施耐德电气:三驾马车护航 --“电”安全之电网篇
北京2019年8月26日 /美通社/ -- 1879年,发明电灯的爱迪生,不满足于照明,创立公司,带来了整个电网的诞生。后来,特斯拉将交流电带到芝加哥世博会上,闪耀的炫目灯光和电动的机械让现场观众惊呆了,而把这一切编织起来的就是电网。再后来,孤立的城市电网渐渐相连,变成了跨区、跨国的大型互联电网,延伸到世界各地。随着140年的世界电网发展,人们进入了“电力无处不在”的电气化新时代,电给我们送来了动力、温暖、光明和快乐。然而,这一切便捷的背后,也潜藏着意想不到的危险。每年都会出现多起电力安全事故,造成重大的生命财产损失。2018年我国共发生火灾23.7万起,伤亡2000多人,直接财产损失30多亿元,其中电气火灾占到了总数的34.6%。由此可见,对于电气安全的重视程度必须提升到一个新的高度。
作为输配电领域的专家,目前,施耐德电气正在利用基于物联网的EcoStruxure架构与平台,结合覆盖互联互通产品,边缘控制,分析、应用与服务层的软硬件产品为用户提供完整的智能电网解决方案助力电网结构优化,资产性能提升,为电网的安全、高效运营提供保障。
施耐德电气:三驾马车护航 --“电”安全之电网篇
电能从生产到消费主要经历了发电、输电、配电、用电这几个环节。除了电厂和输电事故外,电网、楼宇配电和终端用户几个环节发生的电气事故占据了电气安全事故的绝大部分。而电网作为传输、分配的主要载体,其重要性不言而喻。
当地时间7月13日傍晚,美国纽约曼哈顿中城区和上西区出现大面积停电,大约4.2万名居民断电,还有多人被困电梯。当地部分地铁线路已暂停运营,交通灯也受到影响,导致十字路口出现交通堵塞。中心地带的时代广场、地铁站、电影院、百货公司均陷入一片漆黑。无独有偶,8月9日,英国英格兰、威尔士等地区遭遇停电,首都伦敦多个区域未能幸免。地铁停运、机场瘫痪、交通信号灯熄灭,一些医院甚至备用发电机熄火。这次停电造成的影响“史无前例”。面对潜在的危机和突如其来的事故,如何保障电网安全已经成为全世界电力运营者关注的话题。
2018年6月27日,国家能源局发布《关于印发电力安全生产行动计划(2018-2020年)的通知》把安全发展作为指导电力安全生产的方针战略。呼吁确保电网安全工作三大措施,包括:
夯实坚强电网的基础。相当一部分电网事故是由某些设备或元器件发生故障引起的,因此高可靠性、高品质的元器件是保障电网安全的基础。 推动电网数字化转型。以数字化技术应用驱动传统电网运营变革,利用大数据和物联技术帮助运维者管理思维和方法升级,保障供电的高质量、持续性、安全与可靠。 推进电网架构的优化。虽然分布式发电技术在改善环境,减少对化石能源的依赖等方面贡献巨大,但是大规模并网会引发一系列问题,影响电力系统的安全稳定运行。利用微电网能够有效地将分布式电源、电力负荷和能量储存装置融合成一体,有利于可再生能源的接入。EcoStruxure电网
电网安全保障三驾马车之一:高质量的数字化配电设备
首先,施耐德电气生产的高质量中低压配电设备是确保电网安全的坚实基础。而经过了数字化洗礼的硬件设备更是配置了对温度、局放、断路器机械及电气特性等监测的技术,可以保证全天候对设备进行监测。同时,考虑到现场的实际应用环境和未来升级改造难度等客观因素,施耐德电气的这些设备还采用了非接触式,无线无源技术。全局感知的实现使电网的核心资产开关设备、断路器、变压器等做到可监测、可控制、可感知、可连接,并且为进一步的数据分析、应用以及决策辅助奠定了数据基础。
以施耐德电气新近发布的一些产品为例,无论是在业内享有口碑的HVX断路器的数字化升级版本Smart HVX,还是融合了弧光保护,先进通讯功能的继电保护装置Easergy MiCOM P5,这些设备为保障电网安全构筑起了第一道防线。
电网安全保障三驾马车之二:先进的数字化配电运维技术
在高质量配电设备基础上,用户也需要对电气设备制定详细的检修维护与巡检规划,以及危机的应对。日常的精准维护有利于及时发现问题及隐患,做到对故障的预判与防范。而“自愈”功能的实现则可以把电网故障的损失降至最低。
