今年，全球性的气候变化和国际危机事件使“能源话题”再次升温，同时也将全球范围内的新能源发展推入快车道。在中国，基于“双碳”承诺，以新能源为主体的新型电力系统正在加速变革，以风电、光伏为代表的新能源装机量、发电量将逐步增加。预计到2030年，我国风电、太阳能发电等新能源发电装机规模将超过煤电成为第一大电源，2060年前新能源发电量占比有望超过50%。新能源的快速扩容带来的机遇与挑战并存，行业内急需突破一系列基于新能源特点而出现的新挑战。
系统性挑战，亟需数字化赋能的全生命周期方案
以太阳能发电、风电为代表的新能源发电具有天然的随机性、波动性和间歇性特征，需要电力系统维持短时的功率平衡和长时限的电量平衡，给电力系统的安全稳定运行带来多重挑战。
从电力供给端来看，随着以风电、光伏为代表的新能源装机渗透率的提升，由于风电存在白天低、晚上高的“逆负荷”特性，光伏存在白天有、晚上无的特性而无法保持稳定出力，将极大地增加电网的稳定性风险。在电网侧，越来越多分布式新能源接入的配电网，也极大地考验配电网的弹性。从电力需求端来看，我国电网负荷峰谷差逐年加大。随着城市的发展、电气化程度的加深，工业领域中的电能替代以及交通领域中电动汽车保有量的增加，都将打破原有的以工业和居民用电为主的相对稳定的电能需求规律，这将进一步放大新能源接入对电力系统稳定性的冲击。
由此可见，新能源带来的挑战是贯穿源网荷储全环节的系统性挑战，而相关难题也是环环相扣且互相牵制的。因此，为应对挑战，需要充分利用数字化技术，以覆盖全生命周期的视角做全面布局，并深入每一环节，逐个突破关卡，最终实现联动破局。
基于电力系统数字孪生能力，施耐德电气面向新能源行业构建了基于EcoStruxure™架构与平台，从规划设计到建设再到运维的覆盖全生命周期的方案，在助力新能源大规模开发和高水平消纳的同时，能够保障电力安全的可靠供应。方案融合了多项数字化技术，借助ETAP仿真分析软件和EcoStruxure Microgrid Advisor微网能源顾问（EMA）等应用系统的能力延伸，完整覆盖了企业从规划设计到运营维护等全生命周期范围内的进阶需求，帮助企业准确预测收益、平衡用电供需、实现储能调度，在系统层面调优运维，从而达成风光储协同下的经济与效率最大化目标。
其中，ETAP智能数字孪生方案为新能源提供设计、运维全生命周期方案，通过电力仿真分析，提升设计的安全可靠合规，ETAP PPC电厂控制系统，确保电站安全合规。面对用户侧高比例新能源接入的综合能源管理需求，EMA微网能源顾问通过对发电、负荷精准预测，离网切换的成熟控制逻辑及稳定的边缘控制能力，让新能源资源可监可控可优化，实现“源-网-荷-储”一体化稳定、高效运行。
风光无限，安全、绿色是先决条件
新型电力系统对新能源发电系统的可靠性要求远超以往，这就要求发电项目在运营中将安全作为第一要务。一方面风机大型化以及海上风电施工成本高等特殊行业属性，对电气产品高性能和可靠性提出了更高的要求；另一方面，由于大型风光基地常建设在高海拔、海上、沙漠等地区，严苛环境下，再加上电气设备对环境敏感，发电组件的性能和耐用性是承托新能源行业源头动力的关键。此外，为解决新能源行业生产端的安全性挑战，施耐德电气针对风、光、储等各类发电场景，提供不同的产品组合和解决方案。
延续一贯的产品品质，施耐德电气通过创新和敏捷的研发，向新能源行业提供安全耐用、高性能以及物有所值的元器件产品，有力保障新能源发电系统的可靠性。以新一代TeSys F风电行业专用接触器为例，施耐德电气领先升级1140V高电压，使专业接触器产品可实现高海拔电压不降容，同时还以极强的耐用性，通过恶劣环境中，盐雾、震动、高低温等严苛考验，为各发电场景下的安全可靠运行构建稳定“基石”。而针对海上风电特殊的应用场景，施耐德电气的MVS TA8系列1380V隔离开关，可承受高达30g的冲击载荷，盐雾标准达1级，腐蚀耐受到C4，适应海上严酷环境。
图：TeSys F风电行业专用接触器在清洁能源高速扩容，促进行业绿色转型的同时，新能源电气设备本身的“绿色”程度同样重要。作为可持续发展的倡导者、践行者、赋能者，施耐德电气基于自身在绿色制造领域的深厚优势，实现低碳的产品供应。秉承绿色设计理念，施耐德电气在产品设计之初，就把节能低碳、提高资源循环利用率等理念和技术贯穿融合，不仅使产品满足在功能和制造过程方面的可靠性，更提供了应用全生命周期分析问题的方法论。在产品层面大规模降低碳足迹，为客户实现碳中和目标与可持续发展加倍赋能的同时，也向制造行业贡献了绿色转型的思路和成功样本。
多维挑战，生态创新是持续发展的永动力
“双碳”目标下，新能源行业面临的挑战是多维度的，不仅要面临减碳目标下的速度挑战，还要面临经济命题下的成本挑战，更要考量能源变革中平衡需求与经济发展的社会挑战。所以，行业需要以更开放的氛围，打通产业中各环节的配合，并通过创新谋求突破。施耐德电气通过联合创新和敏捷开发，与明阳集团展开密切协作，共同推动创新技术落地。双方于2021年3月签署合作备忘录，承诺在产品联合研发、行业标准联合制定以及业务新模式方面展开深度合作。在去年漂浮式海上风电项目合作中，仅半年内，双方就推出了MVS-T6海上风电专用空气断路器。该款断路器产品不仅拥有全系列1140V/66kA高分断能力，更采用特殊材质工艺防腐，还通过了漂浮式海上风电各项严苛环境特殊试验认证，性能领先业界，该产品的迅速问世，成功保障了海上风电设备的连续健康工作。
可持续不仅是企业的命题，更是行业的命题。施耐德电气通过开放的合作模式，带动产业链协同创新，向行业贡献创新生命力。而作为能源管理和自动化领域的数字化转型专家，施耐德电气也将通过可靠过硬的产品质量和高效可行的数字化解决方案，在安全、高效、绿色的要点下，帮助新能源行业合作伙伴应对挑战。在这样丰富的筹备下，相信在未来，我们将在一条可持续的长久之路上，见证新能源行业的换挡加速，并共享行业高质量绿色发展成就。
