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阳光灼热刺眼,四周没有一点风,配电房温度35℃,如同一个蒸笼,闷热难耐。8月5日上午9时许,在荆州楚天都市诚园小区配电房内,湖北荆力通信信息自动化分公司负责人严再新向4名班员布置小区智能化改造施工安排,“今天的工作任务是安装智能配变终端、采集器、传感器,敷设及接续低压电源线和通讯线。” 付志国、皮磊等4名施工人员穿好工作服,扣好衣袖,戴上安全帽,开完班前会,分头安装设备。这是湖北荆州供电公司智慧配用电小区建设试点项目,也是电力物联网建设的重点内容。该项目今年12月竣工投产。 “智能配变终端装在低压配电柜里,二次电流线与配电柜电流互感器二次线相连、二次电压线与母线空开相连,无线传感器接收装置通过通信线与智能配变终端连接。”现场安全员付志国边擦拭汗水边说,通过智能配变终端、配电自动化站所终端、温湿度传感器、烟雾传感器、水浸传感器、SF6气体探测器、局放传感器、通信收发模块、控制电缆等设备元件,实时监测电气设备运行状态、环境信息和客户用电信息。 揭开配电房电缆沟盖板,沟里一个形同话筒的物件便是水浸传感器;抬头环顾四周墙壁,装有球形和枪机型摄像机;配电房内变压器柜、电缆进出线柜、六氟化硫开关柜等柜壁,分别装上局放传感器或气体探测器;在10千伏开闭所,还装了配电自动化站所终端;配电房进门处,装有人脸识别系统…… “14根16芯控制电缆连接着高压开关柜和配电自动化站所终端,电缆沟空间狭小,弯腰俯身小心翼翼地牵拉电缆。”谈起施工困难,工作班成员皮磊紧蹙眉头,布线讲究美观整齐、施工要与带电设备保持足够的安全距离。 目前,在楚天都市诚园小区配电房、开闭所里,已安装12台智能配变终端、12台无线传感器接收装置、5套人脸识别系统、30余个摄像机,安装1台配电自动化站所终端及各类控制电缆等。该小区有1个10千伏开闭所、6个配电室、12台配变、1700余户居民,实施小区配用电设施智能化改造,搭建远程监控平台,实现对运行设备全环节的电气量、状态量和环境量的监测与智能分析,满足智能用电和安全配电需求,在提高供电服务能力的同时,能降低配电房因无人值守等原因引发设备事故的损失和影响。 据介绍,自去年下半年起,荆州供电公司多方考察,组织企业专家、大学教授开展方案论证和技术攻关,多次现场勘察,研究确定设计方案,开展可行性论证,完成了设备选型、采购,并在工厂内调试成功,具备现场安装条件。 “智慧配用电小区建设是能源互联网试点项目之一,包括全环节电气量监测、全方位环境量的监测、全过程安全信息监测、数字化主动运维、智能型优质服务5个内容。”智慧配用电试点示范项目负责人、荆州供电公司互联网部专责谭文介绍,通过对配电设施智能化升级改造,并将感知范围延伸到用户端,实现配用电设备状态的实时监测、危险预警、异常告警以及智能互动。...
8月5日,江苏金坛盐穴压缩空气储能发电系统国家示范项目空气透平在东方电气集团东方汽轮机有限公司顺利完成总装下线。该项目由清华大学牵头,东方电气集团、中盐集团、华能集团联合研发。 压缩空气储能是国家“十三五”规划重点发展和推进的产业,江苏金坛盐穴压缩空气储能发电系统国家示范项目是我国首个压缩空气储能国家示范项目,由国家能源局和江苏省能源局重点督导和推进。 该项目的顺利实施,有助于促进相关产业标准体系的建设,为我国制定压缩空气储能发展路线和相关政策提供重要支撑。 据了解,此项目透平以空气为介质,是全球首台专门针对非补燃压缩空气储能电站运行特性研发的空气透平发电机组。经过科研攻关,项目团队研发了先进的空气透平通流技术,实现系统能量的高效转换;创新了整体式基架结构,大幅提高安装质量与便捷性。 根据项目总体进度要求,透平主机部套计划于8月份完成总装与交付,该设备的顺利下线将有力地支撑国家示范项目的顺利实施。 立足压缩空气储能国家示范项目,东方电气集团十分重视项目进度和质量,与中盐集团、华能集团、清华大学签署了合作协议,致力于研发制造新型压缩空气储能产业核心装备,引领压缩空气储能技术日臻完善,着眼于突破新形势下风光等清洁能源发展困局,为国家布局储能产业提供更多方案。...
关于储能,有一个问题似乎一直处于最前沿:我们何时才能看到锂离子电池的真正竞争对手?虽然目前还没有明确的领先技术可以将锂离子从领奖台上赶下,但有许多技术有可能成为下一个突破。 储能被称为可再生能源的“圣杯”,因为它可以使太阳能和风能实现全天候发电。太阳能要想与化石燃料竞争,就必须将白天的电能存储至夜间。一旦这些储存电力的成本达到电网的同等水平,太阳能与储能技术将很可能取代当今的化石燃料发电设备。 尽管锂离子电池在2018年的已部署项目中占据主导地位,但越来越多的公用事业公司和独立发电商(IPP)正在尝试替代技术试点项目。替代技术之所以成为存储行业的一个关键话题,有几个原因。虽然我们看到锂离子电池的制造成本在下降,但目前这一速度正在放缓,它需要更大的降价才能实现与太阳能相结合的电网平价。此外,许多锂离子技术使用钴(一种与环保冲突的矿物),因而被人们以一种更加环保和合乎道德的理由所反对。 另一个反对锂离子电池的主要理由是该技术固有的火灾隐患。在过去几年里,韩国和其他地方发生了几起锂离子电池起火事件,这使得安全问题成为人们关注的焦点。在技术方面,锂离子从时间和循环层面来讲,每年都会退化。在系统的整个循环周期中,这种退化会对系统产生重大影响。 有几项技术有可能取代锂离子电池的地位——有些是新技术,有些则有着悠久的历史。在Sonnedix,我们目前拥有超过27兆瓦的不同类型的储能技术,我们相信,考虑到全球储能市场的潜力,替代技术在商业上发挥竞争力的机会还有很多。我们的工程和施工团队不断地与技术和集成方面的领导会面,我们也一直在研究和寻找能够改变现状的技术。其中的一些——要么是最近的新闻,要么是已经宣布的项目——包括氢电池、动力电池和流动电池。 氢能电池:长期以来,这是一个备受争议的储能技术。通常,大型的氢储存系统需要地下储存(盐洞),部署的位置受到限制。除了存储的物理要求之外,氢作为能源存储媒介有两个主要的缺点:效率和碳足迹。锂离子系统的转化效率通常在75-85%之间,而氢存储系统的转化效率通常在16-45%之间,这基本上会损失55-84%的电能。另一个关键问题是,目前99%的氢都是由化石燃料生产的,这与可再生能源发电设施的绿色环保本质并不相符。 高温电解槽的发展使得氢储存的优势有可能超过锂离子电池,因其可使氢存储系统转化效率提高到90%以上,同时得到更环保的氢生产方法。 动力电池:这项技术最近成为头条新闻要归功于能源保险库平台,该平台使用基于动能/重力的能量储存,利用起重机和电线上下移动大型混凝土块。该系统需要更大规模的部署,软银的远景基金最近投资1.1亿美元,以进一步开发这项技术。 挫折是显而易见的。系统的规模和物理规模/高度意味着它不能部署在任何地方,而要实现规模经济,其所需的规模是非常重要的。到目前为止,还没有系统正式部署,但意大利的一个试点项目希望展示出这项技术的优势。这项技术的前景是,它有能力实现系统在较长循环周期内没有退化,这正是锂离子系统所面临的问题。 流动电池:这种替代技术是有历史渊源的。自20世纪80年代以来,流体电池就出现了,它通过在外部容器中使用液体电解质实现电能储存。流动电池的独特之处在于它的动力和能量是完全分离的。为了增加能量大小,该系统只需一个更大的水箱和更多的电解质即可。 这项技术和氢技术一样,效率低下。流动电池的潜力在于他们的系统拥有在循环周期内不退化的能力。从成本的角度来看,许多流动电池使用钒,而钒在该系统中占比较大的成本;然而,许多制造商提供为期20年的钒租赁/回购计划,以降低业主的成本。有几家流动电池公司已经将解决方案商业化,但其部署规模和成本投入仍无法与锂离子电池竞争。 虽然锂离子电池一直是可再生能源行业的主力,但有几种替代技术有可能取代它的市场领军地位。成本的降低、效率的提高、安全性的提高以及规模化的能力将是决定哪一种技术最终会成为领先者,或者不同技术的融合是否会成为可再生能源的“圣杯”的关键因素。 虽然这三种替代技术广为人知,但还有更多的技术正在世界范围内被开发,仍有潜力成为一种新技术,挑战锂离子电池。有一件事是明确的:要找出全天候可调度性的可再生能源的“圣杯”,实现电网均价,替代技术在降低成本方面还有很长的路要走。...
“E9之前,以玻纤为原料的风电叶片长度最多只能做到84米,E9上市后,叶片最长可以达到90到100米。”8月6日下午,第六届中国国际风电复合材料高峰论坛上,中国巨石股份有限公司重磅发布E9超高模量玻璃纤维,再次刷新全球玻纤行业模量水平,打破行业技术天花板。 据了解,玻璃纤维(英文原名:glass fiber或fiberglass)是一种性能优异的无机非金属新材料。它由美国人在1938年发明。第二次世界大战期间,它最早运用在军事上,坦克部件、飞机机舱、武器外壳,甚至防弹衣都有使用。后来,玻璃纤维被运用到民用领域,尤其在建筑和复合材料两大领域广泛运用。 作为玻纤最核心的技术,在2008年之前,国内玻纤厂家普遍运用的是由美国人发明的E玻璃配方。2009年,中国巨石成功研发出E6玻璃配方,打破了美国对该技术长达70年的垄断,在2012年获得美国发明专利授权,成为中国玻纤企业中第一个获得美国发明专利授权的配方。     中国巨石自2018年起开始研发E9超高模量玻璃纤维,期间仅在实验室就尝试了200多种配方,即便在最终的试验阶段也经历了数次失败,而每次试验的成本都高到上千万元,“试验一旦失败,上千万元就等于打了水漂。”中国巨石玻璃研究中心主任邢文忠说,即便如此,公司决策层依然果断拍板,“上!“最终,好消息传来。 “目前玻璃纤维行业主流模量水平在80-90GPa,而E9超高玻璃纤维维模量超100GPa,比普通E玻纤提高36%,比E7玻纤提高12%。E9的强度也比普通E玻纤提高60%,比E7玻纤提高12%。”邢文忠告诉记者,技术全面领先的同时,巨石依靠自主研制的先进生产技术实现了E9的池窑化量产,显著提升了超高模量玻璃纤维的性价比和产品竞争力。 “E9玻璃纤维的面世,将为玻纤复合材料高端应用领域的拓展提供了更大的可能。”邢文忠颇为自豪地说,该产品在风电、新基建、5G、交通等领域都有广泛的应用前景,例如大型风力叶片、光缆加强芯、飞机部件、汽车制造、耐温材料、运动器材等。 如今,中国巨石已持续推出E7、E8、E9等一系列玻璃纤维配方,公司累计授权发明专利220件,累计申请发明专利600件。...
尽管距离点火成功已过去近一年时间,但是站在燃机试车台一侧的监控室内,东方汽轮机有限公司总经理助理赵世全回忆起当时的情景,仍然显得非常激动。 “这个点火试验到底有多难呢?打个比方吧,就像在十级狂风中去点燃一根蜡烛。”赵世全说。 位于四川省德阳市的东方汽轮机有限公司,是中国最大的发电设备制造企业之一,为全国提供了超过三分之一的大型发电装备。 东汽历时10年自主研发的中国首台F级50兆瓦重型燃机去年9月点火成功。重型燃机是发电和驱动领域的核心设备,设计和制造难度极大,体现了一个国家的工业水平,被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”。 “中国引进重型燃机,只要一谈到技术转让,国外企业都是一口拒绝,这是要不来、买不来、讨不来的关键核心技术。”赵世全说。 长期以来,只有美国、日本、德国等少数国家能够自主研发重型燃机。中国企业用起来不仅贵,还充满变数。如果因为某些原因,国外“断供”了,国内“买不到”核心部件,电厂就只能“瘫痪”。 经过几十年的发展,中国在水电、火电,甚至核电、风电的许多技术领域,都从“跟跑”逐渐变为“领跑”。但是,在重型燃机领域,中国依旧落后。 “中国还没有完全自主研发的重型燃机投用,这也是中国发电装备领域国产化的最后一块硬骨头。”赵世全说。 中国工程师一直在奋力追赶。20世纪70年代,东汽启动研制30万千瓦蒸汽轮机,终于在1983年研制出首台设备,这打牢了技术和人才基础。21世纪初,东汽与日本三菱合作生产重型燃机,但是技术引进仅限于冷端部件,核心的热端高温部件制造技术,外方拒绝转让。 “重型燃机的热端部件平均运行20000小时就得更换。一边是高昂的费用,一边是卡脖子问题,我们有责任突破关键核心技术,让中国自己的F级燃机早日问世。”东汽副总经理方宇说。 2006年,西安交通大学王铁军教授作为首席科学家,组织并承担了中国第一个重型燃机国家973计划项目,以F级重型燃机制造为背景,重点研究高温透平叶片的气膜冷却机理、热障涂层技术等一系列问题。 2009年,东汽开始组建科研团队,启动研制F级50兆瓦重型燃机。“很多工程师报名,说一定要来参与项目的研发制造。他们一干就是十年。”赵世全说。 东汽全面参与了重型燃机国家973项目。学校和企业共建研究平台,攻克相关的卡脖子技术、关键核心技术。 中国工程师经过十年攻关,掌握了高温透平叶片、压气机、燃烧室、高温涂层关键核心技术,实现了核心技术从无到有的转变。2019年9月27日上午,在国内知名院士、专家、客户代表的共同见证下,“十级狂风中的蜡烛终于被点燃”。 “点火成功,标志着原型机进入厂内整机试验阶段。”赵世全说,目前这一重型燃机正在完成优化和验证任务,计划于今年9月达到整机满负荷,2021年7月完成电站试验机制造,不久的将来会广泛应用于航空、舰船和机车动力、管道增压、发电等领域。...