基于互联互通的产品,施耐德电气先进的基于物联网、人工智能技术的数字化电网解决方案有助于电网的数字化转型,实现更高级别的监控与运维。例如,先进配网监控系统将为电网运维管理人员建立起“系统中的系统”,通过某个子系统的变化发现其对整体系统及其余子系统部分的影响。此监控系统不仅有利于分析数据,还可对系统内设备生命周期做出预测,提前预警,并可保证设备更换时不影响系统运行,从而简化维护过程。
同时, 融合云计算、人工智能等前沿数字化技术,EcoStruxure Power Advisor电力顾问可实现对关键电力设备和配电系统运行状况的专业诊断,通过数据收集、系统结构数字化模拟、专家级分析、报告生成并提出建议、解决问题、成果追溯,形成闭环且动态的实施过程,充分利用对电力设备及配电系统运行状况的监测分析,以更高级别的数据准确性,以及更专业和覆盖全生命周期的数字化服务,提高主动运维能力,提升运维效率。
此外,面对灾害和突发事件造成的电网故障,“环网自愈”是一种可以准确、迅速地隔离故障元件和区域,并在较少人为干预的情况下使系统迅速恢复到正常状态的解决方案。在施耐德电气为某用户规划的区域供电方案中,为客户的供电环路配电站配置了分布式智能终端T300装置,可通过对等通讯方式实现“故障区段自动定位”、“故障区段自动隔离”、“非故障区段自动恢复供电”,使配网故障实现全自动化快速处理,从而在30秒内实现故障的快速切除以及恢复送电。
电网安全保障“三驾马车”之三:推动分布式能源落地,以微网护航主网
微电网作为主网的有力补充,是实现主动式配电网的一种有效方式。微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,实现对负荷多种能源形式的高效能供给并在空间和时间维度上转移负荷。微电网具备微型、清洁、自治、友好的特征。在电网面临高温等极端天气和灾害考验时,微电网无疑是一种能够保障持续供电,以及实现能源高效利用并辅佐主网运行的好手段。
在微电网应用上,施耐德电气已经在全球积累了丰富的实践经验。在美国康涅狄格州,施耐德电气为米尔福德市设计和建造了一个可多层级运行的微电网,在主电网遭遇超级风暴袭击断电时,可利用微电网系统为市内的公共建筑提供弹性供电。而在蒙哥马利县部署的微电网项目是施耐德电气和杜克能源合作项目的一部分,双方为蒙哥马利县的公共安全总部和惩教机构部署了两个先进的微电网,以保障对公共安全总部和惩教机构的持续电力供应。这两个先进的微电网系统每年可产生约330万千瓦时太阳能,可以为400户家庭供电。
今天,一个更加数字化、分散化、高效的电气时代正在来临,电网安全不容忽视,让大家善用这“三驾马车”,为电网护航。
施耐德电气助力我国电力工业发展
-在开放中发展,在合作中共赢
北京2019年10月15日 /美通社/ -- 本文为《电气时代》杂志,作者孙彬所写的文章,文中肯定了施耐德电气为代表的外资企业对我国电力工业的发展起到的积极推动作用,以下为原文详情:
新中国成立以来,我国的电力建设步伐不断加快,电力工业得到快速发展。我们由落后的电力小国成长为电力大国,又由电力大国迈向电力强国。从过去的追赶到现在的领跑,中国电力工业的发展取得巨大成就。
在电力强国崛起的过程中,我国电力工业是如何实现突破、整个产业链又是如何协同发展的,成为世界关注的热点。
原机械工业部电工局局长周鹤良
在开放中发展
回顾中国电力工业的发展,原机械工业部电工局局长周鹤良用8个字进行了概括 -- 成就辉煌,举世瞩目。
1. 装机容量千倍增长
1949年全国发电装机容量仅为185万千瓦,1978年改革开放初期发展到5712万千瓦,1987年突破1亿千瓦,2000年突破3亿千瓦,2018年实现19亿千瓦,预计2019年底全国发电装机容量将达到20亿千瓦。我国的发电装机容量实现了千倍的增长,缓解了长达数十年的持续缺电局面。
