今年，全球性的氣候變化和國(guó)際危機(jī)事件使“能源話題”再次升溫，同時(shí)也將全球范圍內(nèi)的新能源發(fā)展推入快車道。在中國(guó)，基于“雙碳”承諾，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)正在加速變革，以風(fēng)電、光伏為代表的新能源裝機(jī)量、發(fā)電量將逐步增加。
預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將超過(guò)煤電成為第一大電源，2060年前新能源發(fā)電量占比有望超過(guò)50%。新能源的快速擴(kuò)容帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，行業(yè)內(nèi)急需突破一系列基于新能源特點(diǎn)而出現(xiàn)的新挑戰(zhàn)。

系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，亟需數(shù)字化賦能的全生命周期方案

以太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電具有天然的隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性特征，需要電力系統(tǒng)維持短時(shí)的功率平衡和長(zhǎng)時(shí)限的電量平衡，給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)多重挑戰(zhàn)。

從電力供給端來(lái)看，隨著以風(fēng)電、光伏為代表的新能源裝機(jī)滲透率的提升，由于風(fēng)電存在白天低、晚上高的“逆負(fù)荷”特性，光伏存在白天有、晚上無(wú)的特性而無(wú)法保持穩(wěn)定出力，將極大地增加電網(wǎng)的穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)。在電網(wǎng)側(cè)，越來(lái)越多分布式新能源接入的配電網(wǎng)，也極大地考驗(yàn)配電網(wǎng)的彈性。從電力需求端來(lái)看，我國(guó)電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差逐年加大。隨著城市的發(fā)展、電氣化程度的加深，工業(yè)領(lǐng)域中的電能替代以及交通領(lǐng)域中電動(dòng)汽車保有量的增加，都將打破原有的以工業(yè)和居民用電為主的相對(duì)穩(wěn)定的電能需求規(guī)律，這將進(jìn)一步放大新能源接入對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的沖擊。

由此可見(jiàn)，新能源帶來(lái)的挑戰(zhàn)是貫穿源網(wǎng)荷儲(chǔ)全環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，而相關(guān)難題也是環(huán)環(huán)相扣且互相牽制的。因此，為應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，需要充分利用數(shù)字化技術(shù)，以覆蓋全生命周期的視角做全面布局，并深入每一環(huán)節(jié)，逐個(gè)突破關(guān)卡，最終實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)破局。

基于電力系統(tǒng)數(shù)字孿生能力，施耐德電氣面向新能源行業(yè)構(gòu)建了基于EcoStruxure?架構(gòu)與平臺(tái)，從規(guī)劃設(shè)計(jì)到建設(shè)再到運(yùn)維的覆蓋全生命周期的方案，在助力新能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)和高水平消納的同時(shí)，能夠保障電力安全的可靠供應(yīng)。方案融合了多項(xiàng)數(shù)字化技術(shù)，借助ETAP仿真分析軟件和EcoStruxure Microgrid Advisor微網(wǎng)能源顧問(wèn)（EMA）等應(yīng)用系統(tǒng)的能力延伸，完整覆蓋了企業(yè)從規(guī)劃設(shè)計(jì)到運(yùn)營(yíng)維護(hù)等全生命周期范圍內(nèi)的進(jìn)階需求，幫助企業(yè)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)收益、平衡用電供需、實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能調(diào)度，在系統(tǒng)層面調(diào)優(yōu)運(yùn)維，從而達(dá)成風(fēng)光儲(chǔ)協(xié)同下的經(jīng)濟(jì)與效率最大化目標(biāo)。

其中，ETAP智能數(shù)字孿生方案為新能源提供設(shè)計(jì)、運(yùn)維全生命周期方案，通過(guò)電力仿真分析，提升設(shè)計(jì)的安全可靠合規(guī)，ETAP PPC電廠控制系統(tǒng)，確保電站安全合規(guī)。面對(duì)用戶側(cè)高比例新能源接入的綜合能源管理需求，EMA微網(wǎng)能源顧問(wèn)通過(guò)對(duì)發(fā)電、負(fù)荷精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，離網(wǎng)切換的成熟控制邏輯及穩(wěn)定的邊緣控制能力，讓新能源資源可監(jiān)可控可優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”一體化穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

風(fēng)光無(wú)限，安全、綠色是先決條件

新型電力系統(tǒng)對(duì)新能源發(fā)電系統(tǒng)的可靠性要求遠(yuǎn)超以往，這就要求發(fā)電項(xiàng)目在運(yùn)營(yíng)中將安全作為第一要?jiǎng)?wù)。一方面風(fēng)機(jī)大型化以及海上風(fēng)電施工成本高等特殊行業(yè)屬性，對(duì)電氣產(chǎn)品高性能和可靠性提出了更高的要求；另一方面，由于大型風(fēng)光基地常建設(shè)在高海拔、海上、沙漠等地區(qū)，嚴(yán)苛環(huán)境下，再加上電氣設(shè)備對(duì)環(huán)境敏感，發(fā)電組件的性能和耐用性是承托新能源行業(yè)源頭動(dòng)力的關(guān)鍵。此外，為解決新能源行業(yè)生產(chǎn)端的安全性挑戰(zhàn)，施耐德電氣針對(duì)風(fēng)、光、儲(chǔ)等各類發(fā)電場(chǎng)景，提供不同的產(chǎn)品組合和解決方案。

