四大创新 施耐德电气助供电系统实现A＋指标

  在电气化的大趋势下，2020年前中国用电量将不断攀升。面对能耗增长和各类新能源不断接入电网，配电网升级正在如火如荼进行中。配电网的升级改造对现有配电网的安全性与可靠性、执行效率提出了更高的要求。例如，A+目标区域年平均断电时间执行指标需要从1.5小时减少至5分钟;因执行能力受限和网络复杂程度上升，平均每人需要维护的开关站数量增加30%;受制于设备，新技术无法迅速部署与创造价值等。

  面临这些挑战，现有配电网的数字化升级势在必行。近日，施耐德电气发布了旨在助力配电网智能升级的“数字化开关站”(暨集互联互通配电设备、区域控制和资产管理移动运维平台为一体的整体解决方案)。

  施耐德电气：“3D”时代的能源新世界

  在施耐德电气中国区高级副总裁、能源事业部负责人乔轶才看来，我们现在面对的是一个“3D”时代的能源新世界。

  第一个“D”是低碳化(Decarbonization)，未来可再生能源将大幅增长，低碳化、去化石能源是一个不可阻挡的趋势;第二个“D”是数字化(Digitalization)，因为物联网正在渗透到世界的每个角落，而物联网在能源行业的具体体现就是能源互联网。随着电网智能化需求的增加，电网设备也需具备互联互通的能力;第三个“D”是分散化(Decentralization)，以前我们的电都是由电厂发出来，再进行集中传输和分配，未来电能的产生将是更加离散化的、更加本地化的。据《埃森哲：2015年新能源消费者产业报告》预测，在未来有57%的消费者将考虑在用电方面实现自给自足。

  “面对这样的‘3D’能源新世界，电力行业将面临三大变革：更高的电网效率、区域电网、需求侧的改变。”乔轶才说。

  要实现更高的电网效率就需要电网高性能实时运行。更加高效的电网意味着什么？将来的电网不仅仅是传输电力，更多是要传输数据，是把所有电力网络上的设备联系起来的智能电网。

  “要想实现这一点，首先，构建数字化的电网，所有的设备与产品都必须具有数字化的能力。第二，资产管理。如何更好地、更加有效地实现资产管理，将极大地影响企业的利润。例如，电网企业、石化企业乃至大型能源企业。”乔轶才说。

  在区域电网方面，政府也在不断地鼓励有条件的区域建设自己的供电网络和售电公司。这也就是我们常见的微电网。乔轶才认为，迎接微电网的变化，我们要做三方面的事情：互联互通的产品;强大的区域控制能力;应用、分析和服务。

  而需求侧改变，在智能电网时代，需求侧管理是一个主要的话题。将来的用户不仅是能源的使用者，同时也是能源的输出者，这个趋势未来将不断加速。

  数字化开关站让供电系统实现A+指标

  正如前面所述，能源世界的变化，电网的变革，无一不驱动电力行业的革新。在这个电力行业的数字化转型中，配电网的智能化无疑是重中之重。

  过去一段时间，我国的配电网更多是关注整体初始投资的成本，而忽视了设备的长期运营和全生命周期管理，结果导致现有配电网的寿命、可靠性差强人意。其次是配电网的运维管理问题。由于配网设备众多，如何关注、检修和维护众多的配电设备成为一大挑战。

  最后，由于电网接入了大量可控的、可中断的负荷，这些负荷大量分布于城市配电网里面，将对配电网的故障定位、运营管理产生非常大的影响。同时，广大地区逐年增加分布式能源的接入和消纳设施也给配电网带来巨大压力。

  综合以上挑战，施耐德电气智能电网解决方案战略经理李忠友认为，我们归根到底需要解决两个方面的问题，一个是如何提高配电网的安全性与可靠性，另外就是运维管理的执行效率。

  于是，我们看到了数字化开关站的推出。“数字化开关站”实现了从互联互通的配电设备、区域控制到应用、分析与服务的多层级创新，可帮助A+目标区域降低至少30%的停电时间，并进一步完善运维资源分配，让每一位运维人员能够独立管理的开关站数量达到40个。而且，“数字化开关站”具备四大能力，实现了更加便捷的运维管理：

