風(fēng)能、水能、太陽能等新能源具有很大的間歇性、隨機(jī)性，這類電源的并網(wǎng)，會(huì)帶來電壓、頻率穩(wěn)定問題，增加電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和降低電力系統(tǒng)整體運(yùn)行效率，這為電網(wǎng)運(yùn)行帶來新的挑戰(zhàn)。
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智能電網(wǎng)在中國并不是新鮮事物，但全球最大電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商ABB集團(tuán)認(rèn)為，中國的智能電網(wǎng)市場才剛剛開啟。
這一邏輯主要來自中國經(jīng)濟(jì)“新常態(tài)”和《巴黎協(xié)定》的落地實(shí)施。在強(qiáng)調(diào)高效、綠色環(huán)保，以及能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與轉(zhuǎn)型的背景下，智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)或?qū)⒃谥袊瓉砬八从械臋C(jī)遇。
“市場形勢(shì)變化后，數(shù)字化成為了增長的催化劑。”11月2日，ABB集團(tuán)電網(wǎng)業(yè)務(wù)總裁方秦在“2016ABB電力世界”活動(dòng)上稱，該公司將在中國著力發(fā)掘包括數(shù)字化變電站在內(nèi)的智能電網(wǎng)市場。
總部位于瑞士蘇黎世的ABB集團(tuán)是全球最大的電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商。全球領(lǐng)先的市場研究機(jī)構(gòu)Technavio在今年初發(fā)布的智能電網(wǎng)輸配電設(shè)備市場研究報(bào)告中，將ABB列為“全球五大智能電網(wǎng)輸配電設(shè)備供應(yīng)商”之首，其余四家分別為合并了阿爾斯通電網(wǎng)后的美國通用電氣、普睿司曼、施耐德電氣和西門子。
方秦告訴界面新聞?dòng)浾撸螂娋W(wǎng)設(shè)備市場規(guī)模大約在1100億美元，ABB的市場份額約11%，超過了西門子和通用電氣，位列第一。目前全球電網(wǎng)設(shè)備市場年增速為30%，未來將有2/3在智能電網(wǎng)。
ABB集團(tuán)高級(jí)副總裁、ABB(中國)有限公司董事長兼總裁顧純?cè)瑢?duì)界面新聞?dòng)浾叻Q，電網(wǎng)運(yùn)行的最基本要求在于安全可靠，而最大問題恰恰是不可控性。“要把這種不可控變成可控，唯一的可行性技術(shù)就是利用數(shù)字化來進(jìn)行調(diào)控。”
電力供給側(cè)和需求側(cè)變革催生出日益增長的新能源需求，卻為電網(wǎng)運(yùn)行帶來新的挑戰(zhàn)。
“中國的可再生能源比重正在不斷提升，但風(fēng)能、水能、太陽能等新能源有很大的間歇性、隨機(jī)性。”國家電網(wǎng)公司總經(jīng)濟(jì)師趙慶波告訴界面新聞?dòng)浾撸@類電源的并網(wǎng)，會(huì)帶來電壓、頻率穩(wěn)定問題，造成暫態(tài)穩(wěn)定性降低、線路傳輸功率越限、短路容量增加，增加電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。此外，風(fēng)電、太陽能發(fā)電等利用小時(shí)數(shù)低，降低了電力系統(tǒng)整體運(yùn)行效率。
在趙慶波看來，變電站的智能化、數(shù)字化是大勢(shì)所趨。盡管國家電網(wǎng)早在2009年就開始大規(guī)模推廣智能化應(yīng)用，但得益于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和整體宏觀局勢(shì)的變化，智能電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用前景在最近一兩年才真正凸顯。
信達(dá)證券能源互聯(lián)網(wǎng)首席研究員曹寅對(duì)界面新聞?dòng)浾叻Q，數(shù)字化變電站和智能變電站并不是一回事，后者是實(shí)現(xiàn)前者的基礎(chǔ)。
“先要實(shí)現(xiàn)變壓器、斷路器等電網(wǎng)設(shè)備的傳感功能，例如實(shí)時(shí)監(jiān)測電壓、電流、頻率等參數(shù)，形成基于信息網(wǎng)絡(luò)的智能化感知平臺(tái)，之后再基于云和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等架構(gòu)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)通信層和網(wǎng)絡(luò)層集成管理的數(shù)字化變電站，”曹寅說，目前國內(nèi)僅處于第一個(gè)層次，感知功能還沒有完全信息化。