自2010年以来,美国电力行业已经退休或关闭了500多家燃煤发电厂,这一动作已经使得美国电力结构中削减了超过100GW的燃煤发电能力。 根据美国能源信息署EIA的最新报告,这些关闭电厂中约有五分之一是改用天然气发电或由天然气电厂直接代替。 美国能源信息署EIA的数据显示,从2011年至2019年间,美国有121家燃煤电厂被改用于燃烧其他类型的燃料。超过100座退役电厂被燃气发电转换或替代,替代容量接近30GW。 根据EIA的说法,电厂从煤炭转换为天然气的决定是由更严格的排放标准,较低的天然气价格和更高效的新型天然气燃机发电技术推动的。 联合循环燃气轮机(CCGT)电厂占了这一替代量的15.3GW。美国能源情报署(EIA)报道,这些CCGT发电站的发电量比其替代的燃煤电厂高94%,先进的燃气轮机技术推动了发电效率和产量的增加。 在其他情况下,电力公司所有者选择将燃煤锅炉转换为燃气运行。在那些已有50多年历史的燃煤电厂中,有86台将锅炉转换为可燃气体,发电量为14.3GW。 根据EIA的数据,2011年至2019年间替代次数最多的电力公司是阿拉巴马州电力公司(Alabama Power),该公司转换了位于阿拉巴马州4个燃煤电厂中的10个发电机组,总容量为1.9GW。这些转换主要发生在2015年至2016年之间,为了符合美国环保局要求的汞和空气毒物标准(MATS)。 随着美国燃煤发电厂继续应对排放标准和天然气价格低廉带来的挑战,EIA预计未来更多此类转换将发生,特别是在美国中西部和东南部。已向EIA通报了八个计划中的燃机电厂项目,其中有5个正在建设中,将取代现有的燃煤电厂。 目前,天然气燃料占美国发电量的35%以上,其次是煤炭(占25%以下)和核能(占20%)。现在,可再生能源占近20%,主要来自水电,风能和太阳能。...
内容提要:由新型冠状病毒COVID-19引起的疫情于2020年初爆发,目前已蔓延全球几乎所有国家和地区。根据世界卫生组织(WHO)的数据,截至2020年6月28日,已有216个国家和地区的960万人确认感染了该病毒,并有491,000人因此死亡。为了减轻疾病的传播,许多国家采取了各种减少社会活动的措施,包括旅行禁令、城市封锁和居家工作的政策。新冠疫情席卷全球、深刻影响人类生活生产活动的同时,也给电力行业带来一系列变化和挑战。为了帮助相关的研究人员、管理人员和政策制定者更完整地了解新冠疫情对电力行业的影响,本文在梳理相关学术论文、报告、新闻和公开数据的基础上,提供了简短而相对全面的综述。从四个方面分析了新冠疫情对电力行业的影响,即:1)对电力需求和供应的影响;2)电力系统运行和控制面临的挑战;3)对市场、投资和监管的影响;4)环境外部影响。 一、对电力需求和供应的影响 1、电力需求 在新冠疫情爆发后,世界各国政府采取了各种行动来遏制该病毒的传播,包括封城、社会隔离、工厂关闭和旅行禁令。这些措施极大地改变了人们的工作和生活方式,从而导致电力需求的显著变化。 首先是用电量的变化。本文搜集了四个国家(见图1,其中(a)意大利,(b)日本,(c)美国和(d)巴西)2018~2020三年中1~5月的每日用电量数据。从图中可看到,与2018、2019年相比,意大利,美国和巴西的电力需求显著下降。在意大利,封城政策于2020年3月8日在该国北部地区实施,并于2020年3月10日扩展至全国。从图1(a)可以看出,在三月的第二周,即封城政策开始全面推行后,每日的用电量下降了近20%。此后,需求平稳抬升,至5月下旬已接近去年水平。在美国和巴西,电力需求的减少也很明显。两国的日用电量分别在4月1日和3月20日之后显著下降。同时,截至5月底,这两个国家的电力需求尚未有显著回升。在日本,用电量的变化并不明显,如图1(b)所示。这可能归因于日本政府的防疫措施中并不包含全面的封城和停工。 图1 日用电量对比 (a. 意大利,b. 日本,c. 美国,d. 巴西) 在实行城市封锁政策的国家中,电力需求的结构也发生了变化。由于停工停产,工业部门消耗的电力减少。在中国,建筑和制造业的用电需求下降了12%[2]。在美国,预计2020年工商业部门的电力需求将下降20%[3]。相反,由于限制外出政策,大多数经济体的住宅负荷增加,例如,某些欧洲国家的住宅负荷增加了近40%[2]。 随着负荷构成的改变,负荷曲线形态也发生了变化。在图2中,我们比较了纽约市在2019年和2020年4月第一周的负荷情况。该市是美国遭受新冠疫情冲击最严重的地区,并于2020年3月22日开始实施限制外出(stay-at-home)政策。从图中可以看出,每日的高峰负荷在工作日下降了近20%,在周末下降了约12%。在2019年,高峰负荷通常发生在工作日的早晨。从2020年的封锁政策开始,工作日的早高峰有所推迟,且峰值减小。相反,傍晚的峰值占据了主导地位。负荷曲线的这种变化可能是由关闭商业和工业负荷引起的。在其它地区也观察到类似的变化。在英国,封城政策实施后,工作日的负荷开始变得与周末相似。据报道,早高峰负荷的爬升速度比平时慢两倍[4]。在美国加州实施限制外出政策后,该地区扣除太阳能发电后的净负荷曲线呈现出更加明显的“鸭子曲线(duck curve)”特征,原因是用电需求的减少与太阳能发电占比的增加[5]。 图2 纽约市负荷曲线形态对比 2、电力供给 供给方面,在总发电量下降的情况下,可再生能源发电占比反而有所增加。根据国际能源署(IEA)的统计,2020年一季度全球发电量同比下降2.6%,而可再生能源发电量增长了3%,所占份额从26%上升至28%[2]。负荷需求下降后,主要通过压减化石燃料发电以实现电力平衡,到2020年一季度,煤炭和天然气发电量分别减少了8%和3%。在英国,天然气和燃煤发电占比在2020年一季度降至29.1%,而去年同期水平为36.1%。在美国,预计到2020年燃煤发电将下降25%左右,而可再生能源发电的份额或将增加[3]。IEA的报告还显示,在大部分国家,燃气发电受到了压减,其受影响程度仅次于燃煤发电。同时,随着天然气发电的减少,水电提供的灵活性对于电力系统变得更加重要。作为清洁灵活的电力来源,水力发电在大多数国家没有受到影响。新冠疫情期间,清洁能源占比较高的一些国家,例如秘鲁,水电和可再生能源已几乎取代了火电[5]。尽管可再生能源发电占比增加了,但在某些地区风电和光伏发电的实际消纳量是减少的。例如,在美国加州CAISO,2020年一季度弃风弃光电量逐月增加,这主要是由电力需求减少导致的。 二、对电力系统运营控制的影响 一般而言,负荷水平的下降会增加电力系统运行的安全裕度,使得电力系统安全稳定运行更加容易。然而,负荷曲线以及负荷空间分布的变化仍然给电力系统带来一些挑战。 1、电力平衡 第一个挑战是电力平衡。在封城和居家办公的政策影响下,昼夜特征明显的居民负荷增加导致负荷峰谷差异更大。分布式光伏的增加更加剧了这种情况,并使净负荷(net load)曲线演变为腹部较低和颈部较长的“鸭子曲线(duck curve)” [8]。为此,必须在晚间关闭火电机组以平衡低谷负荷,并且必须预留更多的天然气机组以提供爬坡的灵活性。这凸显了智能电网新兴灵活性资源的重要性,例如储能和需求响应。 需求侧和发电侧不确定性的增加也对电力平衡带来了困难[9]。电力系统的平衡是通过多种时间尺度的计划和调度实现的,包括年度/月度计划,周计划,日前计划,日内滚动调度和实时调度等。这些过程十分依赖于准确的负荷预测,尤其是在一些燃煤发电占比较高的电力系统,需要提前更多的时间安排火电机组启停方案。新冠疫情的突然爆发和快速变化的防疫政策使负荷需求变得更加不确定,从而给负荷预测带来了更多困难。另外,预测的基本原理是向历史规律学习。然而,新冠疫情对经济和社会的影响是历史罕见的,这使得基于学习的预测方法缺少有效的历史数据从而难以精准预报疫情期间的负荷变化。为此,必须在负荷预测中充分评估并详细考虑各政策(防疫策略和复工复产政策)的影响,以跟踪疫情期间电力负荷模式的动态变化。 此外,间歇性可再生资源在发电组合中所占比例的增加也加剧了不确定性。因此,在发电调度中需要更大的灵活性裕量,以对冲负荷需求、风电和太阳能发电的波动。 2、电压控制 电力需求模式的转变也给一些局部地区的电压调节带来了挑战。在分布式发电较少的情况下,配电网中的电压随着馈线的延伸而降低。随着分布式发电(例如屋顶光伏)的不断增加,由这些分布式发电注入的反向功率流可能导致馈电线电压升高[10],[11]和更高的波动性[12]。在新冠疫情期间,电力需求下降,而分布式发电却不受影响。发电过剩加剧了配电系统中的电压上升问题。例如,疫情期间,南美的公用事业公司观察到由负荷减少引起的电压上升的现象。中国、印度和北美的电力调度机构也关注到类似问题[5]。 为了减轻电网中的过电压,多个国家/地区的调度机构采取了预防控制措施。例如,印度的区域负荷调度中心(RLDC)通过以下方式管理电压:1)投入电抗器,同时从配网中切除电容器组;2)使STATCOM和静态VAR处于电压控制模式;3)利用装配了STATCOM的光伏发电吸收电网中的多余无功功率[9]。通过这些措施,在疫情期间降低了印度的电压偏差水平。文献[5]中也报道了类似的措施,包括在低负荷期间关闭自动电压控制系统(AVC)和电容器,并开断一些高压传输线。除了使用VAR设备,也包括主动控制分布式的同步发电机和光伏系统的逆变器以维持电压在额定范围[13]。 3、运维和管理 新冠疫情还给电力系统带来运维和管理上的困难。发输电设备的定期维护通常提前几年计划,但是在新冠疫情期间,受封城、交通限制、供应链中断的影响,检修和维护工作被部分推迟甚至取消。在比利时,用于检修的输电网重构被控制在最小风险级别[5]。在新西兰和澳大利亚,计划的检修工作被推迟,只有那些对系统的安全运行至关重要的断电检修才按计划进行[14]。在美国部分州,发电厂的检修工作也被推迟,以降低员工的感染风险[15]。对于必须每18-24个月更换燃料的核电站,仍然在严格的管理下进行有计划的检修和燃料棒更换[16]。 在系统运行和人员管理方面,考虑到调度员和其他管理人员对电力系统调控运行的重要性,他们的健康和安全受到严格保护。在许多受到新冠疫情影响的国家,例如中国、美国、印度,电力系统调度中心采取了最为严格的防疫措施。在中国,调度员和管理人员被隔离在工作单位,备用团队随时准备待命。同时,调度中心、超高压变电站和高压直流换流站的调度和运行人员实施14天的轮换制度。在文献[17]中,美国电力科学研究院(EPRI)总结了电力公司在疫情期间的运营策略。为了最大程度地减少病毒的影响并保持控制中心的正常运转,公用事业公司采取了一些策略,例如:使用备用控制中心、执行轮换工作方案、隔离调度员以及执行更严格的清洁和消毒措施。在部分州,某些100kV以下配电网的控制系统(如DMS, OMS, SCADA)可以远程访问,这使得员工可以在家工作。正如云会议和在线工作在疫情期间被广泛接受一样,新冠疫情的爆发也使得电力系统管理和运维中的新技术受到更多关注,例如AI辅助调度系统、无人值守变电站、高弹性电网等。 三、对市场、投资、监管的影响 1 、电价 由于电力需求减少以及天然气和石油价格暴跌,自2020年3月以来,大多数电力市场的整体价格水平急剧下降。其中欧洲电力市场价格下跌最为严重,月平均价格跌至过去六年的最低水平。图3显示了欧洲几个主要电力市场平均价格的相对变化。与今年3月相比,N2EX英国市场价格下降了22.3%,EPEX SPOT法国市场价格下降了43.6%。而与去年同期相比,下降幅度更大,其中Nord Pool北欧市场价格降幅高达87.2%[18]。 图3 欧洲电力市场月平均价格的相对变化 在美国,电价也随着疫情的发展而显著下降。图4显示了2020年2月和2020年3月几个独立系统运营商(Independent System Operator, ISO)的日平均节点电价(Locational Marginal Price, LMP)变化趋势。在两个月内,日平均LMP下降了7%-25%[19]。在印度,电力市场出清价格在封城开始后的前几天迅速下降,然后保持相对稳定。与2019年相比,印度2020年3月和2020年4月的平均市场出清价格(Market Clearing Price, MCP)分别下降了21%和24%[9]。 图4 美国多个ISO的每日平均LMP 此外,在疫情期间负电价频繁出现。自2020年3月以来,许多欧洲国家出现了前所未有的小时级的负价格现象,特别是在白天午间时段。例如,仅在2020年一季度,德国就经历了128小时的负电价。在4月13日, EPEX SPOT比利时市场的最低价格甚至达到-115.31欧元/兆瓦时[18]。这主要是负荷大幅下降、接近零边际成本的可再生能源发电增加引起的。 2、财务状况 在发电方面,燃煤发电厂受新冠疫情的影响最大。据国际能源署(IEA)估计,大多数国家的燃煤发电厂的发电量已大幅下降,与2019年一季度相比,2020年一季度燃煤发电量下降了8%[19]。在英国,由于经营亏损,3.5GW的燃煤装机容量提前退役[4]。 在需求方面,尽管大多数用户的财务状况受到新冠疫情的影响,但世界各地的政府都在努力保障用户的电能使用。文献[23]汇总了主要国家为缓解用户的电费压力而采取的措施。几乎所有公用事业都自愿或强制提供了账单延缓支付等服务。 但是,公用事业企业因此正经历着相当艰难的时期。一方面,由于需求减少和价格下降,企业的经营收入缩水。另一方面,在这种特殊情况下维持电力系统正常运行的成本增加了。例如,印度的发电公司估计遭受了250至3,000亿卢比的净收入损失[8]。美国的公用事业股票价格从3月2日到4月8日下跌了10.9%[19]。 3、投资规划 从短期来看,新冠疫情确实阻碍了许多投资项目的按时完成。由于当地的封锁政策和供应链中断,大多数在建项目被迫中止。许多计划中的项目也被推迟或取消。例如,仅在印度,就有3GW的可再生能源项目面临延期[24]。