新型電力系統下，發(fā)電端、輸配端、用能側的變革正在給電能質(zhì)量管理這一傳統市場(chǎng)帶來(lái)全新挑戰和巨大發(fā)展空間。

雙碳目標下，風(fēng)光等可再生能源發(fā)電大幅增加、輸配端分布式能源多點(diǎn)并網(wǎng)、用能側多元化電力負荷的加入，使得“電能質(zhì)量管理”成為業(yè)內高度重視和亟需優(yōu)化的重要課題；另一方面，終端用能電氣化水平正在成為考量一個(gè)國家能源轉型成果的重要指標，按照《“十四五”現代能源體系》規劃要求，2025年我國電能占終端用能比重將達30%左右，電能質(zhì)量市場(chǎng)需求也隨著(zhù)政策的推進(jìn)而迅速增長(cháng)擴大。

挑戰升級

當前，新型電力系統建設的持續推進(jìn)和我國高端制造產(chǎn)業(yè)的快速增長(cháng)，成為電能質(zhì)量業(yè)務(wù)未來(lái)3-5年高速增長(cháng)的強勁驅動(dòng)。

2021年，我國首次提出構建以新能源為主體的新型電力系統。意味著(zhù)未來(lái)占比近80%的可再生能源發(fā)電將扛起“碳達峰、碳中和”任務(wù)大旗。但以高波動(dòng)、高電力電子設備為主要特征的風(fēng)光大幅并網(wǎng)將對電網(wǎng)供電可靠性帶來(lái)新的挑戰，如何實(shí)現新能源并網(wǎng)后電能質(zhì)量的“可監測、可分析、可管控”，成為新型電力系統建設的重要任務(wù)。

與此同時(shí)，“源網(wǎng)荷儲”一體化模式的興起帶來(lái)了更為分散的配電架構和更復雜的終端負荷，分布式能源在配電網(wǎng)系統中的應用場(chǎng)景愈加廣泛，配網(wǎng)電能質(zhì)量要求被提升至新一輪高度。

一個(gè)典型的例子是，當下新能源汽車(chē)充電樁數量與充電功率不斷增加，未來(lái)充電站很可能成為區域配電網(wǎng)最大的變動(dòng)性負荷。而新能源汽車(chē)充電與城市用電負荷曲線(xiàn)高度重合，高峰時(shí)充電不但會(huì )進(jìn)一步拉大峰谷差距，其瞬時(shí)的負荷變化也極易影響供電系統中各個(gè)節點(diǎn)的電壓水平，嚴重時(shí)易產(chǎn)生電壓偏移，影響電能質(zhì)量和配網(wǎng)供電穩定與安全。

我們再將視角轉向用能側。

當下，電能質(zhì)量已經(jīng)成為支撐我國由“大國制造”向“大國智造”轉型的必然要求，這一點(diǎn)在工業(yè)領(lǐng)域體現得尤其明顯。隨著(zhù)中國對高端制造業(yè)的持續加大投入，芯片制造、數據中心、醫療設施等行業(yè)的高自動(dòng)化和高精密加工產(chǎn)線(xiàn)極易受到諧波污染、電壓驟降、供電中斷等問(wèn)題的影響，造成巨大的設備損耗和生產(chǎn)損失。

以數據中心為例，一方面數據中心對供電質(zhì)量要求較高，頻繁發(fā)生的電壓、電流不穩會(huì )造成數據丟失；另一方面，數據中心的變頻空調、制冷設備又是主要的諧波源，僅在數據中心這一供電場(chǎng)景中，就兼具大部分用能端所面臨的電能質(zhì)量難題。

可以說(shuō)，無(wú)論是電力供給側結構性改革，還是負荷側用能管理，市場(chǎng)對于電能質(zhì)量的管理和優(yōu)化需求均在逐步攀升，也是這一傳統市場(chǎng)迎來(lái)加速發(fā)展的背后邏輯。

“閉環(huán)”管理

一般而言，無(wú)論是電網(wǎng)需求亦或是工業(yè)生產(chǎn)，乃至更貼近用戶(hù)側的低碳園區等領(lǐng)域，功率因數、諧波污染、電壓治理是電能質(zhì)量管理的三大痛點(diǎn)。

作為全球能源管理與自動(dòng)化領(lǐng)域數字化轉型專(zhuān)家，施耐德電氣基于以上三個(gè)用戶(hù)痛點(diǎn)，從電能質(zhì)量的監測、評估、分析、控制全業(yè)務(wù)流程深入，研發(fā)并推出以新一代PowerLogic™ Smart PQE數字化電能質(zhì)量成套設備為核心的閉環(huán)電能質(zhì)量綜合治理應用方案，完美實(shí)現無(wú)功補償、諧波濾除、動(dòng)態(tài)電壓恢復的電能質(zhì)量綜合治理，有效避免配用電系統故障，推動(dòng)電能質(zhì)量提升，提高電力系統健康水平，確保電氣系統安全穩定運行，是切實(shí)提升電能質(zhì)量管理的有效路徑。

