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施耐德電氣冰峰:智能化電氣系統(tǒng)保障儲能安全性

作者:中國儲能網(wǎng)新聞中心 來源:數(shù)字儲能網(wǎng) 發(fā)布時間:2020-10-13 瀏覽:

中國儲能網(wǎng)訊:9月24—26日,由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合200余家機構(gòu)共同支持的第十屆中國國際儲能大會在深圳鵬瑞萊佛士酒店召開。此次大會主題是“共建儲能生態(tài)鏈,開啟應(yīng)用新時代”。 來自行業(yè)主管機構(gòu)、國內(nèi)外駐華機構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構(gòu)等不同領(lǐng)域的1621人參加了本屆大會。本次大會由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會、中國科學院電工研究所儲能技術(shù)組和中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦。  

在24日下午的“儲能電站規(guī)劃與設(shè)計”專場,施耐德電氣(中國)有限公司上海分公司能效管理低壓事業(yè)部行業(yè)市場經(jīng)理冰峰分享了主題報告《智能化電氣系統(tǒng)保障儲能安全性》。會務(wù)組對發(fā)言人的演講速記做了梳理,方便大家會后交流、學習,以下是速記全文:

冰峰:非常有幸受到組委會的邀請,能夠跟大家分享《智能化電氣系統(tǒng)提升儲能系統(tǒng)安全性》。

2019年全年累計發(fā)電裝機容量全國達到近2010個GW。其中火電還是屬于龍頭老大哥地位,占了60%的體量,而清潔能源,包括風電、光伏、儲能、水力發(fā)電占到了40%。在2019年,我國新增的發(fā)電裝機容量全國已經(jīng)實現(xiàn)了一萬多千瓦的規(guī)模,同比增長達到將近6%。在火電行業(yè)去產(chǎn)能以及從發(fā)電側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的背景下,這個增速已經(jīng)非??炝?。

到底是哪些因素帶動了新能源以及傳統(tǒng)能源的快速增長呢?太陽能+風能,這兩塊加起來已經(jīng)超過了50%的體量。我們新能源的發(fā)展要遠遠大于火電行業(yè)的增速?;痣娦袠I(yè)包括傳統(tǒng)的水電,它的比例已經(jīng)差不多在44%左右,增速會比較緩慢。

前幾年太陽能受到國家補貼以及政策紅利的影響非常明顯,發(fā)展非常迅速。但近幾年由于風電補貼的逐步退坡以及搶裝,風電行業(yè)在近幾年出現(xiàn)井噴式的發(fā)展。

當我們從歷次能源改革和變革看,從人類第一次使用火到很熟練的使用生物能源、化石能源,到現(xiàn)在很廣泛的使用電能甚至是清潔能源,包括風電、光伏等等,經(jīng)歷了很多階段。

在發(fā)電端,無論是風電、光伏,還是傳統(tǒng)火電,都需要削峰填谷,需要儲能行業(yè)技術(shù)的快速應(yīng)用。 在用電端,微網(wǎng)用電和電動交通這塊有很多新的發(fā)展,包括高鐵、電動汽車、充電樁,都帶來了儲能行業(yè)的應(yīng)用需求增加。其對于削峰填谷的作用非常明顯,并且在用戶側(cè)儲能,尤其是很多工業(yè)、商業(yè)應(yīng)用環(huán)境場合下,通過儲能能夠?qū)崿F(xiàn)很高的經(jīng)濟效益。

從生產(chǎn)測、系統(tǒng)側(cè)到消費側(cè),儲能行業(yè)一直在助力能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和轉(zhuǎn)型。

剛才提到的風電、光伏,受到環(huán)境的影響非常大,例如光伏,每天日照時間不是很平均,同時夜晚沒有光,電發(fā)不出來。又如風能,每一個地方風資源不平衡,風力受環(huán)境影響,發(fā)電效率和發(fā)電的出力都有變化。通過儲能就可以很好的把出力平均化,把削峰填谷的作用最大化。