美国能源信息署(EIA)估计,美国约4.9 GW的容量扩展计划将延期[25]。此外,公司可能无法获得可再生能源和碳捕集项目的税收减免[26]。 图5 2017-2020年全球能源总投资 图6 2015-2020年全球在清洁能源和效率上的投资以及在总投资中的份额 从长远来看,新冠疫情不会对电力部门的投资和能源清洁化发展产生太大影响。图5显示,2020年能源总投资相对于2019年下降了20%,主要由燃料供应(浅蓝色条)下降造成。电力行业投资(深蓝色条)和能效项目投资(绿色条)的下降幅度有限。如图6所示,新冠疫情对清洁能源和能效项目投资的影响相对较小,而其在总投资中所占的份额则增加了5%。国际能源署IEA还估计,到2020年,全球将增加167GW的可再生能源发电能力,与2019年相比下降13%,但放缓的步伐有望在2021年加快[29]。 四、外部性评估 作为排放大户,疫情期间发电结构的改变也对环境带来了外部影响。化石燃料发电每年产生大量的温室气体。根据美国环境保护署的数据,2018年电力部门排放的温室气体百分比为27%[30]。此外,燃煤发电还会排放一些空气污染物,例如氮氧化物,PM2.5和PM10。而随着人类生产活动强度的下降,全球二氧化碳排放量已大幅减少。一项研究表明,到2020年一季度,全球电力部门的CO2排放量减少131.6 Mt [31]。IEA估计,各国的减排量与新冠疫情的严重程度和持续时间呈正相关,其中美国(-9%),中国(-8%)和欧盟(-8%)影响显著。相较于2019年,预计2020年全年减排量为2.6 Gt(-8%),是2009年以前的0.4Gt纪录的六倍以上[2]。 此外,据报道,全球主要的空气污染物,例如NOx和PM2.5的排放量也在减少。在中国,2月的平均PM2.5浓度与2019年2月,2018年和2017年2月的月平均水平相比下降了20%-30%[32]。在英国,3月份的NO2和PM2.5平均浓度比以前降低了25%,在伦敦,卡迪夫和伯明翰等城市,降幅超过50%[33]。 但是,新冠疫情期间的碳排放减少更多是短期现象。需要指出的是,2008年金融危机结束后不久的2010年,全球CO2排放量反弹1.7Gt。在新冠疫情期间,社会和政府的关注点主要在公众健康和经济恢复上,为此采取了诸多未充分考虑气候和环境影响的紧急行动和救济措施。而在疫情后的经济恢复阶段,事先制定的环境和气候政策也将让步于经济刺激方案[29]。可见,通过减少人类活动来减轻气候变化是不可持续且不切实际的,更有效的方法是实现能源的清洁化转型[23]。 五、小结 新冠疫情在许多方面极大地影响了人类生产生活。本文通过广泛调研和梳理疫情爆发以来的各类公开资料,全面地回顾了新冠疫情对电力部门的影响。 首先,分析了新冠疫情和防控措施对电力需求、供给的影响。在电力需求方面,大多数实行封锁政策的国家总用电量减少了,而居民负荷却有所增加,并由此导致了负荷曲线形态的变化。电力供给方面,总发电量随需求下降而下降,其中燃煤发电量的减少最大,可再生能源的份额有所增加,但弃风弃光仍在不少地区发生。 其次,本文讨论了新冠疫情对电力系统运行、调控和运维带来的影响,包括电力平衡,电压控制,检修计划和人员管理,同时梳理了不同国家的应对措施。再次,回顾了疫情期间电力市场的表现,多个电力市场的电价大幅下降,同时负电价更加频繁地出现。许多燃煤发电厂和公用事业公司都遇到了财务问题,大多数投资项目被暂停,但电力领域的长期投资以及未来能源转型的发展不会受到太大影响。  最后,讨论了疫情期间电力系统的减排和环境影响,同时指出燃煤发电减少带来的减排只是短期的,需要注意经济恢复过程中的排放反弹。需要说明本文主要聚焦新冠疫情对电力系统不同方面的短期影响,而疫情和后续经济恢复措施对电力系统供需结构、运行调控、市场投资以及能源转型的长期影响值得关注和进一步研究。 引文格式: H. Zhong, Z. Tan, Y. He, L. Xie and C. Kang, "Implications of COVID-19 for the electricity industry: A comprehensive review," CSEE Journal of Power and Energy Systems, vol. 6, no. 3, pp. 489-495, Sept. 2020. 参考文献 [1] D. Guan, D. Wang, S. Hallegatte, S. J. Davis, J. Huo, et al., “Global supply-chain effects of COVID-19 control measures” in Nature Human Behaviour,vol 4, pp. 577–587, June 2020. [2] IEA (2020, April). Global Energy Review 2020: The impacts of the Covid-19 crisis on global energy demand and CO2 emissions. [Online]. Available: https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2020 [3] U.S. Energy Information Administration (2020, May). Short-Term Energy Outlook (STEO). [Online]. Available: https://www.eia.gov/outlooks/steo/pdf/steo_full.pdf [4] I. Staffell, R. Green, R. Gross, T. Green. Electric Insights Quarterly. [Online]. Available: https://www.drax.com/wp-content/uploads/2020/05/200515_Drax_20Q1_A2.pdf [5] IEEE Power & Energy Society (2020, May). 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截止到2019年底,我国风电装机达到2.1亿千瓦、光伏发电装机2.04亿千瓦,提前一年完成可再生能源发展“十三五”规划目标。 2020年是我国“十三五”收官之年,也是谋划“十四五”发展的开局之年,为实现风电、光伏发电平稳有序发展,国家能源局下发《关于2020年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》,要求各省根据国家可再生能源发展“十三五”相关规划和本地区电网消纳能力,合理安排新增核准(备案)项目规模。 目前多个省份陆续发布了2020年风电、光伏发电建设方案和申报要求,与往年不同,河南、内蒙、辽宁、湖南等省份均提出了优先支持配置储能的新能源发电项目,新能源场站配置储能成为行业讨论热点。 新能源发电项目配置储能并非首次出现在政府文件当中,早在2017年,青海省发改委发布的《青海省2017年度风电开发建设方案》要求,列入规划的风电项目要按照其规模的10%配套建设储电装置,储电设施总规模达33万千瓦。该政策发布后引起较大争议,最终执行也未达预期。 经过数年发展,我国新能源发电迈上新台阶,新能源运行与消纳也面临一系列新的问题,此外我国新能源发电即将迎来平价上网,以锂离子电池为代表的电化学储能成本逐年下降,电力市场化改革持续推进,多种因素交织在一起,新能源场站配置储能面临新的环境,也需要进行新的认识。 认识一:“十四五”新能源发展和消纳矛盾更加突出,调峰资源日趋紧张的情况下,亟需储能等灵活性调节资源 根据统计,截止到2019年底,国家电网公司经营区内,新能源装机占电源总装机的23.4%,其中青海、甘肃新能源装机占总装机容量的50%和42%,已成为本省第一大电源,宁夏、新疆、蒙东、冀北等地区新能源装机占总电源装机容量均超过了30%,21个省份新能源发电成为第一、二大电源。 新能源发电具有间歇性和随机性,高比例新能源并网需要大规模输出稳定的可调节电源进行调峰,随着新能源发电的快速发展,电力系统调峰能力不足已不是个别省份、局部地区的问题。 为实现2020年和2030年非化石能源分别占一次能源消费比重15%和20%的目标,壮大清洁能源产业,保持风电、光伏装机规模稳定增长是“十四五”规划的重要目标和任务。 为适应能源转型和促进地方产业发展的需要,各省发展新能源的意愿依然强烈,“十四五”期间,我国新能源发电预计仍将保持“十三五”时期快速发展态势。随着装机规模的扩大,各省存在很大的调峰缺口,新疆、山西、山东等省份日最大功率波动超过1000万千瓦。为实现新能源95%的利用率目标,在系统调峰资源日趋紧张甚至用尽的情况下,多个省份对储能调峰寄予厚望。 储能具有调峰的天然优势,特别是电化学储能集快速响应、能量时移、布置灵活等特点于一体,受到高度关注,但发展初期价格偏高,仅在极个别早期并网的新能源场站试点运行,并未实现大规模商业化应用。 认识二:政府文件并未强制规定新能源发电配置储能,但作为部分地区新能源优先开发的重要条件 与2017年青海省风电开发建设方案不同,当前各地政府文件并未强制规定新能源发电配置储能。 河南发改委印发《关于组织开展2020年风电、光伏发电项目建设的通知》暂停各类新能源增量项目,优先支持配置储能的新增平价项目;内蒙古自治区能源局印发《2020年光伏发电项目竞争配置方案》,优先支持“光伏+储能”项目建设,光伏电站储能容量不低于5%,储能时长在1小时以上。针对风电场,内蒙古积极推动乌兰察布市600万千瓦风电基地及配套储能设施建设。辽宁省发改委印发《辽宁省风电项目建设方案》,指出优先考虑附带储能设施、有利于调峰的项目。湖南发改委印发《关于发布全省2020-2021年度新能源消纳预警结果的通知》,指出电网企业要通过加强电网建设、优化网架结构、研究储能设施建设等措施,切实提高新能源消纳送出能力,为省内新能源高比例发展提供容量空间。随后国网湖南省电力有限公司下发《关于做好储能项目站址初选工作的通知》,28家企业承诺配套新能源项目总计建设388.6MW/777.2MWh储能设施,与风电项目同步投产,配置比例为20%左右。 从下发文件来看,各省并未强制要求新增新能源发电项目必须配置储能,但如果新能源开发企业想要提高竞争力,配置储能将是优先开发的重要条件。 认识三:光伏发电配置储能的效益要优于风电配置储能,新能源汇集区配置储能要优于各个新能源场站配置储能 受容量配置规模限制,连续无风或大风天气可能限制储能作用的发挥。一般电化学储能满功率连续充放电时间在1~4小时之间,可有效应对新能源日内波动,但若出现长时间无风或大风等极端天气,储能利用效率可能受到较大限制。 通过对西北电网新能源历史出力特性统计分析得出,单一省份极端无风天气最大持续时间达6天,频次最高达3次/年,若联网规模缩小至单个风力发电场,极端无风或持续大风天气可持续数周。风电大发时通常在晚上或夜间,此时负荷较低,与风电消纳匹配性较差,同时三北地区供暖季还存在“以热定电”的另一重矛盾,火电机组调峰能力受限,因此储能需要配置更大的容量进行调峰。 与风电相比,光伏发电可预测性更好,且具有一定的规律性,储能可实现定期充放,利用率相对较高;同时光伏发电输出功率较高的时候也是用电高峰的白天,与负荷匹配度较好,只需要配置较小容量的储能即可达到削峰填谷的作用。 从储能布局看,新能源汇集区配置储能要优于各个新能源场站内配置储能。 一方面,新能源汇集区配置储能所需的容量要显著小于各新能源场站单独配置储能所需容量之和。从统计规律上看,风光具有互补特性,各新能源场站出力的随机性通过相互叠加能够达到此消彼长的作用,一定程度上降低了峰谷差。 另一方面,新能源汇集区配置储能的经济效益要显著好于新能源场站单独配置储能。新能源汇集区配置储能可实现系统级调峰,各个新能源场站均可共享,大大提高了储能设施利用率,同时,由于配置在升压站外,不存在新能源补贴等计量方面的问题,交易和结算边界清晰。 按新能源装机容量比例配置储能的一刀切做法有待商榷。从目前政策来看,部分省份提出按新能源发电项目的装机容量比例配置储能,配置比例在5%~20%之间。由于各地新能源发展规模、电网结构,调峰资源缺口程度有所不同,在新能源场站无差异化地配置储能有可能降低设备利用效率,增加项目总体成本,由电网企业根据本地调峰缺口和调节需要,经测算后公开发布储能容量需求和安装地点,为储能投资和应用创造条件。 认识四:受技术经济性影响,电化学储能目前仅适合作为新能源发电调峰的补充措施 储能技术类型众多,可满足毫秒至数天不同时间尺度的调节需求。调峰介于调频与容量备用之间,调峰辅助服务市场是我国特有的市场品种,本质上是一种电能量市场,在国外归为平衡市场或现货市场,因此电力系统调峰对容量的需求要大于对功率的需求。 目前,各类储能技术中,抽水蓄能仍是新能源调峰的首要选择,主要表现为容量大,单个电站规模可达到120~360万千瓦,能量转换效率75%~85%,日调节一般为5~6小时,而电化学储能容量难以达到系统级调峰的规模;抽水蓄能使用寿命长,设计寿命30年,水工建筑物50年以上,而电化学储能寿命周期多为10年左右;抽水蓄能的能量成本约875~1085元/千瓦时,仅为锂离子电池的三分之一,且具有明确的两部制电价回收机制。 抽水蓄能兼具调频、调峰、调相和黑启动等多种功能,成为电网安全经济运行的综合调节工具。截止到2019年底,我国在运行的抽水蓄能电站将近3000万千瓦,在建容量达到4600万千瓦,均远超投运的170万千瓦电化学储能,电化学储能仅是系统调峰的补充措施。 近年来,电化学储能价格快速下降,在部分国家已得到商业化应用,主要包括调频和容量备用两个领域,如美国的PJM调频辅助服务市场、英国的快速调频市场,英国容量市场等。 