延續(xù)一貫的產(chǎn)品品質(zhì)，施耐德電氣通過(guò)創(chuàng)新和敏捷的研發(fā)，向新能源行業(yè)提供安全耐用、高性能以及物有所值的元器件產(chǎn)品，有力保障新能源發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。以新一代TeSys F風(fēng)電行業(yè)專用接觸器為例，施耐德電氣領(lǐng)先升級(jí)1140V高電壓，使專業(yè)接觸器產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)高海拔電壓不降容，同時(shí)還以極強(qiáng)的耐用性，通過(guò)惡劣環(huán)境中，鹽霧、震動(dòng)、高低溫等嚴(yán)苛考驗(yàn)，為各發(fā)電場(chǎng)景下的安全可靠運(yùn)行構(gòu)建穩(wěn)定“基石”。而針對(duì)海上風(fēng)電特殊的應(yīng)用場(chǎng)景，施耐德電氣的MVS TA8系列1380V隔離開(kāi)關(guān)，可承受高達(dá)30g的沖擊載荷，鹽霧標(biāo)準(zhǔn)達(dá)1級(jí)，腐蝕耐受到C4，適應(yīng)海上嚴(yán)酷環(huán)境。

圖：TeSys F風(fēng)電行業(yè)專用接觸器在清潔能源高速擴(kuò)容，促進(jìn)行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的同時(shí)，新能源電氣設(shè)備本身的“綠色”程度同樣重要。作為可持續(xù)發(fā)展的倡導(dǎo)者、踐行者、賦能者，施耐德電氣基于自身在綠色制造領(lǐng)域的深厚優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)低碳的產(chǎn)品供應(yīng)。秉承綠色設(shè)計(jì)理念，施耐德電氣在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把節(jié)能低碳、提高資源循環(huán)利用率等理念和技術(shù)貫穿融合，不僅使產(chǎn)品滿足在功能和制造過(guò)程方面的可靠性，更提供了應(yīng)用全生命周期分析問(wèn)題的方法論。在產(chǎn)品層面大規(guī)模降低碳足跡，為客戶實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)與可持續(xù)發(fā)展加倍賦能的同時(shí)，也向制造行業(yè)貢獻(xiàn)了綠色轉(zhuǎn)型的思路和成功樣本。

多維挑戰(zhàn)，生態(tài)創(chuàng)新是持續(xù)發(fā)展的永動(dòng)力

“雙碳”目標(biāo)下，新能源行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是多維度的，不僅要面臨減碳目標(biāo)下的速度挑戰(zhàn)，還要面臨經(jīng)濟(jì)命題下的成本挑戰(zhàn)，更要考量能源變革中平衡需求與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的社會(huì)挑戰(zhàn)。所以，行業(yè)需要以更開(kāi)放的氛圍，打通產(chǎn)業(yè)中各環(huán)節(jié)的配合，并通過(guò)創(chuàng)新謀求突破。施耐德電氣通過(guò)聯(lián)合創(chuàng)新和敏捷開(kāi)發(fā)，與明陽(yáng)集團(tuán)展開(kāi)密切協(xié)作，共同推動(dòng)創(chuàng)新技術(shù)落地。雙方于2021年3月簽署合作備忘錄，承諾在產(chǎn)品聯(lián)合研發(fā)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合制定以及業(yè)務(wù)新模式方面展開(kāi)深度合作。在去年漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目合作中，僅半年內(nèi)，雙方就推出了MVS-T6海上風(fēng)電專用空氣斷路器。該款斷路器產(chǎn)品不僅擁有全系列1140V/66kA高分?jǐn)嗄芰Γ捎锰厥獠馁|(zhì)工藝防腐，還通過(guò)了漂浮式海上風(fēng)電各項(xiàng)嚴(yán)苛環(huán)境特殊試驗(yàn)認(rèn)證，性能領(lǐng)先業(yè)界，該產(chǎn)品的迅速問(wèn)世，成功保障了海上風(fēng)電設(shè)備的連續(xù)健康工作。

可持續(xù)不僅是企業(yè)的命題，更是行業(yè)的命題。施耐德電氣通過(guò)開(kāi)放的合作模式，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，向行業(yè)貢獻(xiàn)創(chuàng)新生命力。而作為能源管理和自動(dòng)化領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家，施耐德電氣也將通過(guò)可靠過(guò)硬的產(chǎn)品質(zhì)量和高效可行的數(shù)字化解決方案，在安全、高效、綠色的要點(diǎn)下，幫助新能源行業(yè)合作伙伴應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。在這樣豐富的籌備下，相信在未來(lái)，我們將在一條可持續(xù)的長(zhǎng)久之路上，見(jiàn)證新能源行業(yè)的換擋加速，并共享行業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展成就。