前幾年在電網(wǎng)側(cè)也做了很多儲能的項目,它幫助我們從包括發(fā)電端的整個電網(wǎng)實現(xiàn)了尖峰負荷能力的提升。

消費側(cè),儲能幫我們提供了最后一個環(huán)節(jié)的保障。像快遞行業(yè)提到如何解決最后一公里的配送問題。儲能也一樣,如何在用戶側(cè)幫助我們把電儲存好甚至利用好,都提供了很好的解決方案。

就像李俊峰主任提到的,儲能行業(yè)一直在跟隨著風電和光伏幾個大的行業(yè)趨勢往前邁動。儲能行業(yè)包括幾個特點,包括多向能流,同時操作特別頻繁。

這個行業(yè)要求的安全性也特別高,儲能行業(yè)的各位朋友可能知道,近幾年包括韓國、日本等等地區(qū),儲能電站發(fā)生了很多或大或小的事故,這給我們敲起了警鐘。整個行業(yè)無論是用戶側(cè)還是元器件和設(shè)備提供商,遇到安全性、可靠性要求時都特別慎重。

施耐德電氣對于發(fā)電、變電、輸電、配電有很多經(jīng)驗,我想分享一下如何從智能配電角度,提升儲能系統(tǒng)整體的可靠性、安全性。儲能系統(tǒng)相對于風電或者光伏系統(tǒng)比較簡單,可以簡化成三大塊,低壓電池包,逆變包,以及電網(wǎng)側(cè)儲能的升壓并網(wǎng)系統(tǒng)。如下列出了一些關(guān)鍵回路和系統(tǒng)元件,包括直流斷路器和接觸器、交流側(cè)接觸器和斷路器,以及中壓升壓變壓器、環(huán)網(wǎng)柜。

在整個鏈路上,幾個環(huán)節(jié)都比較重要。施耐德電氣有很多關(guān)鍵性的技術(shù),保障了設(shè)備的可靠性、以及對故障響應(yīng)的 及時性。例如斷路器以雙旋轉(zhuǎn)分斷、無極性直流技術(shù),適應(yīng)能源雙向流動裝備。在儲能電站范圍內(nèi),檢修人員操作設(shè)備時,斷路器里如果噴出來帶電氣體,很容易造成人員傷害。從元件的角度,施耐德電氣的框架短路器具有零飛弧技術(shù),實現(xiàn)了元件本身的安全性,實現(xiàn)對運維人員的保護。

儲能系統(tǒng)從元件基本的保護功能之外,我們要求儲能系統(tǒng)的設(shè)備到系統(tǒng)到元件,要具有高感知性,要具備互聯(lián)互通的基本功能。

為什么儲能系統(tǒng)會發(fā)生比較嚴重的事故和問題,通常是因為電器系統(tǒng)發(fā)生故障或者在局部發(fā)生了溫升現(xiàn)象。無論是母線還是各種元器件設(shè)備,無一例外都集成了很多溫度傳感器。這些溫度傳感器就可以實時檢測到各個環(huán)節(jié)溫升變化以及所存在的問題。各個元器件包括很多友商在提智能化元器件,包括變壓器、斷路器,都提升了它的智能化水平,本身就具有故障報警功能,同時能實時檢測電器壽命以及剩余壽命周期,都能提出很好的預(yù)防性維護水平。

從智能配電系統(tǒng)看如何保障儲能安全性?答案在于增加關(guān)鍵設(shè)備元器件的運行監(jiān)測,同時增加了主動性預(yù)防維護功能,知道觸頭大概動作了多少次,預(yù)期壽命有多少,以提供給我們的運維工程師相關(guān)的工單和報告,幫助他去做這種預(yù)防性維護。這個在建筑、工業(yè)里面都應(yīng)用非常廣泛了,可以集成所有的系統(tǒng)集成商的數(shù)據(jù)和節(jié)點,在第二層的專家系統(tǒng)進行分析,保證我們不僅能看得到數(shù)據(jù),而且能讀得明白,而且能分析出問題所在,幫助業(yè)主做一些運維工作。