首先，通過(guò)搭載先進(jìn)數字化技術(shù)的傳感器、電能質(zhì)量?jì)x表等互聯(lián)互通底層配電產(chǎn)品，全面準確監測配電系統及其關(guān)鍵回路上的主要電氣參數；

然后，基于強大的數據傳輸、存儲及計算技術(shù)將本地數據進(jìn)行云端分析，預測系統電能質(zhì)量問(wèn)題，提高能源使用效率，以專(zhuān)業(yè)技術(shù)實(shí)現主動(dòng)運維；

最后，基于分析結果，實(shí)現預判問(wèn)題進(jìn)而采取防范措施。合理添加VCK靜態(tài)無(wú)功補償、PCS+/PCSn有源濾波、PQU動(dòng)態(tài)無(wú)功補償、DVR/DVRS動(dòng)態(tài)電壓補償等治理設備，保證配電系統安全運行和企業(yè)精益生產(chǎn)。

可以說(shuō)，在基于“監測-分析-治理”于一體的電能質(zhì)量 “閉環(huán)” 管理下，施耐德電氣為各行業(yè)電力用戶(hù)實(shí)現“故障預測處置”、“電能質(zhì)量?jì)?yōu)化”、“遠程智能控制”三大價(jià)值。

此外，EcoStruxure™ Power Advisor (PA) 電力顧問(wèn)是以電力系統數據質(zhì)量與配電網(wǎng)絡(luò )電力健康為主題的數字化應用分析工具，在上述閉環(huán)管理中擔任預測系統電能質(zhì)量問(wèn)題、提高能源使用效率、以專(zhuān)業(yè)技術(shù)實(shí)現主動(dòng)運維的角色，也是施耐德電氣電能質(zhì)量管理產(chǎn)品的重要支撐應用之一。

數字化加持

一直以來(lái)，電能質(zhì)量管理都被認為是較傳統的業(yè)務(wù)，但隨著(zhù)新型電力系統的逐步推進(jìn)，電能質(zhì)量問(wèn)題已經(jīng)隨著(zhù)負荷多樣性變得越來(lái)越復雜。

而數字技術(shù)恰恰就是能讓隱藏問(wèn)題透明化、復雜問(wèn)題邏輯化的有力抓手。隨著(zhù)數字化、智能化的深入，電能質(zhì)量這一傳統賽道正在加速崛起，成為構建新型電力系統的重要支撐。

2022年3月，國網(wǎng)江蘇建成覆蓋全省的電能質(zhì)量在線(xiàn)監測系統，積累了海量的電能質(zhì)量監測數據，并通過(guò)數據挖掘全面反映電網(wǎng)運行性能、負荷綜合用電特性、能耗水平等指標；

2022年6月，深圳完成了全國最大的城市電網(wǎng)電能質(zhì)量在線(xiàn)監測系統建設，將電能質(zhì)量監測裝置安裝于全市310余座變電站，以及300余家重要敏感用電單位的10千伏出線(xiàn)，滿(mǎn)足高新技術(shù)制造、人工智能、金融等電能質(zhì)量敏感行業(yè)的用電安全需求；

同樣利用數字化技術(shù)支撐電能質(zhì)量?jì)?yōu)化的還有國網(wǎng)北京電力，其基于5G通信的電能質(zhì)量監測平臺實(shí)時(shí)監測重要設備、電源及負荷等，提升電網(wǎng)運行監測數據的準確性，并成功應用在多個(gè)重大保電活動(dòng)中。

當前，配電系統的安全可靠、綠色節能已經(jīng)成為用能測剛需，在市場(chǎng)的快速增長(cháng)下，施耐德電氣也將電能質(zhì)量管理作為核心業(yè)務(wù)之一重點(diǎn)推進(jìn)——落地施耐德電氣數字配電中國研發(fā)中心、在廈門(mén)工廠(chǎng)部署從模塊到設備的整個(gè)生產(chǎn)交付體系，以及不斷擴充專(zhuān)業(yè)研發(fā)團隊人才支撐，以此來(lái)滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的行業(yè)訴求。

事實(shí)上，對于施耐德電氣這樣的老牌電力電氣和數字化服務(wù)企業(yè)來(lái)說(shuō)，數字化電能質(zhì)量管理的價(jià)值已遠不止體現在其成套設備產(chǎn)品上，更是施耐德電氣參透各行各業(yè)負荷特征、打造不同行業(yè)智能配電解決方案的利器，也是其在智能配電領(lǐng)域最大的優(yōu)勢所在。

2023年施耐德電氣創(chuàng )新峰會(huì )于近期盛大召開(kāi)

未來(lái)，新能源發(fā)電、直流配電網(wǎng)以及儲能等大批非線(xiàn)性源荷資源的入網(wǎng)將為電能質(zhì)量管理帶來(lái)新一輪的挑戰，企業(yè)唯有迎難而上，銳意創(chuàng )新，才能跟上新型電力系統發(fā)展的快速節奏，駛入電能質(zhì)量這一輪快速增長(cháng)的賽道。