如今,我国的电力工业已实现了水电、火电、核电、气电、风电和太阳能的“六电并举”融合发展,可再生能源装机规模持续扩大。我国的煤电、水电、风电、光伏发电的装机容量都位居世界首位,核电装机容量位居世界第三,在建规模是世界第一,清洁能源发电装机占比提高到40%左右。截至2019年6月底,我国可再生能源发电装机达到7.5亿千瓦,其中,水电装机3.54亿千瓦,风电装机1.93亿千瓦,光伏发电装机1.86亿千瓦,生物质发电装机1995万千瓦。
火电是我国发电装机容量和发电量的构成主体。我国火电机组的发展经历了由低压机组、高压机组、超高压机组、亚临界机组、超临界机组到超超临界机组的历程,单机容量从30万千瓦、60万千瓦到百万千瓦,火电装备制造水平世界领先。与此同时,我国已建成了世界最大的清洁煤电供应体系,成为世界上煤炭清洁利用最好的国家之一。煤电的发电效率不断提高,供电煤耗、污染排放逐年下降,保持着世界先进水平,全国8.1亿千瓦的燃煤机组基本达到了天然气的排放标准。
我国大容量水电机组跃居世界首位,取得了“世界水电看中国”的成就。我国的大容量水轮发电机组制造技术已经跨入世界先进行列,我国水电设备制造业从无到有,从小到大,从只能制造中小型水电机组,发展到能够制造70万千瓦、80万千瓦及百万千瓦级的特大型水电机组。
2. 电网规模持续壮大
随着电源容量的日益增长,我国电网建设规模也在不断扩大。新中国成立以来,我国电网建设输电线路长度增长291倍:从1949年,35千伏及以上输电线路长度6475千米;到2018年,35千伏及以上输电线路长度189.20万千米。变电容量增长2020倍:从1949年,35千伏及以上变电容量346万千伏安;到2018年,35千伏及以上变电容量69.92亿千伏安。自2009年电网规模超过美国跃居世界第一位以来,我国全球第一大电网的位置得到进一步巩固。
经过十余年的不懈努力,我国全面掌握了特高压核心技术,成为世界首个、也是唯一成功掌握并实际应用特高压这项尖端技术的国家。我国已经全面掌握了特高压输电系统工程的设计和试验技术;特高压交流和直流输电的关键核心技术;整机和关键零部件的制造技术。形成了特高压工程与智能电网技术的标准体系;国家电网和南方电网已经建成特高压交流、特高压直流、高海拔、工程力学等四个试验基地;建成大电网仿真和特高压直流输电成套设计两个研发中心;在大电网的控制保护、智能电网、清洁能源接入电网等领域取得了一批世界领先的创新成果。在国际上,我国特高压技术拥有完全的自主知识产权,被确定为国际标准电压,可以向世界推广。我国先后共完成180项关键技术研究课题,形成429项专利,建立了包含7大类79项标准的特高压交流输电标准体系,涵盖系统研究、设备制造、调试试验和运行维护等环节,增强了我国在世界电工标准领域的话语权和影响力。
我国特高压输电工程是“电力工业发展史上的一个重要里程碑”,特高压的发展大幅提升了我国在国际电气工程领域的影响力和话语权,这是中国电气工程装备的一个新的飞跃,创新驱动,使我国电气工程装备制造业加速迈向中高端。到“十三五”末,我国可以建成“八交十直”特高压远距离输电工程。
随着电网负荷增加,为进一步改善电网质量,2019年年初,国家电网提出建设“三型两网,世界一流”,即打造“枢纽型、平台型、共享型”企业,建设运营好“坚强智能电网、泛在电力物联网”的战略目标。泛在电力物联网与坚强智能电网的融合发展,共同构成能源互联网。其中,在电力工业领域布局的泛在电力物联网,通过与电气的互联感知,不仅能提升能效,实现节能,还将进一步推进清洁绿色能源高效利用,推进电能替代促进我国电气化水平提升,有助于民众生活质量的提升和环境的优化。而坚强智能电网在供电侧大量的技术创新,将保障特高压骨干网和各级电网协调发展和运营。
在两网建设的过程中,国家电网积极探索先进技术,并加强与上下游企业的合作,其中以施耐德电气为代表的外资企业正凭借着长时间的行业深耕和实践积累,以及在数字化创新方面所取得的技术成果,为我国电力工业的转型升级,构建世界一流能源互联网做出了积极贡献。
在合作中共赢
“中国的改革开放,吸引了大批外资企业和跨国公司携其先进产品进入中国市场。这些跨国公司的投资不仅规模大,而且综合程度高,形成了国内竞争国际化的局面,加快了中国经济全球化的进程,对我国电力工业的发展起到了积极的推动作用。”周鹤良如是说。
