打造零碳标杆 微网大有可为 ——施耐德电气微网解决方案助力构建新型电力系统

随着碳中和进程的深入,我国能源结构正在由传统的石油、煤炭向新能源转型,双碳实践加速融入千行百业。党的二十大报告提出,要积极稳妥推进碳达峰、碳中和,深入推进能源革命,加快包括新型电力系统在内的新型能源体系规划建设。国家能源局2023年6月发布《新型电力系统发展蓝皮书》,为加快构建新型电力系统提供了更加明确的指引。在政策影响以及用户侧消纳需求持续扩张的推动下,更多可再生能源被纳入电网,增强能源网络的交互性已然成为实现脱碳目标的必由之路。

随着更多的新能源接入并改造现有能源系统,传统能源系统单向能量流开始转变为新能源多能融合、产消互补,用户逐渐从传统能源消费转变为能源产消一体化转型,由此带来愈发普遍的分布式新能源建设、高波动性和随机性的新能源发电,以及日益增加的能源成本。如何保证本地新能源最大化利用? 如何保证供电系统的安全可靠?如何实现更为经济的用能成本?都是目前新型电力系统建设亟需解决的问题。

至此,“微网”恰逢其时。作为涵盖本地新能源的储能、负荷设备与能源管理系统的一体化能源解决方案,微网不仅可以整合分布式能源,为电网提供柔性支撑,还能助力优化分布式能源的应用。理想的微网优点是显而易见的:可以通过分布式的能源建设将光伏、风电及储能设施接入电网;基于弹性控制暖通、照明、充电桩等设备实现柔性负载;兼容支持并网型、孤岛型、并离网型等多种类型微网的动态接入;并能从用量计费、设备状态、预测调度等多维度进行综合的能源管理;最终,帮助用户以灵活的姿态参与到能源与碳交易市场中。将传统的能源消费向产消一体化转型,使网内终端用户从中受益,让用户从能源的“消费者”变为“产消者”。

智慧实时分布式能源管理 四大核心价值赋能新型电力系统建设

施耐德电气认为,构建新型电力系统过程的本质,就是适应新能源大规模接入的过程。作为推进能源转型的关键,新型电力系统的建设不仅需要深厚的专业与实践积累,更需要前沿的数字化技术支撑。为此,施耐德电气推出了微网解决方案,以EcoStruxure Microgrid Advisor微网能源顾问(以下简称EMA)作为核心,通过边缘控制与互联互通的设备实现控制指令和数据传输,满足市电接入、分布式发电设备和用能设备的多种调配需求。EMA采用基于AI的独有优化控制算法,且迭代优化能力不断加强,可助力企业充分利用本地能源资源加强运营及业务能力。通过对实时数据的收集和分析监测各设备的运转情况及能效,并根据实时电价、天气数据及用电量,适时调整资源调配,让厂区和园区实现从新能源发电端,到电能储存、负荷用电需求的完美平衡。在各个维度为用户带来可观的经济收益:

  1. 经济型调优:大幅优化用能成本同时有效减少用户的扩容投资,帮助用户面向开放的电力交易市场获取能源收益;
  2. 清洁用能:提升用户新能源消纳水平,优化碳足迹,助力建设零碳示范场景;
  3. 弹性供电:提供安全、优质、稳定可靠的电能,减少变压器的负荷;
  4. 灵活模式,满足全生命周期需求:根据不同搭建阶段的地点,为用户的微网建设提供硬件调适部署、软件管理协同及灵活多样的综合能源服务,满足企业从规划设计到运营维护在内的全生命周期需求。

深入行业前端 助力企业零碳愿景落地成真

施耐德电气具备软硬兼施、从控制到硬件的完整方案能力和产线布局的完整服务体系,通过对并网资产和分布式能源的高效管理,可以帮助各个行业领域建立高效韧性可持续的智慧能源体系。目前,施耐德电气已在全球部署安装了超过800个微网解决方案,覆盖包括工商业、充电场站、油气化工、零碳园区等多个领域,精准满足不同用户的差异化诉求。

微网关联能源设备

随着我国碳达峰、碳中和目标的持续推进,越来越多能源“产消者”以数字技术与电力系统融合为契机,借助EMA,在实现分布式清洁能源高效利用的同时,大幅节约用能成本,不仅重构了电力系统的运营模式和管理方式,也在逐步实现“碳中和”愿景。

以施耐德电气携手国网无锡供电公司、国网无锡综合能源公司共同打造的无锡零碳灯塔制造示范园”为例。该园区创新性地引入物联网技术,通过数字孪生技术建立动态能源模型,同时部署基于EcoStruxure Power架构的端到端能源管理解决方案,优化控制高能耗流程;其中EMA基于智能AI算法大幅度提升了能源调度的性能,提升了对能源消费和本地生产的预测能力。

通过综合能源利用和管理,该园区完成了对资源消耗的持续监测与能源系统的大幅优化,在确保系统100%安全可靠运行的前提下,实现100%绿电消费,工厂运营阶段平均度电成本降低7%,减少基础设施投资500万元,年生产效率提升14%,为促进用户侧综合能源利用与可持续发展树立了行业典范。

在楼宇方面,施耐德电气的微网解决方案同样有着优秀表现。坐落于上海市的某图书馆,建筑面积5500平方米,馆藏10 万多册。作为双碳改造试点项目,当地政府计划将该图书馆打造成LEED Zero净零碳建筑,完成LEED金级认证,并于2060年最终实现碳中和。为此,该图书馆与施耐德电气通力合作,引入微网解决方案,通过EMA实现对建筑内光伏、储能、充电桩与其他用能设备的有序管理,降低能耗与用能成本。

通过EMA对建筑内所有能源设备的管理升级,该图书馆实现了用能设备的智监控管理,对新源设备做到可监、可控、可优化。在保证其全年365天开放至凌晨的同时,大幅降低建筑用电成本,提高整体能效,达到100%绿电供应。目前,该图书馆已作为当地的首座近零碳建筑成为新地标。

随着传统电力系统向清洁低碳、安全可控、灵活高效、开放互动、智能友好的新型电力系统演进,以“新能源+储能”为基础的智能微网模式能够解决分布式发电的波动性、间歇性难题,为推进能源系统数字化、智能化升级以及构建新型电力系统提供强劲助力。凭借绿色能源管理累积经验、完备的软硬件产品、覆盖全生命周期的从咨询到落地的服务与解决方案能力,施耐德电气将立足中国市场,通过创新引领,为市场源源不断地输出绿色数字化解决方案,积极赋能各行各业实现对能源和资源的最大化利用,推动全社会的可持续发展。