电化学储能的优势在于其快速的响应特性,因此,从电力系统调节的时间尺度上讲,更适合对功率要求较高场合,如调频、紧急功率支撑、可靠供电等领域。对容量要求较高的调峰领域,从经济性讲电化学储能还难以和其他灵活性资源竞争,如火电灵活性改造、抽水蓄能等。 但电化学储能并非完全没有竞争力,受建设选址的局限以及施工周期较长的影响,抽水蓄能电站并不能解决局部网架结构受阻、常规调峰资源匮乏的新能源发电聚集区调峰问题,可通过配置电化学储能,发挥其“杠杆”作用,以较少的投资替代大规模电网改造或调峰电源投资。 认识五:新能源平价上网趋势下储能可持续发展取决于市场机制的设计 国家发展改革委《关于完善风电上网电价政策的通知》(发改价格〔2019〕882号)指出,2020年I~Ⅳ类资源区符合规划、纳入财政补贴年度规模管理的新核准陆上风电指导价分别为每千瓦时0.29元、0.34元、0.38元、0.47元。自2021年1月1日开始,新核准的陆上风电项目全面实现平价上网,国家不再补贴。 国家发展改革委《关于2020年光伏发电上网电价政策有关事项的通知》(发改价格〔2020〕511号)指出,2020年纳入国家财政补贴范围的I~III类资源区新增集中式光伏电站指导价分别为每千瓦时0.35元、0.4元、0.49元。 文件虽未对光伏发电提出明确的平价上网时间,但今年以来我国新增光伏装机项目约有三分之二已实现平价上网,预计光伏发电大概率与风电同步,在2021年实现全面平价上网。 近年来以锂离子电池为代表的电化学储能价格已经降到了每千瓦时0.5元/次,但与平价上网的新能源发电项目相比,通过配置储能以电量置换的方式已不具备经济性。 在电网调峰资源没有改善的情况下,平价上网项目本质上是挤占了其他新能源的发电空间,随着新能源发电全面平价上网的到来,电网调峰和全额收购的压力进一步提升。 既要发展新能源又要保持一定的消纳水平,因此地方政府鼓励平价上网项目的同时配置一定比例的储能,这无疑提升了新能源发电项目的整体成本,而储能仅从减少弃风、弃光电量获取收益无法收回成本。 同时,我们也看到随着高比例新能源并网的发展,系统不仅仅面临调峰问题,还存在系统频率快速波动、转动惯量下降、次同步振荡(5~300Hz)等一系列新的问题。 此外,随着新能源发电成本的降低,参与电力市场的竞争力也在不断增强,未来保量保价的交易模式也将被打破。储能具有多重功能,可满足电力系统不同时间尺度的调节需求,未来成本回收的途径以及参与市场的类型是多样的,主要包括: 一是参与电网系统级调峰,实现共享,相关费用在全网收益电量中分摊。共享型储能既提高了利用率,也增加了储能的收益,《青海电力辅助服务市场运营规则(试行)》提出:在新能源弃电时对未能达成交易的储能进行调用,价格为0.7元每千瓦时;2020年3月,新疆自治区发改委发布《新疆电网发电侧储能管理办法》(征求意见稿)提出:电储能设施根据电力调度机构指令进入充电状态的,对其充电电量进行补偿,补偿标准为0.55元每千瓦时。从两个省的规则来看,储能参与系统级调峰的价格已经超过储能自身的度电成本,收益是可观的,不过也应看到,系统调峰通常是季节性的,储能利用小时数难以得到有效保障,这对储能收益也带来了一定的风险。 二是储能参与电力系统快速调频。我国调频辅助服务市场规则以火电、水电为主要设计对象,独立储能电站虽然在响应速度和调节精度上具有显著优势,但跟踪调频指令时需要具备持续的输出能力,因此独立储能电站调频需要配置较大功率和容量的电池,成本快速上升,经济性较差。高比例新能源并网将导致系统频率的快速波动,储能快速响应特性满足了快速调频的需要,未来对于建立快速调频辅助服务市场的省份,储能与新能源联合调频也将成为增加收益的重要渠道。 三是储能参与现货市场。现货市场在经济学上是指买卖交易即刻生效的市场,是针对期货市场而言。电力市场中,只有实时市场严格满足现货市场的定义。结合电力交易即发即用的特点,在讨论电力现货市场时常把时间尺度扩大到实时交易的日内甚至一日前。现货市场的重要价值在于发现价格,用价格反映供需关系,目前我国八个现货试点省份已经全部进入试运行,随着现货市场的成熟运行,电力电量的商品属性逐步体现,新能源发电边际成本为零,与储能配合可根据价格信号灵活充放电获取更高的电量收益。 四是作为备用或需求侧响应资源,提升电网安全稳定运行水平。储能具有四象限运行特性,电网稳态下可以提高新能源涉网特性,电网暂态下可根据系统需要提供功率支撑,可以提高大规模新能源外送基地特高压直流输电线路输送容量,备用收益也是储能多重价值的重要体现。 放眼全球,新能源发电的快速发展是驱动储能发展的主要因素,新能源与储能的结合也是未来高比例新能源并网电力系统的必然趋势。随着新能源发电规模的扩大,新能源发电需承担的系统平衡成本将成为项目经济性测算必须考虑的重要内容,储能也必将在高比例新能源并网电力系统中找到自己的角色定位。  ...
我国充电桩总量不少、公共充电桩数量已居全球第一,但短板依然存在,亟待加快发展 我国新能源汽车成长有多快? 10年间,从无到有,产业规模全球领先,产销量连续5年居世界首位,累计推广新能源汽车超过450万辆,占全球50%以上。 新能源汽车实现快速发展,充电桩建设功不可没。 截至今年6月底,全国各类充电桩保有量达132.2万个,其中公共充电桩55.8万个、数量居全球第一。 总量十分可观,但短板依然存在:一方面,受限于车位不足、电力增容难,私人充电桩安装率偏低;另一方面,公共充电桩存在布局不完善等问题,使用体验不佳……加快充电桩建设,不仅有助于改善充电体验,提升消费信心,激发新能源汽车消费需求,还将拉动直接投资,带动其他产业投资潜力稳步释放,成为汽车产业转型升级、发展绿色交通和推动能源转型的重要抓手。 近年来,随着充电桩建设不断提速,新能源汽车充电难问题部分得到缓解,但充电桩发展仍面临私桩安装率偏低、公桩使用体验不佳等问题。 今年,我国将加强新型基础设施建设,建设充电桩,推广新能源汽车。乘着新基建的东风,充电桩建设正迎来新的机遇。 充电桩,怎样才能装得上、用得好?近日,记者在北京、上海、广西等多地进行了调查采访。 充电桩,有利扩内需 国家电网的充电桩建设实践表明,投资建设1元充电桩,可带动7倍多的新能源汽车消费,溢出效应明显 “早就想买新能源汽车,可总是担心充电难。看到写字楼地库新增了10多个公共充电桩,我终于下定决心了!”受益于充电桩建设不断提速,上海市民李峰前不久得偿所愿,买下一台新款纯电动汽车。 统计显示,截至6月底,全国已累计建设充电桩3.8万座、换电站449座,建成各类充电桩132.2万个,其中公共桩55.8万个、私人桩76.4万个。同时,还建成“十纵十横两环”4.9万公里高速公路快充网络。 过去5年间,充电桩发展尤为迅猛——2015年至2019年,我国新能源汽车保有量从58.3万辆增加至381万辆,同期充电桩保有量从6.6万台大幅跃升到121.9万台,增长约17.5倍,车桩比从8.8∶1下降至3.1∶1。其中,公共充电桩保有量从约5.8万台增至51.6万台,4年增长近8倍。 充电桩建设提速,源于近年来政策举措的不断完善。 2015年9月,国务院办公厅发布《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》(以下简称《意见》)。随后,国家发改委、工信部等多个部门印发相关具体鼓励措施和规范要求。2019年3月,财政部、工信部等部门发布通知,明确补贴将从新能源汽车购置环节转向充电基础设施建设。 调查中,受访专家表示,加快充电桩建设不仅可以惠民生、促消费,还可以稳投资、促转型。 ——加快充电桩建设有助于改善充电体验、增强消费者信心,从而进一步激发新能源汽车消费需求。 2019年,我国新能源汽车年销量达120万辆、保有量超过380万辆,均居世界第一。当年,新能源汽车销售渗透率(实际销售量在市场潜量中的占比)达到4.67%,远高于2.44%的全球平均水平,成为拉动汽车消费的重要力量。 国家电网表示,今年他们启动的新一轮充电桩建设计划投资27亿元、新增充电桩7.8万个,有望带动新能源汽车消费超过200亿元,据此测算,投资建设1元充电桩,可带动7倍多的新能源汽车消费,溢出效应明显。 ——加快充电桩建设有助于直接拉动投资,并间接带动其他相关产业投资需求。 日前,南方电网宣布,未来4年将投资251亿元,建成150座大规模集中充电站、38万个充电桩,据测算,由此可带动电网建设、元器件及设备制造等相关产业投资约2000亿元。而按照相关研究机构预估,未来10年,中国充电桩设备和服务市场规模有望超过5000亿元。 “加快充电桩建设,将间接拉动新能源汽车产业链投资需求,形成杠杆撬动效应。”国家发改委综合运输研究所助理研究员乔婧认为,撬动新能源汽车消费和投资,既能带动动力电池、机械制造、橡胶玻璃、新材料等上中游行业投资,也能释放电池回收、维修销售等服务业的投资需求。 ——加快充电桩建设有利于推动汽车行业转型升级,实现绿色交通和能源转型。 “加快发展新能源汽车产业是党中央、国务院作出的重大战略决策。”工业和信息化部副部长辛国斌表示,自2009年开展“十城千辆”示范推广工程以来,新能源汽车已经成为引领汽车产业转型升级的重要力量。 加快充电桩建设,助力新能源汽车推广,还能推动我国清洁能源革命和绿色交通发展。近年来,交通运输行业石油消费占比近60%。中汽中心预测,到2035年,我国纯电动乘用车保有量有望接近1亿辆,促进新能源汽车与可再生能源高效协同,可有效降低我国原油对外依存度。推动新能源汽车与智能电网全面深度融合,也可提高电网调峰、调频和安全应急等响应能力。 此外,通过与5G、云计算、人工智能、车联网等有机融合,充电桩建设将打通汽车、能源、互联网等产业,构建起全新数字化社会的骨架,助力经济高质量发展。 安私桩,障碍待破解 目前约有31.2%的新能源汽车未能随车配建充电桩。通过以公桩替代私桩、挖掘车位潜力等,可解决部分用户充电需求 “家里的车位按年续租、没有产权。按以往经验,物业很难允许安充电桩,可这次却痛快地签了安装协议。”前不久,家住北京市某小区的李喆终于在家门口安上了充电桩。这得益于北京出台的相关规定:用户安装充电桩时,物业需指定专人配合新能源小客车生产企业和属地供电公司勘查现场,提供相关材料,配合相关手续。 “装是装上了,可是一波三折,等了两周多时间。”李喆说,用电和施工要进行可行性勘查,相关各方都得到场,协调时间有难度;物业公司还会设置隐形门槛,要么让提交一堆表格,要么说走流程需要时间,来回办手续就跑了好多趟…… 李喆“喜忧参半”的遭遇并非个例。调查中记者发现,尽管《意见》明确,“力争到2020年基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系”,但是近年来车主个人安装充电桩依然面临一些障碍—— 一方面,部分老旧小区无固定停车位,电桩建设难。 老旧小区往往车位十分紧张,有的车位比甚至达到5∶1,车主很难享有固定车位。据充电联盟数据,截至今年6月,约有31.2%的新能源汽车未能随车配建充电桩,相比之前改善并不明显,其中,老旧小区充电桩建设是“老大难”。 另一方面,不少小区电力负荷不够、存在用电安全隐患。 “电力负荷不够,可以申请扩容,但扩容这笔钱谁来掏?”北京物业管理行业协会副会长宋宝程说,近年来,部分老旧小区已在联合国网公司进行电力扩容改造,但改造后又出现了新问题——私桩无人值守,管理隐患和安全风险不容小觑,且责权不清。 上海市居民李远就遭遇了这样的烦心事。尽管是新小区,可物业还是以电容不足为由拒绝了他的充电桩安装申请,“私下里,物业承认,主要是担心电动汽车充电有安全隐患。” 为破解难题,不少城市已经在探索一些有效路径。 以公桩替代私桩。通过与物业合作经营、服务费分成,一些老旧小区“见缝插针”,尝试以公桩替代私桩,解决住户充电需求。去年,上海宝山区宝钢八村物业利用有限的空地,引入了6台智能公共充电桩,业主徐青怡说,“只要登录APP,就能查看电桩使用情况,闲置的时候去充电就行。” 充分挖掘车位潜力。广西柳州市机关三大院,是有20多年历史的老旧小区,停车位向来紧张。高效利用边边角角,小区成功规划出35个新能源汽车充电车位,类似宝骏E100这样的小型电动车可轻松停放。同样的“腾挪法”还被运用在柳州市东城印象小区:两个立柱之间的空隙、不方便车辆进出的闲置空间全部进行了优化,在513个停车位基础上,增加了10%的充电车位。 提升私桩安全性。2018年7月,由北汽新能源牵头的“卫蓝社区产业联盟”成立,囊括了整车厂、物业服务企业、充电服务商、电力公司等多家产业链上企业。为消除私桩安全隐患、明确责权利,争取物业配合,该联盟正推动编制严格的充电桩安装标准规范,后续将为行业和国家标准的出台提供支撑。 用公桩,体验待改善 布局有盲点、车位被占据、技术不互认,公共充电桩行业功率利用率仅4%左右,未来应运用先进技术手段提升用户体验 “每天通勤往返70多公里,三四天充一次电就行,现在小区周边、单位附近公共充电桩不少,挺方便。”家住北京石景山区的朱佳悦说。 5年前刚开始用新能源车时,朱佳悦可不这么轻松:那时公共桩不像现在这么多,故障率也高,经常性的“里程焦虑”,甚至一度让朱佳悦重投燃油车“怀抱”,直到两年前才换回新能源车。 记者在调查中发现,尽管公共充电桩规模较以前明显增加,但用户充电依然存在一些烦恼。 布局有盲点,网络尚未全覆盖。 在湖南长沙市工作的方显明,不久前在老家常德市桃源县安装了一个私人充电桩,“我的车续航里程340公里,从长沙到老家约210公里,但走高速途经的3个服务区都没有充电桩。在老家建个充电桩,返程才方便。”目前,我国已建成4.9万公里高速公路快充网络,但一些地区的支线高速公路,快充网络仍未完全覆盖。 车位被占据,技术故障偶发生。 “往往是APP显示有空位,到那后才发现被燃油车占着”“有一回着急充电,一连换了4个充电桩,全是坏的”……调查中,这样的反映不少。 技术不互认,运维安全存隐患。 