1987年在天津建厂的施耐德电气将断路器技术、开关面板产品引入中国,结束了国内保险丝熔断跳闸和灯绳控制开关的时代,大幅推动了国内家庭用电的可靠性及安全性,为我国断路器标准的建立做出了卓越的贡献。
凭借领先的中低压配电及工业自动化产品,施耐德电气参与了众多中国能源和基础设施建设,包括为三峡工程、西气东输、南水北调、岭澳核电站等重大工程提供设备和服务。2006年7月,施耐德电气为岭澳核电站二期提供了包括6.6kV、380V中低压开关柜和高/低压变压器;在长江三峡大坝项目中,应用了施耐德电气的控制与电力技术。2008年,施耐德电气为北京奥运会43个场馆和辅助设施提供产品和解决方案,获得组委会和北京供电局高度认可。2009年10月,施耐德电气为中国周年庆典提供了出色的电力保障。施耐德电气的中低压电器、变频器、接触器等产品大量运用在国内经济建设中,促进了中国工业化的进程。
如今,施耐德电气正积极投身到国家电网泛在电力物联网的建设大潮之中,而事实上,早在2011年,国家电网提出未来5~10年投资将超过5000亿元用于智能电网的建设之际,施耐德电气等国际巨头就已纷纷布局。在施耐德电气看来,智能化配电网的研究内容包括:建立统一的配网系统的数字体系架构,实现配网的全面和精准监控,对电网的数字化信息进行统筹整合和分析优化。基于此,施耐德电气全面升级了EcoStruxure Power智能配电架构,集智能硬件、定制软件和专业服务三位于一体,形成利用智能硬件采集测量数据、依托定制软件进行数据分析,提供专业化全生命周期服务的闭环体系,实现对用户能源效率、电能质量、电气资产及运行维护的全面管理,提升整体的运营效率。
近年来,施耐德电气先后推出了一系列创新的配电数字化产品,如新一代12kV及以下气体绝缘开关设备GMA以及智能环网柜、Smart HVX中压断路器,普遍具有可靠性高、结构简单紧凑和操作便捷的特点,在确保基础功能和保障安全可靠的基础上,通过融入数字化技术致力于帮助客户实现主动运维以及远程监测,进行信息收集汇总,利用算法提供预警,通过对设备运营情况的感知,实现能耗控制与协同管理,进而连通运营系统。施耐德电气的Easergy MiCOM P5进一步推动继电保护技术的发展,集多个一流功能于一体,通过将弧光保护功能、全面的网络安全、高可靠性及先进的连接功能融入简单易用的设备,从而可以为要求严苛的应用场景提供保护。
2019年,国家电网连岛区域综合能源服务示范岛项目(以下简称“连岛项目”)正式投入使用。施耐德电气为连岛项目提供了先进的Smart Premset环网柜与Easergy T300分布式智能配电终端的组合,替代了传统DTU。Smart Premset环网柜具备屏蔽式固体绝缘特性,可抵御滨海高湿度、高盐雾环境对带电回路造成快速腐蚀老化及间隙放电的风险,其灵活配置和紧凑模块化结构则可减少对示范区占地使用面积。而Easergy T300作为新一代配网自动化智能终端,秉承“模块化、灵活性、面向应用”的设计理念,具备故障定位、隔离和恢复(FLISR)等功能,其宽范围电流和电压检测,高精度的功率测量和电能质量测量,广泛的兼容性,及可承受恶劣的物理和电气环境等特性,充分满足了连岛项目本地与远程维护、分布式能源并网等需求,从而进一步提升能源和资产管理水平。
百年品牌植根中国
如果说是中国飞速发展的电力工业吸引了施耐德电气这家具有百年历史的制造企业,那么,1987年进入中国的施耐德电气用自己的实际行动给予了中国用户永久性的承诺。随着中国改革开放的不断深入,施耐德电气持续加大对中国的投入,坚持在中国实施从研发、人才到合作伙伴体系更为全面和鲜明的本土化策略与模式,始终把自己作为一家真正的中国公司来运营,与中国经济社会和产业共同发展、共赢未来。
中国经济正在由高速增长转变为高质量发展,在电力工业取得瞩目成绩的同时,中国电力正在走出国门,走向世界的舞台。伴随着中国电力工业的发展,作为参与者与受益者,施耐德电气也从断路器生产商成长为数字化的领导者!
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