全球氣候變化的挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻,使得推動(dòng)能源變革已成為全球范圍內(nèi)的當(dāng)務(wù)之急。在這一過程中,中國推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的步伐尤為積極。最近召開的中央全面深化改革委員會(huì)第二次會(huì)議就強(qiáng)調(diào),我國生態(tài)文明建設(shè)已進(jìn)入以降碳為重點(diǎn)戰(zhàn)略方向的關(guān)鍵時(shí)期,要科學(xué)合理設(shè)計(jì)新型電力系統(tǒng)建設(shè)路徑,在新能源安全可靠替代的基礎(chǔ)上,有計(jì)劃分步驟逐步降低傳統(tǒng)能源比重。

在此前國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》也曾提出,構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng),推動(dòng)清潔電力資源大范圍優(yōu)化配置。新型電力系統(tǒng)是新型能源體系的重要組成和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵載體。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型塑造未來電網(wǎng),應(yīng)對(duì)新能源消納挑戰(zhàn)

事實(shí)上,以更清潔的新能源替代傳統(tǒng)能源,可謂是全球各地共同努力的目標(biāo)。但僅僅依靠建設(shè)更多新能源項(xiàng)目,而不考慮電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程,則往往無法達(dá)到預(yù)期的降碳效果。對(duì)此,施耐德電氣系統(tǒng)及服務(wù)業(yè)務(wù)全球執(zhí)行副總裁Frederic Godemel談到,在 2022年上半年,因?yàn)殡娋W(wǎng)缺乏傳輸能力,德國約有 4%的可再生能源電力被浪費(fèi);無獨(dú)有偶,2022年,美國加利福尼亞州同樣因此而削減了2.4兆瓦時(shí)的風(fēng)能和太陽能發(fā)電量,這些電量足以為約 20萬戶家庭供電。

這些實(shí)例都證明,作為連接電力生產(chǎn)和消費(fèi)的橋梁和樞紐,電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的速度直接影響能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程。在這方面,作為全球能源管理領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家,施耐德電氣依托面向未來電網(wǎng)的EcoStruxure Grid架構(gòu)與平臺(tái),利用數(shù)字化技術(shù)和解決方案,改善新能源的接入與整合能力,實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各個(gè)環(huán)節(jié)的深度互動(dòng),提升能源全生命周期的效率,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)端到端的管理與優(yōu)化。

Frederic Godemel指出,作為一種“為應(yīng)對(duì)未來而生”的電網(wǎng)解決方案,未來電網(wǎng)將整合大量可再生能源以實(shí)現(xiàn)去碳化的電力。它不僅混合了集中式發(fā)電和分散式發(fā)電,還需要來自需求側(cè)的支持。Frederic Godemel尤其強(qiáng)調(diào)了未來電網(wǎng)的數(shù)字化特征。他談到:“風(fēng)能和太陽能在本質(zhì)上具有波動(dòng)性,并且此類新能源發(fā)電和負(fù)荷時(shí)空分布極不均衡,這使得未來電網(wǎng)需要利用數(shù)字化功能來平衡電力供需。除此之外,正在大力部署的儲(chǔ)能技術(shù)同樣可以在靈活性方面發(fā)揮作用。”

由此可見,要消納更大規(guī)模、更高比例的新能源,勢(shì)必以數(shù)字化作為“解鎖”挑戰(zhàn)的金鑰匙,從而真正讓電網(wǎng)成為一項(xiàng)推動(dòng)能源變革和脫碳的戰(zhàn)略資產(chǎn)。

數(shù)字原生+數(shù)字孿生,解鎖能源轉(zhuǎn)型和脫碳的價(jià)值潛力

在實(shí)際應(yīng)用中,要加速推進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,需要以電力數(shù)據(jù)的采集作為重要抓手。只有進(jìn)一步釋放數(shù)據(jù)要素價(jià)值,才能不斷強(qiáng)化電力數(shù)據(jù)的價(jià)值作用,推進(jìn)數(shù)字化向更大范圍、更高頻度、更深層次演進(jìn)。

除了釋放電力數(shù)據(jù)的價(jià)值,近年來以數(shù)字孿生為代表的數(shù)字化技術(shù),同樣可以為電力項(xiàng)目的輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)維管理、調(diào)度指揮、故障處理、智能干預(yù)等場(chǎng)景提供全面的數(shù)字化支撐。在這方面,未來電網(wǎng)解決方案同樣包含了全球領(lǐng)先的覆蓋電氣設(shè)計(jì)、仿真、工程和運(yùn)營的可持續(xù)企業(yè)級(jí)平臺(tái)——ETAP電氣系統(tǒng)數(shù)字孿生平臺(tái),致力于進(jìn)一步強(qiáng)化電網(wǎng)、新能源等電力項(xiàng)目全生命周期的數(shù)字化能力,促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與綠色可持續(xù)發(fā)展,主動(dòng)擁抱電力系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,例如可以為企業(yè)調(diào)整用電負(fù)荷、削峰填谷等需求側(cè)響應(yīng)類的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

特別是對(duì)于業(yè)界廣泛關(guān)注的新能源消納問題,ETAP電氣系統(tǒng)數(shù)字孿生平臺(tái)同樣能夠提供切實(shí)助力。它可以在新能源消納從設(shè)計(jì)、建造到運(yùn)營維護(hù)的全生命周期內(nèi)提供完整的解決方案和系統(tǒng)工程交付。例如,其分布式能源接入分析驗(yàn)證和電能質(zhì)量分析及改善等功能,可有效保障電力系統(tǒng)在新能源接入前后的安全穩(wěn)定,讓新能源消納帶來的價(jià)值更加清晰可見。

Frederic Godemel對(duì)未來電網(wǎng)的戰(zhàn)略性前景充滿了信心,他談到:“盡管我們?cè)谡務(wù)摗磥黼娋W(wǎng)’,但它已經(jīng)是完全成熟的解決方案。通過在施耐德電氣自身的辦公設(shè)施上采用最新的技術(shù),我們?cè)谀茉促~單上實(shí)現(xiàn)了低于五年的投資回報(bào)周期——施耐德電氣于2020年投入使用的IntenCity項(xiàng)目,不僅能耗低于歐洲樓宇平均能耗值的十分之一,從試運(yùn)行之日起就實(shí)現(xiàn)了凈零碳排放。”