以數(shù)字化+綠色低碳，助新型電力系統(tǒng)雙轉(zhuǎn)型

近期，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，再次強(qiáng)調(diào)了加快推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、推動(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的要求。通過對新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建和落地，促進(jìn)新能源占比逐漸提高，才能科學(xué)有序推進(jìn)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，不斷提升綠色發(fā)展能力。

在能源、環(huán)境挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻的今天，新型電力系統(tǒng)承載著能源轉(zhuǎn)型的歷史使命。 2020年，新能源發(fā)電量占比約11.2%，電能占終端能源消費(fèi)的比重約為26.5%。隨著能源革命進(jìn)程加快推進(jìn)，供給側(cè)低碳新能源將大比例增加，需求側(cè)則面臨電氣化的快速提升。預(yù)計(jì)到2060年，我國新能源發(fā)電量占比將超過60%，工業(yè)、建筑、交通三大領(lǐng)域終端用能電氣化水平將提升至約50%、75%和50%。這些轉(zhuǎn)變同時(shí)也為電網(wǎng)帶來了巨大的轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)，需要讓電網(wǎng)轉(zhuǎn)型為更加靈活、更有彈性的新形態(tài)。

要實(shí)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)型，關(guān)鍵在于兩個(gè)方面的能力提升，我們施耐德電氣稱之為“Digital+Green”，既數(shù)字化和綠色低碳的結(jié)合。一方面，需要提升數(shù)字化在整個(gè)電力系統(tǒng)中的滲透率，依托數(shù)字化技術(shù)帶來的智慧價(jià)值，形成以數(shù)據(jù)為核心的生產(chǎn)要素，推進(jìn)能量流和信息流的深度融合，推動(dòng)在電力系統(tǒng)的各個(gè)組成部分、各個(gè)場景實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。另一方面，則應(yīng)不斷采用更加綠色低碳的技術(shù)進(jìn)行迭代和升級，持續(xù)推進(jìn)電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)的低碳化革新。

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，帶來技術(shù)特征和運(yùn)營模式“雙轉(zhuǎn)型”

那么，為何施耐德電氣提倡以數(shù)字化和綠色低碳，作為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的兩個(gè)關(guān)鍵要素呢？推果求因，我們不妨從新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵特征和本質(zhì)變化談起。

不難看到，國家能源局《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》對新型電力系統(tǒng)提出的要求可以概括為：應(yīng)對新能源波動(dòng)性、間歇性特點(diǎn)帶來的挑戰(zhàn)，有效提升電網(wǎng)的安全性、靈活性，形成源網(wǎng)荷儲各個(gè)環(huán)節(jié)的相互耦合和深度互動(dòng)，為面向“適應(yīng)新能源占比逐漸提高”的全面轉(zhuǎn)型提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和廣闊空間。

在這個(gè)轉(zhuǎn)型過程中，確保能源電力安全是基礎(chǔ)。建設(shè)新型電力系統(tǒng)，是在確保能源電力安全的前提下，滿足經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展需要。在高比例可再生能源接入與高比例電力電子設(shè)備應(yīng)用的“雙高”情況下，保持并提升電力系統(tǒng)的安全可靠性和彈性尤其重要。

此外，加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)，完善適應(yīng)可再生能源局域深度利用，加強(qiáng)區(qū)域間的電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，從局域到廣域提升電網(wǎng)新能源消納和資源配置能力，是實(shí)現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。以新型電力系統(tǒng)為基礎(chǔ)，建設(shè)源網(wǎng)荷儲一體化、多能互補(bǔ)的綠色、智能電力系統(tǒng)，全面提升彈性、靈活性和互聯(lián)互濟(jì)等關(guān)鍵能力。

落實(shí)到技術(shù)特征上，新型電力系統(tǒng)的電源中強(qiáng)不確定性以及弱可控性出力的新能源將逐步提高，運(yùn)行和調(diào)度呈現(xiàn)出更強(qiáng)的非計(jì)劃性，需要更強(qiáng)的包含交直、直直混合電網(wǎng)在內(nèi)的仿真和預(yù)測能力，以適應(yīng)“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同互動(dòng)的非完全實(shí)時(shí)平衡模式；運(yùn)營模式上，新型電力系統(tǒng)不僅需要滿足新能源特別是分布式新能源大量接入，而且需要滿足柔性、生產(chǎn)與消費(fèi)兼具型負(fù)荷大量接入，因此需要探索建立區(qū)域綜合能源利用機(jī)制，充分利用峰谷差電價(jià)等市場化因素，促進(jìn)能源“產(chǎn)消者”等更多主體共同參與到新型電力系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營，促進(jìn)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

