力抓手。随着数字化、智能化的深入,电能质量这一传统赛道正在加速崛起,成为构建新型电力系统的重要支撑。

2022年3月,国网江苏建成覆盖全省的电能质量在线监测系统,积累了海量的电能质量监测数据,并通过数据挖掘全面反映电网运行性能、负荷综合用电特性、能耗水平等指标;

2022年6月,深圳完成了全国最大的城市电网电能质量在线监测系统建设,将电能质量监测装置安装于全市310余座变电站,以及300余家重要敏感用电单位的10千伏出线,满足高新技术制造、人工智能、金融等电能质量敏感行业的用电安全需求;

同样利用数字化技术支撑电能质量优化的还有国网北京电力,其基于5G通信的电能质量监测平台实时监测重要设备、电源及负荷等,提升电网运行监测数据的准确性,并成功应用在多个重大保电活动中。

当前,配电系统的安全可靠、绿色节能已经成为用能测刚需,在市场的快速增长下,施耐德电气也将电能质量管理作为核心业务之一重点推进——落地施耐德电气数字配电中国研发中心、在厦门工厂部署从?榈缴璞傅恼錾桓短逑,以及不断扩充专业研发团队人才支撑,以此来满足不断增长的行业诉求。

事实上,对于施耐德电气这样的老牌电力电气和数字化服务企业来说,数字化电能质量管理的价值已远不止体现在其成套设备产品上,更是施耐德电气参透各行各业负荷特征、打造不同行业智能配电解决方案的利器,也是其在智能配电领域最大的优势所在。

2023年施耐德电气创新峰会于近期盛大召开

未来,新能源发电、直流配电网以及储能等大批非线性源荷资源的入网将为电能质量管理带来新一轮的挑战,企业唯有迎难而上,锐意创新,才能跟上新型电力系统发展的快速节奏,驶入电能质量这一轮快速增长的赛道。


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