  一二次融合化。设备真正做到一二次融合化，解决了一二次设备寿命不同期的问题，从而实现对设备全生命周期管理的关注;

  中低压一体化。打通了从用户表前到低压设备，从低压网络到中压网络的整个配电网络，避免重复投资和硬件软件的不兼容问题，整体提高配网的可靠性和运行效率;

  移动运维数字化。基于一二次融合的设备和中低压一体化的网络，应用数字化技术实现移动运维和主动运维，进行及时的故障预警与有效的预防性维护。通过对故障点的提前预知，以及提前排除以规避可能发生的大面积停电，来实现电网的可靠性和可持续性，提升运维工作的效率，降低运维人员的工作强度，提高运维管理的整体水平;

  能源互联智能化。让用户终端的能源互联网与配电网实现更好的交互，以实现未来需求侧响应的需求。

  “数字化开关站最下层实现具备互联互通的开关设备，实现所有数据和功能准备。在站域层面上，实现对全站的优化控制和顺序控制。而在从底层到站域的过程中，所有数据都会发送到移动运维管理平台上面，以实现对整个站所和区域的数据分析，进而协助数字化开关站的全站运行和寿命的分析。在这三层中，尤为重要的是有一个端到端的网络安全机制，保证这种架构工作的安全可靠性。”李忠友说。

  除此以外，施耐德电气对于数字化开关站的产品进行了诸多创新，比如PIX智能开关柜每一台设备绑定了一个电子身份证，通过电子身份证获取整个开关柜的实时信息、历史信息、维护信息和基础能力，记录其全生命周期的过程。电子身份证将设备、运行者和运行流程做了完整的结合和贯通。

  另外，全新的Easergy C5智能控制单元和C264核心控制单元。一方面，实现对全站的监视和寿命的管控;另一方面，实现对整个开关柜的逻辑控制，在这里可以选择某一台机柜对它进行顺序化操作，使检修的工作量和劳动强度降低到最小。第二个特点是它全站基于IEC61850标准，使数据操作过程更加安全、可靠。通过采用SMD站内环境监控系统，它可以实现对站内环境的温度、湿度及水位的报警和对站内安全防护的监视。

  施耐德电气还打通了整个运维流程，所有设备具备了移动化运维的基础，同时通过整体的数字化移动运维平台更好地管理设备，管理每个运维流程。这不仅从运维的角度更好地实现目前的工作，也对设备寿命的估计和预警做出更好的考量。

  总之，借助数字化开关站，施耐德电气通过中低压一体化、移动运维数字化、一二次融合化和能源互联智能化实现了完整的创新方案。从之前的被动运维到主动运维，能够帮助用户把各种隐患最大限度的进行规避，从而有效的提升供电的可持续性。“我们能够实现对所有开关、配电设备真正意义上的实时在线监测，获取大量的数据，根据数据分析形成智能巡检，实现非常安全的一键式控制，以及所有配电设备的全天候、高层次的数字化运维。”李忠友说。

  写在最后

  目前“数字化开关站”已经成功应用在北京市供电局丰台分局。通过预知预检和管理系统帮助其随时掌握设备情况，采用移动端运维系统进行故障定位，将顺序控制系统运用在现场操作中，大幅降低传统运维人员的劳动强度，提高了操作安全指标及可靠性。

  在该方案的助力下，北京市供电局丰台分局管辖区域内某居民区获得了更加可靠、安全、可持续的供电，停电时长也大幅缩短。同时，该方案也为北京市供电局丰台分局全面实现A+目标(国家电网2020考核指标：A+地区停电时长不超过5分钟/年)提供了有力的支撑。

  正如施耐德电气中国区副总裁、全国销售事业部北方区负责人李继敏所言，数字化、智能化已经进入我们的生活，施耐德电气通过无处不在的电网创新，协助客户优化资产管理，提高能源使用效率，让我们既能很愉快地工作，同时还能很愉快地生活。