數(shù)字化技術(shù)是“雙轉(zhuǎn)型”的核心驅(qū)動(dòng)力

面對這樣的“雙轉(zhuǎn)型”，數(shù)字化正是推動(dòng)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“質(zhì)變”的核心驅(qū)動(dòng)力。近年來，數(shù)字化引導(dǎo)電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)創(chuàng)新的重要作用日益突出，由此而來的“智變”可以成為有效應(yīng)對技術(shù)特征和運(yùn)營模式“雙轉(zhuǎn)型”的關(guān)鍵支撐點(diǎn)。

一方面，應(yīng)對技術(shù)層面的轉(zhuǎn)變要求，數(shù)字化技術(shù)可以把電力系統(tǒng)過去模糊的、不能測量的東西變得可見、可衡量，并提升效率，減少能源浪費(fèi)。依托一系列功能豐富的應(yīng)用，可以基于大數(shù)據(jù)提升電網(wǎng)的實(shí)時(shí)性能，通過更加精準(zhǔn)、智能的動(dòng)態(tài)預(yù)測和調(diào)度，優(yōu)化電力系統(tǒng)的效率和效能。

例如，施耐德電氣在電網(wǎng)側(cè)擁有以電力系統(tǒng)建模和仿真的領(lǐng)先軟件平臺ETAP為代表的數(shù)字孿生解決方案。ETAP 以模型為驅(qū)動(dòng)的高級功能，包括配電狀態(tài)估計(jì)、故障定位、隔離和供電恢復(fù)、數(shù)據(jù)趨勢分析、智能減載、負(fù)荷預(yù)測、開關(guān)優(yōu)化及開關(guān)序列管理等功能，能夠?yàn)殡娋W(wǎng)從設(shè)計(jì)階段到運(yùn)維階段提供豐富的建模、規(guī)劃、實(shí)時(shí)仿真分析等一系列解決方案。尤其是在新能源相關(guān)的應(yīng)用當(dāng)中，ETAP仿真分析軟件還可以提供饋線承載力分析、分布式能源資源的配網(wǎng)潮流和電能質(zhì)量等監(jiān)測功能，進(jìn)一步支持了對清潔新能源的普及應(yīng)用。

在埃及新首都智慧城市項(xiàng)目中，ETAP 高級配電管理系統(tǒng)從規(guī)劃、運(yùn)行到維護(hù)，為監(jiān)測、控制和優(yōu)化配電網(wǎng)安全運(yùn)行所需的所有角色提供共享網(wǎng)絡(luò)模型和用戶體驗(yàn)，以最大限度地提高電網(wǎng)的可靠性和彈性，并提升投資收益，助力數(shù)字化城市建設(shè)。

另一方面，應(yīng)對運(yùn)營模式的轉(zhuǎn)變要求，數(shù)字化技術(shù)則可以貫穿電力系統(tǒng)，提供完整端到端生命周期以及遠(yuǎn)程服務(wù)，優(yōu)化供給側(cè)到需求側(cè)，提升效率。在解決方案層面，則意味著基于數(shù)字化平臺提供更全面豐富、更適應(yīng)新型電力系統(tǒng)運(yùn)行模式和商業(yè)模式的工具和應(yīng)用。

在這方面，同樣不乏典型的案例，例如施耐德電氣提供的分布式能源管理和微電網(wǎng)解決方案，就能夠?yàn)楦嘣谟秒妭?cè)的工廠、園區(qū)、社區(qū)及充電基礎(chǔ)設(shè)施提供強(qiáng)力的支撐，對分布式清潔能源、微網(wǎng)和儲能進(jìn)行規(guī)劃、應(yīng)用和管理，助其在電力系統(tǒng)中的角色從單純的“用能者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爱a(chǎn)消者”，并獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。

今天，已經(jīng)有越來越多的能源“產(chǎn)消者”開始應(yīng)用EcoStruxure Microgrid Advisor微網(wǎng)能源顧問實(shí)現(xiàn)分布式清潔能源的高效利用，從而提升新能源滲透率，節(jié)約用能成本，甚至逐步實(shí)現(xiàn)“碳中和”愿景。例如，國家電網(wǎng)浙江省電力有限公司旗下欣美電氣，通過施耐德電氣提供的以微網(wǎng)為核心的分布式能源系統(tǒng)，以數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對屋頂光伏、儲能、柔性負(fù)荷的預(yù)測和優(yōu)化控制，以及以電為中心“多能互補(bǔ)”的功能，既經(jīng)濟(jì)又綠色。通過這一項(xiàng)目，欣美電氣2020年新能源發(fā)電量年度增長146%、年度新能源滲透率提高至70%、年度電費(fèi)總支出節(jié)省30%以上，率先獲得了浙江省企業(yè)首張“碳中和”證書。