记者尝试登录奔驰APP,点击主页“充电站”,附近的充电桩分布图立即呈现在眼前,点击“空闲充电桩”,空闲充电桩的具体位置等详细信息清晰可见。像梅赛德斯—奔驰这样整合多家充电企业资源,通过APP一键搜索充电桩的做法,让用户省去了安装多家充电APP的麻烦。但是,由于不少充电企业只对自家开放一些底层核心数据,许多车主还是不得不下载多个充电APP。 “目前,直流快充桩主要运营商都有自己的监控平台,能在线监控运行状态,线上或线下维修保养,但交流桩没有通信模块,无专人值守的交流充电场站监管和运维存在一定隐患。”中国电动汽车充电基础设施促进联盟秘书长许艳华说。 一边是用户体验不佳,一边是公桩使用率不高、行业盈利不理想。 行业发展初期,一些运营商追求“跑马圈地”,缺少科学规划,使得一些充电桩位置偏远、使用率低。新能源汽车国家大数据联盟的调研数据显示,37%的新能源汽车用户充电需驾驶超过3公里,45%的公共充电场站月服务车辆小于50辆。“当前,我国公共充电桩行业功率利用率平均只有4%左右。一般而言,利用率要达到10%—15%才能实现盈利。”中国电力企业联合会标准化管理中心主任刘永东说。 “我们坚持了6年,去年终于迎来盈利拐点。这期间,有约70%的充电桩投资建设企业相继离场。”特来电董事长于德翔告诉记者,建桩运营成本高、设施利用率低,令一些充电运营企业成本回收时间较长。 为更好提升用户体验、促进行业健康可持续发展,各地区正开展一系列有益的探索。 运用大数据,合理按需布局。85%为私人乘用车,62%的车辆月充电量为100千瓦时以内,35%的车辆次均充电量为20—30千瓦时……在北京外国语大学片区,新能源汽车国家大数据联盟利用多种技术手段分析潜在用户充电需求,为解决“在哪建”“建什么”“建多少”难题提供数据支撑。 借助先进技术手段,破解车位被占难题。“本站开启超时占用费功能,插枪未充电或者充满电不挪车满30分钟,将收取0.3元/分钟的超时占用费,请及时挪车。”在北京、成都等地的一些充电站,车主进行消费时会收到类似提醒信息。一些运营企业还探索运用智能地锁、一键提醒挪车、专人管理等手段,让充电桩使用更高效。 发力“联行模式”,让充电桩运营互联互通。据了解,目前国家电网、南方电网、特来电、星星充电等运营商已开始后台数据对接和联通,推出“联行模式”,在北京、青岛、常州等多个城市开始试点。“这意味着用户只要下载任意一家APP,即可查询并使用其他所有加入的运营商充电桩,实现从场站查询、导航、充电到支付环节的全面互联互通。”联行科技CEO安晶介绍。 探新路,模式更多元 采用换电模式,可破解充电时间长的难题;推动充电桩共享,可使企业、用户实现互利共赢 车辆缓缓驶入,升降机将底部电池取下,换上充满电的电池,一气呵成、电量满满!在厦门市奥动电吧换电站,出租车师傅贾相龙高兴地说:“换一次电只用3分钟,比充电方式能省1小时,一天能多拉六七十元的活,电池寿命也更有保障。每月换电花费55元,比烧油便宜得多!” 在北京,出租车采用换电模式后,日均订单数量增长了25%,运营里程提升了38%,司机收入增加了30%。北京汽车蓝谷营销服务有限公司副总经理王春风介绍,单个换电站投入约300万元,两年半可收回成本。 换电模式,当前主要应用于出租车、物流车、分时租赁等营运车辆领域,也正逐步向个人使用领域延伸,像蔚来汽车已在一些城市中心区域推出换电站。许艳华认为,在确保安全的前提下加快快充、智能充电、高效率换电等技术开发应用,可有效破解充电时间长的难题。不过,由于起步不久,换电模式的成本投入、技术安全性、电池耐久性等问题尚待观察和解决。 换电之外,不少运营商近年来还依靠加强技术创新、模式创新推出多元化的充电设施运营模式,为充电桩建设打开了新的思路与空间。 ——共享充电桩,私桩合伙人模式受青睐。 5月底,北京房山区的马涛成为“e充电”个人桩合伙人。6月份充电桩共享10余次,除去电费成本及平台抽成累计净收益60余元,“自己充了230多千瓦时,自用电费大约110元,算下来一个月就只用交50多元电费。” 刘永东说,不少运营商正在探索城市合伙人模式,向轻资产转型,“通过合作,运营商可以降低建桩、电网投资等成本,用户也可以摊薄充电成本,从而实现互利共赢。” ——汽车变成“充电宝”,车网互动(V2G)前景好。 “电网低谷时段充电、高峰时段放电,车变成移动‘充电宝’,通过充放电差价赚取收益。”在上海市嘉定区工作的闫女士,将新能源车停靠在一台V2G充电桩前,插好充电枪后,在“e充电”APP上设定用车时间和最低电量,开始参与电网互动。 “V2G达到一定规模后,不仅能引导有序充电、削峰填谷,还能降低电网投资成本。”刘永东说,但也要看到,当前V2G硬件技术还未成熟,充电桩成本昂贵,具体商业模式也有待进一步研究。 ——电桩也有“大数据”,增值服务潜力足。 “汽车充电是一个连接和交互的过程,车辆大数据、电池电机电控大数据、用户行为大数据、能源大数据都能被收集到充电网,并在云端分析、转移、应用。”于德翔认为,深度连接“人、车、能源”的充电网是行业未来的发展趋势,其中衍生出的数据增值、充电安全、能源交易、电商服务等,具有很大价值。 建设充电桩,要靠行业自身努力,也要靠良好的发展环境。许艳华建议,加大对充电设施的支持力度,优化国家奖补政策,充分发挥奖补政策的杠杆作用,加大地方配套资金;同时把充换电场站纳入城市规划,尤其要系统解决老旧小区的项目建设用地、电力接入等共性问题。 国家发改委产业发展司副司长蔡荣华日前表示,下一步,将鼓励商业模式创新,结合老旧小区改造、城市更新等工作,引导相关方联合开展充电设施建设运营,支持居民区多车一桩、相邻车位共享合作模式,加强新型充电技术研发,提高充电服务的数字化和智能化水平。据悉,财政部也将研究优化充电设施建设的奖补政策,进一步调动各方建桩积极性。 政策给力、市场发力、企业努力,充电桩建设有望迈出大步、加快前行。...
我国海岸线长,海上风资源丰富,海上风电又具有占地面积少,开发规模大,发电利用小时数高等特点,加上陆上风电又面临困境,以及国家政策利好,我国海上风电开发建设已渐入佳境。与此同时,由此衍生出来的海上风电机组运维的相关问题也受到了大家的广泛关注。海上风电机组相对于陆上来说故障率更高,因为它们面临的是一个更加恶劣的环境、更高难度的维护方式等。随着海上风电的发展,海上风电场建设不得不需要转移到离岸更远的地方,更深的水域。由于这个变化,运维成本将会增加,同时面临更远的运输距离,更恶劣的气候条件和更严峻的物流挑战。那么如何降低成本,提高风电场效益,成为了摆在大家面前的现实问题。 一、海上风电运维现状 因业主基于对海上风电场建设投资成本的考量,和主机厂商相互间的竞争,导致海上风电机组和陆上风电机组一样,采购价格不断的下降,由此必然导致风机整机配置降低和大量使用廉价质平的部件,从而导致风机整机的可靠性降低。 我国海上运维还处于相对落后的状态。我国海上风电运维面临两个难题。首先是机组故障率高,维修工作量大。国内尝试建造的海上风电项目,使用国产机组大多为陆上机组经适应海上环境改造而成,机组运行试验周期短,没有很好的试验和论证,使用的风机在复杂恶劣的海上环境,故障率居高不下。 其次,运维作业受潮汐影响明显,既有台风等恶劣工况,还存在较多的大风、团雾、雷雨天气,又有大幅浅滩,潮间带各潮汐影响明显,通达困难,交通设备选择困难,海上维护作业有效时间短,安全风险大且缺乏大型维修装备。 目前,海上风电运维基本照搬陆上风电经验,计划检修为主、故障检修为辅的运维模式。暨运维人员根据厂家指定的定检周期对风机进行计划性保养和测试和风机报故障,运行调度人员通知运维人员前往现场处理相结合。 长期以来我国电力行业都是实行预防性计划检修为主的检修体制,计划检修对缺陷消除,满足机组安全运行起到过有效的促进作用,但也有明显的弊端,主要表现在过维修、欠维修及盲目维修等。 故障检修是目前风电运维最常做的事情,但是在海上,交通因天气海况,存在极大的不确定因素,往往因为一个空开断开,导致风机停机几天的情况常常发生,且单台风机报故障,运维人员来回交通成本巨大,对风电场的效益产生极大的影响。 二、海上风电运维亟需解决的问题 1、海上风机状态监测与健康诊断。海上风机的状态监测,在状态监测系统基础上建立的健康诊断、异常监测以及寿命预测是后续进行合理运维的基础。但是与风电机组状态监测与健康诊断相关的技术却还很不成熟。 2、海上风机运维策略优化研究。海上风电机组运行积累经验少、运维方式不规范、且费用高。为了降低运维费用、提高发电效率,如何科学合理安排海上风电机组的维护策略,尽量减少出海次数、提高每次出海的工作效率是海上风电机组运维需要解决的关键问题。 3、海上风电场运维后勤管理优化研究。海上风电场可及性差,风电场全年可进入的时间有限,导致海上风电场运维对海上风电场运维中的人员、备件、以及交通工具等维护资源管理提出了相应的要求。但是,一方面,目前大多数研究主要集中于单项运维资源优化,缺乏结论性意见;另一方面,还未有结合风电机组的可靠性数据与运维策略的综合性研究成果。 4、海上风机容错运行研究。在当前海上风机故障几乎无可避免的条件下,开发海上风电机组的容错运行能力具有显著的经济价值,但海上风电机组故障容错控制的实际可行性、运行效果及可持续时间等都有待进一步研究。 5、海上风电场多机组多部件系统研究。目前关于风电机组运维的研究大部分仍是基于单机单部件系统或单机多部件系统进行的,一方面,缺乏对风电机组多部件之间故障相关性、结构相关性及功能相关性的进一步分析;另一方面,海上风电场可进入性差的特点与维修资源不足两者叠加对机组可靠性及运维策略的影响也缺乏研究。 三、海上风电运维方式转变 计划检修和故障检修需要大量的人力、物力、财力支撑。随着业主提高经济效益的需要和科学技术的进步,海上风电运维方式应逐步向以状态检修为主、计划检修与故障检修为辅转变。 状态检修是以设备状态为基础,根据对潜伏性故障的离线测量和在线监测的结果,结合巡检数据、历史数据、实时数据等技术,对设备进行状态评估,并以此来指导安排设备检修周期和项目维修问题。状态检修通过对设备结构特点、运行情况、监测数据分析等综合分析,确定设备是否需要检修,检修中需要进行哪些项目,具有很强的针对性,可以取得较好的检修效果。特别在海上风电机组的运维上,运维人员根据机组运行数据、各点监测情况,统一安排对多台风机进行状态检修,可大大节约交通成本,提高机组发电效率。 四、如何做好状态检修 1、提高运行监控分析能力 风电场运行人员的主要职责是监视或调度各种变配电设备、风机运行状况、巡检站内设备和制作报表等。作为对风机运行状态监控的第一人,运行人员需要具备较高的风机专业技能素养。而目前,各个风电场的运行人员素质参差不齐,且有相当一部分非相关专业。而工作也仅仅停留在监视和制作报表上,对风机的状态检修十分不利。 要安排具备风机运维较高水平的人员作为运行调度人员,对风机传回来的后台数据进行监控登记,并通过不同的风速、负荷、温度、各系统压力等进行判断分析,以此来发现风机可能存在的问题。如某风场歌美飒G87风机报液压油位低,登机后发现轮毂内蓄能器出口油管破裂,液压油泄露,整个轮毂中都是泄漏出来的液压油,清理就用了三个多小时。如果运行人员在监盘的时候能够发现风机的液压系统在不断的打压或者压力下降较快,及时通知检修人员前去处理,那么就可以节省很多的处理时间。 运行调度人员要对数据有敏感性,同一运行条件下,若机组后台监控数据存在偏差,就要引起重视。某风电场VESTAS V80机组,在夏季高温风大时,运行人员发现有部分风机的发电机轴承温度比其他风机高8℃左右,通知检修人员前往检查。经检查发现,这些风机的自动润滑油脂泵控制系统报错,没有按时出油,导致发电机轴承润滑不够充分,经手动添油和更换油脂泵后轴承温度恢复正常。从以上事例我们看出,增加运行调度人员对数据的敏感度,有利于对风机状态的实时把控,为状态检修提供依据。 2、加强对部件生命周期的监控 电气部件的寿命有其规律性。如接触器的电气寿命大约在十万次。某风场VESTAS风机在运行至第三年的时间,多台风机报Q8断路器打开,经检查为液压站电机接触器粘合,导致过流,造成断路器断开。如果能提前对风机上经常动作的电气部件寿命进行统计核算,就可以在部件寿命结束之前更换,这样就可以避免风机因部件损坏而停机。 特别是海上风电机组,长期在高温高湿高盐分的环境中运行,设备受腐蚀老化的速度更快,要加强对风机的散热风扇扇叶、通风管道以及油系统的油管和阀的腐蚀老化监控。 3、做好大部件的状态监测 风机的齿轮箱、主轴等大部件价格昂贵,且更换难度和成本较高。要加强对大部件的运行状况监测,在大部件出现不可弥补的故障之前处理。这时候,风机机组的在线监测系统就尤为重要,该系统可以监测到齿轮箱、主轴轴承、发电机轴承等机械设备的运行状况,从而判断出这些部件是否存在问题。这时候运维人员便可以实现对风电机组的主动性维护。 五、总结 海上风电机组的可靠性显得格外重要。提倡海上风机一定要高配,不要因为海上风电电价的影响打价格战,降低了风机的配置,从风电场的整个生命周期来说,这是得不偿失。为降低海上风电场运维成本及提高风电场可利用率,需要合理的规划海上风电场运维工作,针对不同的故障信息,选择最优维护方案。模型的建立需要考虑运维船配置、气候参数、风机具体故障、处理故障需要时长及人数等要素。 海上风电运维的目标是在全寿命周期内,降低运维成本,降低发电损失,提高风电机组的发电量,从而提高客户收益。海上风电运维与陆上风电运维最大的区别在于可达性差,造成的运维难度的加大和运维成本的提升。为了解决海上风电运维的难题,我们需要创新海上风电运维模式,围绕服务调度展开相关工作,从而形成全面的海上风电运维解决方案。 状态检修在风电领域是一项带有创新意义的开拓性工作,没有现成的经验。特别是海上风电刚刚起步,缺乏全生命周期的运行经验。为保证风电场的安全生产和减少检修成本,海上风电场应根据自身特点,综合考虑设备状态信息及设备对系统的安全性、可靠性、经济性等方面的影响,积极开展适合海上风电特点的状态检修工作,为海上风电事业发展做出贡献。...