ABB企業(yè)軟件部電力業(yè)務(wù)中國區(qū)負(fù)責(zé)人司繼鋼對(duì)界面新聞?dòng)浾叻Q，目前國內(nèi)做得更多的是，監(jiān)測一些核心設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)并提取到后臺(tái)，然后設(shè)置一個(gè)報(bào)警值，超過該數(shù)值，系統(tǒng)就報(bào)警。一方面，該數(shù)值的設(shè)定，以及故障點(diǎn)的具體位置排查，是由人工，即專家來完成的，這種根據(jù)不同人經(jīng)驗(yàn)所得出的判定結(jié)論難以保證延續(xù)性和可靠性。另一方面，這種做法只是簡單報(bào)警，并未發(fā)掘大數(shù)據(jù)并計(jì)算結(jié)果。
ABB所提供的解決方案則是提取數(shù)據(jù)后，通過分析系統(tǒng)和算法模型，計(jì)算出一個(gè)合理的報(bào)警值，并直接發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)的位置，進(jìn)而提出檢修辦法。“整個(gè)過程都由系統(tǒng)自動(dòng)完成，更加智能、精準(zhǔn)、穩(wěn)定。”司繼鋼說，這一技術(shù)并非ABB獨(dú)有，西門子、通用電氣等企業(yè)也能做到，只是在不同的垂直領(lǐng)域各有優(yōu)勢(shì)。
ABB提供的數(shù)字化變電站解決方案，是基于電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域全球通用標(biāo)準(zhǔn)IEC61850。該方案包括裝有全光纖電流互感器的創(chuàng)新型高壓隔離式斷路器、智能中壓開關(guān)柜及變壓器智能電子組件、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)、資產(chǎn)健康中心解決方案等，其中一些技術(shù)已應(yīng)用于國家電網(wǎng)在陜西富平等地的智能變電站中。
司繼鋼說，這套方案在歐美國家已推出了20多年，但直到2012年才開始進(jìn)入中國。此前由于中國處于產(chǎn)能建設(shè)階段，追求電力供應(yīng)規(guī)模，但現(xiàn)在電力需求增速已經(jīng)下滑，效率便成為了企業(yè)必須考慮的事情。軟件系統(tǒng)則成為優(yōu)化管理流程、提升效率的最佳途徑。
“挖掘設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)并作出決策支持和建議，這個(gè)概念一點(diǎn)都不新鮮。真正的競爭力或技術(shù)壁壘在于，設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測所倚賴的算法模型的精準(zhǔn)度，或稱之為成熟度。”司繼鋼說，ABB是做變壓器出身的，這么多年積累起來的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、制造數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)等，是能夠?qū)崿F(xiàn)“去人為化”的最大基礎(chǔ)。
曹寅也認(rèn)為，中國的最大弱勢(shì)并不在于技術(shù)的落后，而在于數(shù)據(jù)不夠多。“國外不少企業(yè)在變電站設(shè)備方面擁有巨大的數(shù)據(jù)庫和豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。中國企業(yè)還需要時(shí)間去積累。”
不過，多位接受界面新聞?dòng)浾卟稍L的電力行業(yè)分析人士均表示，中國的數(shù)字化變電站市場潛力非常可觀。
一方面，中國過去經(jīng)歷了經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展模式，不同于歐美的老化設(shè)備，中國的電力設(shè)備增量很大、較新，幾乎不存在事故安全問題，而國家電網(wǎng)公司在投資電網(wǎng)設(shè)備時(shí)也很少考慮經(jīng)濟(jì)性，更多考慮的是電網(wǎng)系統(tǒng)的完備性和規(guī)模。因此，智能運(yùn)維并未得到重視，如今經(jīng)濟(jì)和政策環(huán)境都發(fā)生了變化，情況已經(jīng)不同。另一方面，中國是變壓器密度最高的國家，一次設(shè)備的利用率卻很低。因此，發(fā)展數(shù)字化變電站既能夠提高經(jīng)濟(jì)性，也能盡量避免未來的冗余投資。
申萬宏源電力設(shè)備研究員韓啟明對(duì)界面新聞?dòng)浾哒f，雖然相對(duì)于傳統(tǒng)變電站，數(shù)字化變電站的前期建設(shè)成本會(huì)更高，但考慮到全生命周期，尤其是加入政策引導(dǎo)等外部性因素，綜合成本的差距或許可以拉近。