如何改善儲能整個系統(tǒng)的運維效率?重在檢測和預(yù)防。這相當于人的體檢,大家為了保障身體的健康,每年會做定期體檢,發(fā)現(xiàn)自己的問題。在儲能系統(tǒng)上其實就是體檢,通過一些體檢,包括人工的檢查,智能化設(shè)備、智能系統(tǒng)的檢測、自動化的判斷,來實現(xiàn)它的核心問題、核心危機早期的發(fā)現(xiàn)。同時,我們不僅在檢測層面,在系統(tǒng)層面能夠有一個自動化的判斷,我們的設(shè)備和參數(shù)也集成到了后臺的專家系統(tǒng)內(nèi)。我們聯(lián)合很多合作伙伴,把這些參數(shù)分享給合作伙伴,讓他們能夠在系統(tǒng)發(fā)生問題時提早的通過專家系統(tǒng)、通過服務(wù)工程師幫助他做一些判斷。

在系統(tǒng)層面很可怕的一點是數(shù)據(jù)未知、出現(xiàn)故障時才響應(yīng)。智能化系統(tǒng)一定有幾個特點,第一個是告別未知、知道問題所在,危機什么時候可能發(fā)生,概率怎么樣。我們要主動性的發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,告別繁瑣。

我們開發(fā)了很多,包括底層元件,二層軟件手段。例如這里分享的千里眼顧問,是我們開發(fā)的專門用于電氣資產(chǎn)健康的管理軟件,可以提供全生命周期的服務(wù)和解決方案。前期建設(shè)和初始設(shè)計階段,千里眼可以幫助儲能系統(tǒng)集成商或者設(shè)備做一個資產(chǎn)管理。軟件有一個健康儀表盤,可以幫助客戶實時看到哪些地方經(jīng)常會出現(xiàn)溫升,而且我們在系統(tǒng)中可以及時記錄到發(fā)生故障的點或者有可能出現(xiàn)問題的點。

接下來談?wù)?strong>施耐德電氣的數(shù)字化創(chuàng)新方案。首先是要拿到數(shù)據(jù),因為脫離開數(shù)據(jù)談智能化都是假的智能化。要拿到數(shù)據(jù),打通數(shù)據(jù),利用好數(shù)據(jù)。第一個層面,無論什么系統(tǒng)都需要具有智能化或者可靠的設(shè)備,這個設(shè)備本身不管是提供的元器件、電器組還是變流器,本身它的可靠性要高,同時也越來越多的要求這些元件要具備一定的智能化水平,能夠?qū)崿F(xiàn)通訊、互聯(lián)互通、感知到自我狀態(tài)。

第二層,互聯(lián)互通系統(tǒng)。它的作用是打通不同元器件、設(shè)備之間的鴻溝,讓數(shù)據(jù)互動起來,讓數(shù)據(jù)通過不同系統(tǒng)之間的對比實現(xiàn)它的價值。

第三層,結(jié)合整個生態(tài)圈建立起一套從研發(fā)端、設(shè)計端到使用端的綜合平臺,幫助我們無論是合作伙伴、客戶、自己的研發(fā)人員,能夠說一種話,講同一個故事,在一個平臺上工作,幫助我們自己的客戶實現(xiàn)他運維水平的提升。

施耐德電氣可以幫助儲能行業(yè)做很多事情,無論是發(fā)電端、變電、輸電到最后的用電,都有很多案例。例如我們給國網(wǎng)儲能的方案,幫助他們儲能設(shè)備從元器件、設(shè)備到第二層系統(tǒng)實現(xiàn)了更高可靠有效的應(yīng)用。同樣,我們在園區(qū)微網(wǎng)用電、光伏項目等等場合都有很好的應(yīng)用,幫助客戶實現(xiàn)了更高的投資回報率。

隨著國內(nèi)儲能行業(yè)度電成本的下降,以及元器件技術(shù)、通訊技術(shù)、綜合分析技術(shù)的提升,整個儲能行業(yè)呈現(xiàn)了快速發(fā)展的狀態(tài)。我們對儲能行業(yè)的未來寄予了厚望。我們希望能夠跟諸位一起攜手,幫助儲能行業(yè)提升整體安全性和效能。

我的分享就到這里,如有需要,歡迎會后交流。謝謝大家!

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