2020年上半年,在中央统筹推进疫情防控和各项政策措施的大力推动下,我国经济运行稳步复苏,全社会用电情况持续好转。1-6月份,全国全社会用电量3.35万亿千瓦时,同比下降1.3%;全国电源工程建设完成投资同比增长51.5%,其中水电、风电投资分别增长25.3%和152.2%,火电投资明显减少,下降31.9%,核电投资下降1.5%。 上半年,发电设备行业疫情防控和生产经营两手抓,生产加快恢复。一季度,发电设备产量同比下降12.9%;二季度以来,清洁能源发电设备比重稳步提高,传统火电市场逐渐回归至稳定规模,上半年发电设备产量同比增长18.9%,为电力行业持续恢复提供有力保障。发电设备企业疫情防控和生产经营成效显著,经济运行情况稳中向好。 一、2020年上半年 发电设备行业发展情况 (一)行业发展特点 1.产业规模:产量实现较大比例增长,火电设备逐步回归至稳定规模,清洁能源发电设备比重稳步提高。 根据机械工业发电设备中心统计,上半年全国发电设备生产完成4754.62万千瓦(按发电机计),同比增长18.9%。其中: 水电机组1009.24万千瓦,同比增长153.7%; 火电机组2348.85万千瓦,同比下降5.7%; 风电机组1336.53万千瓦,同比增长71.3%; 核电机组60万千瓦,同比下降81.8%。 图1:2016年至今发电设备产量变化趋势图 (注:本报告发电设备产量指水电、火电、风电、核电设备机组的总和,不包含光伏设备,以及不上电网的小型发电设备,以下同) 近几年随着我国加快发展壮大水电清洁能源,水电大机组设备陆续生产完成。上半年水电机组产量同比增长153.7%,完工了5套百万千瓦级、5套30万千瓦级抽水蓄能机组。10万千瓦以上机组占水电机组产量的82.5%。 国家煤电“去产能”政策实施以来,火电设备产量连年回落。从2016年的8384.63万千瓦下降至2019年的4997.6万千瓦,2019年下降比例为33%。目前回归至每年约4000万千瓦的规模。今年上半年,火电机组产量2348.85万千瓦,同比下降5.7%。 风电设备方面,上半年企业一方面迎来吊装高峰,另一方面面临疫情带来的供应链紧张。2-3月份疫情对国内产业链供应链影响较大,但随着国内疫情防控形势好转,以及平价政策期限的影响,抢装进一步加剧,产业链需求依然旺盛,上半年风电机组产量同比增长71.3%。近几个月国际疫情严重,导致进口巴沙木、轴承等原材料、零部件交付拖期,影响风电设备生产。 核电项目在手订单少,企业产能放空大概30-40%。国外疫情严重导致进口大锻件、焊材、管材等部件延期交货。上半年完工霞浦示范快堆1号发电机1台。其他主设备方面,完成了蒸汽发生器3台、除氧器1台、主泵泵壳1台。按照年初排产情况,大部分核电产品集中在下半年交货。 近年来,清洁能源发电设备比重稳步提高。火电设备产量在发电设备中所占比重由2016年的73.2%降至2020上半年的49.4%;水电设备产量比重由2016年的7.6%增至2020上半年的21.2%;风电设备产量比重由2016年的16.3%增至2020上半年的28.1%;核电设备产量比重近几年在1.3%到5.3%之间变动。 图2:2016年至今发电设备产量占比变化趋势图 2.出口情况:出口小幅增长,出口规模占发电设备产量比重较低,市场开拓困难。 上半年全国出口发电机组437.22万千瓦,同比增长6.2%,占发电设备产量的9.2%。其中水电机组68.72万千瓦,火电机组326万千瓦,风电机组42.5万千瓦,主要出口地区为东南亚、中亚和非洲。 疫情导致全球经济增长进一步下降,基础设施建设增速进一步放缓,发电设备出口市场开拓工作异常困难。上半年全国新签约发电机组出口订单108.55万千瓦,同比下降55.8%。随着中美、中英、中印等中外矛盾升级,一些国外企业取消中企订单,发电设备出口风险持续增长。 图3:2016年至今发电设备出口变化趋势图 3.经济运行:疫情防控和生产经营成效显著,经济运行总体稳中向好 随着疫情防控常态化、生活生产正常化,上半年发电设备行业生产经营情况呈现稳中向好趋势。 上半年发电设备主机企业工业总产值完成558.4亿元,同比增长15.6%。其中哈尔滨电气、东方电气、上海电气集团发电设备板块共完成工业总产值350.9亿元,较去年同期增长14.7%,营业收入、利润较去年同期均有不同程度增长。上半年发电设备主机企业出口交货值完成47.9亿元,同比下降8.5%。 上半年水电头部设备企业由于有大型水电项目支撑,生产经营情况相对良好,但大部分中小水电企业产值、营收、利润等指标有不同程度下降。火电设备企业经历近几年“去产能”政策的调整后,整体经营情况已经趋于平稳,并通过老旧机组改造寻求业绩增量。风电“抢装潮”激发市场需求,加速产业链订单释放,多数风电设备企业上半年业绩增长。主营核电的设备企业由于在手订单明显减少,30-40%的产能放空,加之受疫情影响,企业资金链紧张,生产经营压力巨大。 新接订单方面,哈尔滨电气、东方电气、上海电气三大集团新签约发电设备订单接近650亿元,同比增长约19%。上半年国内水电项目招标约400万千瓦,大部分水电设备企业新接订单有不同程度下降;国内煤电项目招标约1600万千瓦,企业新接订单中30万千瓦以下小机组比重上升;能源央企42个风电机组项目累计容量488.6万千瓦,全国光伏发电招标2597万千瓦;核电主设备方面,上半年仅定标苍南项目的蒸汽发生器、堆内构件和控制棒驱动机构。 4.转型升级:科技创新与新兴产业稳步推进,数字化转型升级助推企业高质量发展 上半年,发电设备企业在新能源及节能环保设备、水电设备、高效清洁燃煤发电设备、核电设备、氢能、储能、能源综合利用等领域,不断突破,创新产品,持续加大科研投入力度,完善内部管理体系,建立对外合作协同机制,推动企业在科技创新与转型升级的道路上持续前进。 哈电集团世界首台百万千瓦水轮机组白鹤滩右岸水轮机进入安装环节;迪拜哈斯彦项目完成1号机组满负荷发电;厄瓜多尔美纳斯大型水电项目土建工程实现最终移交;中广核“华龙一号”示范堆首台稳压器成功发运;国内单机容量最大抽蓄机组首台座环蜗壳、世界日投煤量最大气化炉等一批重点项目关键部件顺利产成发运。同时通过加强资本运作,优化资源配置,培育企业转型发展新动能,与黑龙江省签署“新能源产业项目”合作协议,打造国内领先、世界一流的新能源产业板块;成立哈电融资租赁(天津)有限责任公司,深入推进产融结合;成立俄中电力装备有限责任公司,为深入开拓俄罗斯电力改造市场搭建平台。努力打造“互联网+服务”新引擎,为用户提供准确、及时的产品全生命周期服务,加快推进企业从制造业向制造服务业转型升级,不断推动中国制造向“中国智造”的转变。 东方电气全面启动三大创新工程,即以白鹤滩百万千瓦水电机组为代表的关键核心技术攻坚工程;以火电机组可靠性大幅跃升为代表的产品创新优化工程;以智能制造数字化车间建设、电厂智慧化改造为代表的智能制造转型工程。研发的我国首台10MW海上风电机组成功并网发电,是目前我国自主研发并投入运行的单机容量亚洲地区最大、全球第二大的海上风电机组;自主研制的商用氢燃料电池发动机系统迈上了100台大关,已形成从可再生能源制氢、高密度储运氢、氢加注到氢燃料电池的全产业链布局,并推动氢能和燃料电池在国防、分布式能源、汽车动力、储能装备等方向的跨领域应用;东方电机的大型清洁高效发电装备智能制造数字化车间建设项目正式通过验收,该项目使生产效率提高48%,运营成本降低31.9%,产品研制周期缩短30.7%,产品不良品率降低20%,能源利用率提高57.3%。 上海电气致力于加快产业结构的调整和优化,从传统能源设备制造向新能源设备制造的转型,从高耗能制造向智能制造的转型。全球最大超超临界二次再热项目安徽平山电厂二期工程锅炉水压试验一次成功,被国家能源局列为“国家示范工程”;与国网上海电力联手打造的“能源魔盒”项目,依托智慧能源管理平台,以”风、光、储、充、控”一体化形式实现多能协同互补和能源综合梯次利用,使工业区的整体用能效率大幅提升;中标阿联酋装机容量最大的光伏发电工程太阳能公园五期900MW独立发电项目,在中东乃至全球新能源产业领域持续提高影响力;新成立的能源公司着力打造成有装备基础的新能源EPC总承包商,通过智能化和数字化手段将工程设计经验固化在软件中,不断提升项目管理、运维服务和提供备品备件的能力,实现“无人化、少人化”电站;上海电气“e站通”电商平台1.0版正式上线,实现了一线电厂需求和上游工厂生产的精准对接,加速上下游企业的协同复工。 一重集团加快推动由重型装备制造商向制造服务商转变,在国际EPC新能源领域取得了历史性突破,获得智利10×3MW光伏发电项目订单;自主设计制造的首台套950mm不锈钢全连轧生产线热负荷试车成功,顺利产出第一卷钢卷,填补了公司在全连轧生产线领域的技术空白;高品质大型铝板轧机工作辊研制成功,标志着高品质大型铝板轧机工作辊开启国产化进程,提升了一重在大型铝板轧机工作辊制造领域的市场竞争力。 国机重装加快推进传统领域转型升级,着力解决“卡脖子”难题,加快推进新兴领域开拓创新,着力培育新的增长点。成功签订聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)TF线圈盒先行件AU3制造合同,需要研制出在-269℃严苛条件下运行使用的新型材料,极大考验了企业全流程制造能力;成功冶炼首支100t级Cr12电渣锭,解决该类转子锻件长期依赖进口,打破了制约超超临界机组铸锻件完全国产化的瓶颈之一;研制的“华龙一号”RSR750型核主泵全流量试验台泵壳正式发运,标志着率先掌握了具有世界最高安全标准的第三代核电泵壳内壁堆焊全自动焊接技术。 北京巴威公司积极拓展光热发电等新能源市场,研制出可再生能源产品包括太阳能光热发电的吸热器研发生产(塔式水工质、塔式熔盐)、熔盐蒸汽发生器、垃圾焚烧锅炉、生物质燃烧耦合等新能源产品,成功签订的亿元垃圾焚烧发电项目也将为其发展带来新的机遇。 杭州锅炉公司深挖太阳能光热等新领域发电市场,积极参与国内、国外的光热项目,不断提升光热领域技术储备,力争在太阳能光热发电领域取得更大技术及市场突破。 (二)行业发展面临的主要问题 1.国产零部件、原材料产品推广应用困难,由于电力业主指定要求进口发电设备部分原材料或零部件,国内研制成功的供应商将始终没有业绩,陷入恶性循环。疫情带来的供应链紧张和复杂的国际形势之下,进一步提高发电设备国产化、自主化水平刻不容缓。尤其是核级焊材等有技术壁垒的原材料已持续制约国内核电产品的发展,政府和企业需加大对“卡脖子”技术的资源投入和攻关力度,尽早实现国产化。 2.受疫情影响,上半年发电设备进口的大锻件、阀门、焊材、管材、轴承等不同程度延期交付,未来不确定性因素较多。尤其是风电机组,轴承大量进口,海上风机长叶片、大型铸件紧缺,疫情使得风电零部件、原材料本就供应紧张的局面进一步凸显,从而对今年风电产品生产交付等造成影响。 3.发电设备产业链供应链中的配套中小企业无法适应目前瞬息万变的产业调整局势。当对应项目、订货量减少时,配套中小企业会选择萎缩经营该产业或直接退出现有市场,造成“两链”缺失,给发电设备产业链供应链稳定带来了新的不稳定因素。 4.目前正在执行的海外项目建设、监造、管理等人员进场困难,在场施工人员由于疫情防控需要,错峰或者接受检查与隔离,使得现场施工能力下降。部分项目所需设备国内生产完成但无法按时发运,欧美供货的部分零部件、原材料供应紧张,海外项目建设进度普遍拖期,造成物资积压和资金回笼困难,不可避免地增加“两金”占用。 5.目前核电新核准项目数量远远满足不了国内核电设备制造企业的产能需求。长期以来培养的核电人才流失,生产能力放空,产品质量稳定面临考验。风电行业抢装带来短期需求激增,制造企业产能严重不足,造成生产制造、外购材料、部件均出现问题。但抢装过后市场需求相对减少,风电设备制造企业又将面临产能放空。 二、未来形势研判 1.水电 国家将继续加快发展现已开发的水电清洁能源。积极稳妥发展水电,启动雅砻江、黄河上游、乌江及红水河等水电规划调整,加快龙头水库建设。目前在建水电项目有金沙江乌东德、白鹤滩、雅砻江两河口,大渡河双江口等水电站。金沙江旭龙等水电站正开展前期工作。随着大中型水电站设备陆续完工,结合下半年企业的排产计划,2020年水电机组预计交货1600万千瓦,继续保持较大幅度增长。预计全年水电项目招标约1300万千瓦。 未来新增水电主要集中在藏、云、川、青地区,但开发条件差,敏感因素多,开发负担大。