“數(shù)字化+綠色低碳”組合拳，助推新型電力系統(tǒng)“質(zhì)變”

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，本質(zhì)上是在提升新能源比例、保障安全可靠性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升對供給端和需求端的調(diào)和能力，實(shí)現(xiàn)更靈活、更智慧、更多元的電網(wǎng)運(yùn)營模式。未來，施耐德電氣中壓將以“Digital+Green”作為強(qiáng)有力的“組合拳”，依托豐富的產(chǎn)品和解決方案，切實(shí)為新型電力系統(tǒng)賦能，并推動(dòng)電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、低碳化轉(zhuǎn)型。

那么，“Digital+Green”未來將在哪些方向上發(fā)揮引導(dǎo)力？首先是著眼于全生命周期的低碳“智”造。未來的電力設(shè)備是否能夠做到真正的全程低碳，需要站在全生命周期的角度，考量產(chǎn)品對環(huán)境的影響，包括綠色設(shè)計(jì)、綠色采購、綠色生產(chǎn)、綠色交付等環(huán)節(jié)，致力于促進(jìn)包括自身在內(nèi)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的減碳。施耐德電氣全新一代無六氟化硫（SF6-free）AirSeT系列中壓開關(guān)設(shè)備，在設(shè)計(jì)之初就秉持以干燥空氣代替六氟化硫這類溫室氣體的低碳理念，避免了設(shè)備在使用過程中可能存在的強(qiáng)溫室效應(yīng)氣體泄露和回收問題；在生產(chǎn)階段，施耐德電氣的工廠利用分布式能源和微電網(wǎng)，促進(jìn)了清潔能源的規(guī)模化使用，打造了業(yè)界領(lǐng)先的“碳中和工廠”，降低了設(shè)備制造過程中的碳足跡。這樣一來，產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、應(yīng)用到回收的整個(gè)生命周期，都傳遞出低碳的價(jià)值，有力地支持了電力系統(tǒng)的低碳化發(fā)展。

此外，結(jié)合裝備“智”造的趨勢，電網(wǎng)和用戶端還將涌現(xiàn)出更多的數(shù)字化原生設(shè)備，這些“生來智能”的設(shè)備，可以在全生命周期范圍內(nèi)，更好地適應(yīng)電網(wǎng)和用戶端的數(shù)字化環(huán)境和要求。

“Digital+Green”的理念，還體現(xiàn)在更多的智能化和自動(dòng)化流程，以及“軟件定義硬件”的趨勢。今后，依托遠(yuǎn)程運(yùn)維、自動(dòng)監(jiān)測、自診斷等功能的智能化操作流程將成為中壓電力設(shè)備的“標(biāo)配”，大大解放用戶的時(shí)間和效率。此外，結(jié)合“軟件定義硬件”的趨勢，數(shù)字化平臺提供的新型工具和應(yīng)用，可以依托大數(shù)據(jù)提供更強(qiáng)的分析、預(yù)測和決策輔助能力，助力“產(chǎn)消者”等新型用戶實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。

未來，施耐德電氣還將不斷向中國市場引入更多來自全球的低碳實(shí)踐，例如施耐德電氣與AutoGrid聯(lián)合開發(fā)的虛擬電廠VPP等應(yīng)用，都有望在國內(nèi)發(fā)揮更大的作用。與此同時(shí)，“Digital+Green”也在不斷加速賦能國內(nèi)新型電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，例如，施耐德電氣應(yīng)用于雄安新區(qū)的數(shù)字化+無六氟化硫中壓開關(guān)設(shè)備的軟硬件解決方案，就兼具了高品質(zhì)設(shè)備、數(shù)字賦能、主動(dòng)運(yùn)維、軟硬件一體化等先進(jìn)特征。

以“Digital+Green”引領(lǐng)的綠色“智變”，助推新型電力系統(tǒng)的“質(zhì)變”，施耐德電氣愿與您一路同行，共創(chuàng)共贏，共同迎接更加安全高效、低碳清潔的美好未來。

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