抽水蓄能电站对于促进区域风、光等新能源消纳能有效发挥调节作用,国家将积极推进抽水蓄能电站建设,增强系统储备调节能力。新技术研发方面,高水头大容量机组、超高水头冲击式水轮发电机组、大型可变速抽水蓄能机组、海水抽水蓄能机组等是企业继续攻关的重点。 2.火电 未来煤电将继续发挥电力安全保障“压舱石”作用,在有序发展增量的同时,着力实现存量机组的优化升级,推动灵活、低碳和高效发展。今年国家将统筹推进现役煤电机组超低排放改造和节能改造,西部具备条件的机组年底前将完成超低排放改造;在确保电力、热力供应的基础上,继续淘汰关停不达标的落后煤电机组;从严控制、按需推动煤电项目建设;增强系统储备调节能力,积极推进煤电灵活性改造。 结合下半年企业排产计划,2020年火电机组预计交货4900万千瓦。预计全年火电项目招标约4000万千瓦。未来“十四五”期间,预计每年保持约3000万千瓦的规模。 随着风、光技术进步和规模化发展,风、光发电经济性快速提升,煤电恐失去低成本优势,若计及碳减排成本,会进一步削弱煤电价格的市场竞争力。未来煤电向调节性电源转型的速度将比预期更快,国内会加大煤电灵活性改造力度以及老旧机组改造项目的实施,推动存量煤电逐步由电量型向电力型转变。 燃机方面,随着工信部“两机专项”和国家能源局燃气轮机创新发展示范项目的深入实施,我国燃气轮机研发攻关陆续取得成果。计划到2023年完成30万千瓦级F级重型燃气轮机产品研制和定型;2030年完成40万千瓦级G/H级产品研制。高温结构材料、热障涂层技术需要加大自主研发力度,早日摆脱依赖进口局面。 3.风电 2020年是风电补贴退坡前的冲刺之年。风电抢装需求旺盛,但产业链供应紧张。自2019年初,行业内即出现主轴承和铸件的短期供应瓶颈,巴沙木的紧缺也进一步制约风机交付量增长。今年下半年新能源市场需求将恢复性增长。国家将有序推进集中式风电、光伏和海上风电建设,加快中东部和南方地区分布式光伏、分散式风电发展;积极推进风电、光伏发电平价上网。同时,随着风电机组20年使用寿命的临近,国内将会出现大批退役机组,旧机组退役更新市场潜力较大。 未来风电设备制造企业应集中力量解决关键零部件的短板问题,进一步促进我国风电行业良性发展。3.0MW机组成为陆上主流机组,现阶段更为成熟的4.0MW~6.0MW海上风电机组仍旧是开发商的主要选择,同时金风科技、明阳智能、东方电气也中标7.0MW、8.0MW、10MW级别海上风电机组,开发商在逐渐考虑更大兆瓦的海上风电机组。 4.核电 当前企业核电项目在手订单少,伴随下半年及未来项目核准的不确定性,核电设备企业将面临进一步产能放空问题。大部分核电设备制造企业经营困难,满足核电设备加工要求的人才队伍也很难稳定。从大型核电厂的技术路线来讲,“华龙一号”和CAP1400将是我国核电建造的主力堆型。 2020年内可能投入商业运行的“华龙一号”将对后续的项目核准和我国核电“走出去”起到很好的推动作用。小堆在系统简化等方面还有进一步改进的空间,未来更多应用于热电联供、区域供热、海水淡化等。当前应加大国内核电产业链培育力度,加快国产化装备推广应用。提前布局四代堆及小堆关键技术及装备的研发攻关,同时对一些“卡脖子”关键技术、核心部件和原材料加大攻关,从政策及资金等方面支持国内有潜在供应能力的企业,力争在下一轮核能竞赛中占据世界主导地位。 5.出口 当前疫情导致全球经济增长进一步下降,基础设施建设增速进一步放缓,发电设备出口市场开拓工作受到较大影响。但拓展海外市场是发电设备企业转型的必由之路。尤其是传统的发电设备,国内需求相对饱和,需进一步关注国际市场。未来应加快发电设备国内与国际产业标准融合,深化与亚、非、拉等国家合作,提升国际影响力和竞争力,填补国内产能空缺,使发电设备产业稳定、良性持续发展。随着“一带一路”倡议的深入实施,国家层面将通过建立能源双边多边合作机制,助力企业开拓市场。 三、相关建议 1.国产替代进口的支持:建议国家层面制定政策,对具备国产化条件的设备、部件、材料,全力推进国产替代进口。正在执行的项目如果采取国产替代进口的措施,相关的合同规定、事后审计等予以解释;正在进行前期策划的项目,在核准时应当提出重要部件、材料国产化的要求。 2.国产化研发攻关支持:建议政府加大对基础技术和关键原材料、零部件的研发攻关,不论其价值量高低,加大财政支持力度,在各项政策上继续向研发创新方向倾斜,减轻企业研发资本投入。针对创新激励、人才培育、知识产权、信息基础设施、公平竞争、完善投资环境、信息与数据安全、协同网络与联盟等,制定实施横向的功能性产业政策。加大各政府部门之间的协调性,解决信息不对称、资金投入分散问题。 3.物流便利上的支持:建议加快运输资质证照电子化,优化大件运输跨省并联许可服务,进一步提高审批效率;继续实行物流仓储土地使用税减半征收等政策;加快发展智慧物流产业。 4.企业税收、融资成本支持:近两年税率调整,业主单位普遍要求按照不含税价不变进行合同调整,国家出台降税措施的红利并未落到制造企业。受疫情影响,部分发电设备及零部件、原材料企业尤其是中小企业资金链非常紧张。建议国家在税收、融资成本等方面给予企业一定的政策倾斜,帮助企业渡过难关,为企业投融资、研发创新、产能恢复创造环境。 5.核电产业的支持:建议国家及时出台核电行业中长期发展规划,保持核电建设有序平稳发展,稳定核电产业链相关企业市场预期,同时从国家层面帮助中国核电“走出去”,不断扩大海外市场,助推国内核电产业链做大做强。 6.风电产业的支持:近年来,风电技术创新带来的降本增效被抢装直接抵消,不利于行业健康发展。疫情使得风机供应短缺、复工延期、进度受阻,风电项目难以在规定时间内并网,建议适当延长风电建设并网时限;发行专项建设债,推动绿色信贷发展;加快制定可再生能源发展规划,避免出现因补贴取消引发制造业生态环境恶化、设备产品质量隐患、弃风限电问题反弹、行业发展波动大等问题,以实现平价的平稳过渡。 当前和今后一个时期,我国发展仍处于战略机遇期,但机遇和挑战都有新的变化。经济形势严峻,国际环境日趋复杂,不稳定不确定性明显增强。发电设备行业需毫不放松抓好常态化疫情防控和高质量发展,在危机中育新机,于变局中开新局;对短板弱项和风险挑战,要有前瞻性谋划,强化管理,苦练内功,加快科技创新,注重补短板和锻长板,提高产业链供应链稳定性和竞争力,坚定不移地为确保我国电力行业平稳、有序、健康发展贡献力量。 注:本报告全社会用电量、电力投资数据来源于国家能源局、中电联官网。其他数据来源于机械工业发电设备中心统计及调研结果,以及相关企业、网站公开资料...
到2035年,全国储能装机规模将达2亿千瓦,其中抽水蓄能装机将达到1.5亿千瓦,电化学储能等其他形式储能装机规模将达到5000万千瓦;至2035年,储能可增加新能源消纳电量2100亿千瓦时。 一、新能源发展情况 1、现状 新能源装机规模持续扩大,产业布局不断优化。截至2018年底,全国风电、太阳能发电装机容量分别达到1.84、1.74亿千瓦,占全国总发电装机容量的9.7%、9.2%,比上年分别提高0.5、1.9个百分点。全国海上风电累计装机容量444.5万千瓦,占风电总装机容量的比重为2.4%,比上年提高了0.7个百分点;分布式光伏发电项目累计装机容量5061万千瓦,同比增长70.7%。 新能源发电量稳步增长,利用水平连续提高。2018年,全国风电、太阳能发电量分别为3658、1769亿千瓦时,比2017年分别增加20.1%、50.2%;占全国总发量的5.2%、2.5%,比上年分别提高0.5、0.7个百分点。全国平均弃风、弃光率分别降至7%、5%,比2017年降低了5.3、2.8个百分点。 2、政策 2019年以来,随着《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》《关于完善光伏发电上网电价机制有关问题的通知》《关于建立健全可再生能源电力消纳保障机制的通知》《关于完善风电上网电价政策的通知》《关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》等文件的相继出台,新能源高质量发展的目标引导、消纳保障、建设管理和上网电价等方面的机制日趋完善,风电和光伏发电开始从标杆电价阶段过渡到平价和竞价阶段,市场在资源配置中也开始发挥越来越重要的作用。目前,我国已逐步形成包括发展规划、市场监管、产业激励、技术规范、并网消纳、电价与补贴、税收减免、金融服务及其他辅助支持政策等在内的较完整的新能源政策法规体系。 二、储能发展情况 1、现状 截至2018年底,全国已投运储能项目累计装机规模3130万千瓦左右(居全球首位),同比增长8.2%。其中,电化学储能累计装机规模107.3万千瓦,同比增长近2倍,三年平均年增速达到94.7%;其占全国已投运储能项目累计装机规模的比重为2.4%,较2017年上升了1.1个百分点。在各类电化学储能技术中,锂离子电池的累计装机规模最大,为75.9万千瓦,占全国电化学储能累计装机规模的70.7%。 2018年,全国新增投运储能项目的装机规模为2.4GW,其中电化学储能占比近三分之一,约为28.5%。 2、政策 储能政策可分为直接类与间接类。直接类政策主要有国家发展改革委、国家能源局等五部门联合印发的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》(以下简称《指导意见》)、国家发展改革委、国家能源局等四部门联合印发的《贯彻落实<关于促进储能技术与产业发展的指导意见>2019-2020年行动计划》(以下简称《行动计划》)等。其中,《指导意见》是中国储能产业的第一个指导性政策,针对储能技术与产业发展过程中存在的政策支持不足、研发示范不足、技术标准不足、统筹规划不足等问题,提出了未来10年中国储能技术和产业的发展目标和重点任务,要求分两个阶段推进相关工作,第一阶段实现储能由研发示范向商业化初期过渡,第二阶段实现商业化初期向规模化发展转变。《行动计划》则是对《指导意见》的进一步落实,给出了储能技术研发、政策落实、示范应用以及标准化等方面的工作措施,是实现储能第一阶段的具体安排,为下一阶段指明了方向。 储能间接支持类政策主要包括能源发展规划类政策(从技术研发创新和技术推广应用两方面对储能发展提出要求,如“十三五”规划等相关文件),电价类政策,新能源发展类政策,新能源汽车类政策等。其中,新能源发展类政策通过鼓励配套建设储能装置在一定程度上推动了储能的发展。电价类政策是直接与储能盈利模式相关联的政策,主要有辅助服务补偿(市场)机制、峰谷分时电价政策、两部制电价、需求响应补贴激励等,如各区域“两个细则”、地方电力辅助服务市场交易规则等,明确了储能参与市场的主体身份以及补偿方式;又如新修订的明确了电储能设施费用不得计入输配电定价成本的《输配电定价成本监审办法》。 3、商业模式 在当前的政策环境下,我国储能的商业运营模式主要可归为三类:基于电力辅助服务市场的商业模式,基于峰谷电价差套利的商业模式和间接盈利的商业模式。此外,通过创新模式和理念,个别省份探索性试点开展基于区块链的“共享储能”商业运营与交易模式的研究工作。 基于电力辅助服务市场的商业模式在发电侧主要指火储AGC联合调频,以火电企业为辅助服务提供及费用结算的主体,储能在火电企业计量出口内建设,协同跟踪调度指令提高AGC调节性能并联合计量,以获得补偿收益,补偿标准按照各地辅助服务规则执行。在电网侧主要是储能通过“经营性租赁”或“合同能源管理+购售电”等运营途径提供削峰填谷、调频、备用等辅助服务。在用户侧主要是储能通过需求侧响应提供电力辅助服务。 基于峰谷电价差套利的商业模式主要是用户侧储能利用分时、实时、尖峰电价等政策,合理错峰用电,降低电力使用成本,通过峰谷电价差套利。 间接盈利的商业模式主要有在新能源电站安装储能以平滑功率波动,减少新能源预测偏差考核费用,减少弃限电带来的发电收益损失,间接提升企业经济效益。通过加装储能设施延缓区域配电网扩容,节省电网建设费用,间接提升电网经济效益。用户侧基于两部制电价的激励,安装储能以减少最大用电需量,降低基本电费,间接提升用户经济效益。 探索性的商业模式主要有共享储能,是以电网为纽带,将独立分散的电网侧、电源侧、用户侧储能电站资源进行整合,由电网来进行统一协调,推动源网荷各端储能能力全面释放,可以有效缓解清洁能源高峰时段电力电量消纳困难,实现了在服务模式和技术应用上的创新。 三、主要问题 1、新能源 一是“双弃”压力仍在,新能源消纳问题依然不容忽视。部分地区仍存在较突出的新能源消纳困难,2018年,弃风主要集中在新疆、甘肃、内蒙古,弃风率分别为23%、19%、10%;2019年上半年,新疆、甘肃、内蒙古的弃风现象仍较为严重,弃风率分别为17.0%、10.1%、8.2%。弃光主要集中在新疆和甘肃,2018年新疆、甘肃弃光率分别为16%、10%;2019年仍远高于全国平均值,分别为11%、7%。 二是灵活性资源不足,电力系统灵活调节能力有限。截至2018年底,我国发电装机容量达到19亿千瓦,其中风电、光伏发电等新能源装机占比达到19%,但抽水蓄能、燃气发电等灵活调节电源装机占比仅不到6%,远低于美国(49%)、西班牙(34%)、德国(18%)等发达国家。 三是补贴缺口不断增大,部分新能源企业资金链断裂。根据财政部《2019年中央财政预算》,2019年可再生能源电价附加支出预算数为866.1亿元,而目前国内新能源补贴缺口已达2000亿元左右;龙源电力、华能新能源、大唐新能源等公司的新能源补贴欠款均在100亿元以上,但今年出台的新政策主要解决的是新增新能源项目的补贴问题,未考虑存量新能源项目的补贴问题,补贴需求仍将继续增长。 2、储能 一是可持续市场模式有限,投资风险增加。发电侧储能的火储联合调频应用模式方面,参与调频的主体仍是火电机组,且投资回收具有不确定性。电网侧储能项目大都由电网系统内企业作为项目投资方,负责项目整体建设和运营,但由于目前电储能设施的费用不得计入输配电定价成本,储能项目投资费用无法得到疏导。用户侧储能收益方式尚难以摆脱峰谷价差依赖,由于储能设备前期投入较大、收益来源单一,成本回收周期较长,尤其是近两年的降电价措施进一步延长了投资回报周期。 二是技术仍待突破、成本仍需下降。综合而言,电化学储能技术中,除铅酸电池外,我国其他电池储能技术的成本与商业化应用仍存在一定的差距。 三是安全事故频发、标准亟需完善。电化学储能技术路线和技术产品众多,但尚没有哪种技术能够完全满足循环寿命长、可规模化大、安全性高、经济性好和能效高等五项储能关键应用指标。我国虽已出台数部储能相关标准,但体系建设仍不完善,在储能项目建设方面,消防、土地、环保、交通等部门对储能项目建设的相关审批要件缺乏认定标准。在项目运行方面,技术、运行和安全管理方面标准不完善,相关管理规定和办法亟需出台。具体到安全性方面,主要体现在系统风险识别与评估要求的缺少、BMS功能安全评估的缺失、BMS未结合系统进行整体评估,在外壳、保护接地、端子和线缆、文档信息以及其他关键组件的要求上缺乏详细的规范或明确的指引等。 四是激励机制不足、政策仍需完善。虽然东北、新疆、福建、甘肃、安徽、江苏等地区均提出电储能可作为独立的市场主体参与调峰、调频等电力辅助服务交易,但是独立储能电站并网的相关调度策略和技术规定、电力系统接入标准、储能系统的充放电价格、独立计量和费用结算等方式都尚无明确规定,仅在广东进行了试点。 四、展望 一是新能源规模布局不断优化,利用水平持续提高。初步预测,到2025年,全国风电、太阳能发电装机容量将分别达到3.5亿、3.4亿千瓦,占全国总装机容量的比重分别为12.7%、12.4%。2030、2035年,全国风电、太阳能发电装机容量将分别同时达到5.0亿千瓦和7.0亿千瓦,占全国总装机容量的比重分别为15.1%和18.4%。到2025、2030、2035年,风电发电量将分别达到7350亿、11000亿、15400亿千瓦时,占全国总发电量的8.0%、10.5%、13.5%;太阳能发电量将分别达到4121亿、6060亿、8484亿千瓦时,占全国总发电量的4.5%、5.8%、7.4%。 二是新能源建设成本持续降低,补贴退坡步伐加快。风电方面,“三北”、福建、河北、山东、广西、江苏、浙江等地区由于风能资源条件优越,风电建设成本和非技术性成本较低,预计2020年可以实现无补贴上网。太阳能发电方面,河北、四川、山东、辽宁、内蒙古、青海、黑龙江、吉林等省份,由于资源条件优良、建设成本和非技术成本较低,预计集中光伏电站2020年可以实现平价上网。 三是储能作用持续增强,发展前景光明。据相关研究测算,到2035年,全国储能装机规模将达2亿千瓦,其中抽水蓄能装机将达到1.5亿千瓦,电化学储能等其他形式储能装机规模将达到5000万千瓦;至2035年,储能可增加新能源消纳电量2100亿千瓦时。 四是电池储能成本加速下降,但短期内无明显优势。据初步估计,到2025年,电化学储能电池度电成本将下降至少30%~40%左右或更高,度电成本将低至0.36~0.86元/千瓦时之间或以下,但短期内仍无法全面与其他电源相竞争。 五、政策建议 一是以更宏观的视角审视储能定位,评估储能在电力系统中的综合作用,做好储能在各环节的布局与配置。储能问题需要通观全局进行把控,需要站在能源转型、各类能源品种平衡的角度审视储能定位。建议综合评估储能在发电侧、电网侧、用户侧发挥不同作用的市场潜力及效益,制定储能技术发展路线图,将各类储能列入能源电力规划,从空间、规模、技术等方面给予政策引导,科学做好储能在电力系统各环节的布局与容量配置,同时由市场来合理调节。 二是强化扶持,完善体制机制,促进储能在各领域发展。从电源侧储能的发展场景看,需要警惕考核细则变动给火储联合调频市场中已有项目带来的风险,提防零和游戏下的恶性竞争问题。光伏配套储能的发展潜力大,从行政许可法的要求看,不宜强制要求现有新能源企业加装储能设施,可以从鼓励、优化新能源出力等方面给予加装储能的新能源电站更多优惠政策;对于新建新能源项目,一是鼓励各个地方根据实际情况,给予新能源项目配套储能装置专项补贴、储能项目初装补贴或者度电补贴,二是建议研究新建新能源配套储能装置打捆项目整体纳入新能源补贴的可行性。 从电网侧储能的发展场景看,储能的各种作用价值在电网系统中都可以实现,电网侧储能仍是储能重要的发展方向之一,但电网企业发展储能需要进行监管,既要发挥电网企业建设运行储能的各项优势,也要兼顾市场的公平性,如在对电网安全极端重要的领域可由电网企业来投资建设储能,其它领域可放开市场、公平竞争,且需要系统研究电网侧储能监管机制及价格疏导机制。一方面,建立区域内各相关单位共同参与决策和协调的机制,对新建及现有电网侧储能项目的全流程进行监管。另一方面,在公正、公平的基础上,引导社会各种资本投资电网侧储能系统,在此基础上建立市场机制进行价格疏导。 从用户侧储能的发展场景看,需持续关注电价政策、电力市场建设等对利用峰谷电价差的储能应用模式的影响。 此外,对于具有新能源发电、储能作用的光热发电技术应给予更多的关注和支持。 三是稳步推进现货市场、辅助服务市场等市场化机制建设,加快储能参与电力市场的进程。“还原能源的商品属性”是电力市场改革的核心要义,开放、规范、完善的电力市场是储能真正发挥储能反映电能特定时间、特定空间价值等优势的舞台,须通过完善辅助服务市场、现货市场等市场化机制,形成储能参与调峰、调频、备用、黑启动等辅助服务的市场价格等。当前,应通过电力市场、两部制电价等方式率先解决可靠性高、经济性好的抽水蓄能价格疏导问题。 四是科技创新,提升自身技术水平,促进储能行业高质量发展。不断提高储能的安全性、经济性、可靠性和寿命是当前除抽蓄外其他储能技术最紧迫的任务。针对发电侧储能的特定需求,开发高能量密度、高转换效率、长寿命、高安全性能、单体大容量的新型储能技术,以降低储能系统的应用成本。加大力度破解储能系统安全问题,研究优化电化学储能系统拓扑结构设计,解决多电池串并联失稳等问题。开发高准确度的监测和控制技术,实现储能系统的优化运行和状态预测,以提升储能的技术经济性。同时,基于电力市场化改革,因地制宜、充分利用区域性的市场规则,结合不断提高的储能技术水平,创新发展储能多元化的商业模式。 五是标准引领,完善储能技术标准体系。需要继续加快储能规划、设计、设备、试验、施工、验收、并网、运行、维护等储能全生命周期的标准出台,建成从规划设计、建设运行、设备维护等全过程的储能安全防控体系。...
国家能源局日前公布数据显示,4月起,全社会用电量同比实现正增长,4月、5月、6月增速分别为0.7%、4.6%和6.1%,逐月回升。“用电量增速从一季度的同比下降6.5%,上升至二季度同比增长3.9%,其中6月增速回升至6.1%,其中有气温升高的因素,但经济总体逐步复苏、新动能保持强劲支撑是最主要原因。”中国电力企业联合会专职副理事长兼秘书长于崇德说。 用电量是经济运行的晴雨表。 国家统计局数据显示,二季度高技术制造业增加值同比增长9.8%,为增速最高行业板块;装备制造业增加值同比增长9.5%,为回升幅度最大行业板块。 与之相对应,高技术及装备制造业的用电增速回升也较为明显。二季度高技术及装备制造业用电量同比增长4.3%,比一季度增速提高19.1个百分点,6月份增速进一步升至8.4%。 于崇德介绍,上半年,依托大数据、云计算、物联网等新技术的网络信息服务业用电量大幅上升,其中信息传输/软件和信息技术服务业用电量同比增长27.7%。 “未来能源转型发展将呈现明显的电气化趋势,电能替代潜力巨大,我国电力需求还处在较长时间的增长期。”中电联行业发展与环境资源部副主任张琳认为。 中电联报告显示,上半年电力投资快速增长,纳入行业投资统计体系的主要电力企业合计完成投资3395亿元,同比增长21.6%。电源工程建设完成投资1738亿元,同比增长51.5%;电网工程建设完成投资1657亿元,同比增长0.7%。水电、核电、风电等清洁能源完成投资占电源完成投资的92.5%,比上年同期提高10.4个百分点。 利用率方面,清洁能源消纳持续好转,上半年风电、光伏发电利用率分别达到96.1%、97.9%,同比上升0.8、0.3个百分点。 下半年电力供需形势如何?中电联报告认为,下半年电力消费增速有望比上半年明显回升。值得注意的是,后续电力消费增长仍然存在一定不确定性。于崇德分析,从电力供应看,一是主要流域降水情况不确定,带来水电供应能力的不确定。二是当前部分地区电煤供应偏紧,如果下半年水电来水偏少,东北、西北、西南等地区部分时段电煤很可能供不应求。从电力需求看,境外疫情仍在蔓延、极端气候变化等因素也可能给电力消费带来不确定性。 于崇德建议,密切跟踪电力供需形势变化,做好相关预案;保障电煤稳定供应;提高系统调节能力,进一步提高灵活性调节电源以及储能装置建设的积极性。...
8月5日,国务委员兼外交部长王毅接受新华社专访。全文如下: 新华社记者:美国务卿蓬佩奥近日在加利福尼亚州尼克松总统图书馆发表讲话,声称自尼克松总统以来美历届政府的对华接触政策没有取得美方预期目标,已经失败。美国内很多人质疑、批判蓬佩奥讲话内容,认为没有提出清晰可行的前进道路,而更多是“意识形态咆哮”。你对此有何评论? 王毅:所谓“美国对华接触政策失败”的论调重拾冷战思维,完全否定了中美交往几十年来取得的成果,不仅是对历史进程的无知,也是对中美两国人民的不尊重。这种散布“政治病毒”的做法理所当然会受到美国国内以及国际社会的质疑和批评。 40多年前,中美两国领导人之所以能够实现跨越太平洋的握手,最根本的一条就是双方都坚持了相互尊重、求同存异的原则,搁置了彼此意识形态的差异。1972年尼克松总统首次访华时,周恩来总理强调,中美双方要弄清楚彼此之间的分歧,努力寻找共同点,使我们两国的关系有一个新的开始。尼克松总统也明确表示,中美存在巨大分歧,但促使两国走到一起的,是双方拥有超过这些分歧的共同利益。两国发表的上海公报载明双方愿意相互尊重、求同存异的共识。 之后的历史告诉世人,双方共同做出的这一重大抉择是完全正确的。建交40多年来,经过双方几代人的共同努力,中美关系成为世界上相互交融最深、合作领域最广、共同利益最大的双边关系之一。中美两国经济总量超过世界三分之一,对世界经济增长贡献率超过50%。双边贸易额较建交之初增长了250多倍,达世界五分之一,双向投资从几乎为零攀升到近2400亿美元,每年人员往来达500万人次。两国在涉及世界和平与发展的几乎所有全球性问题上都肩负着重要责任。这些都是不容否认,也无法否认的事实。 40多年后的今天,中美在社会制度等很多方面仍然完全不同,但这种不同过去、今天和将来都不会也不应影响两国继续和平共处、合作共赢。双方没有必要也不可能去改变对方,而是应尊重对方人民做出的自主选择。中国几十年来取得的巨大发展成就已经证明,中国特色社会主义道路不仅适合中国,始终得到中国人民最广泛、最坚定的支持,同时也造福给这个世界,惠及包括美国人民在内的各国人民。中国一定会继续按照人民的愿望,不断发展进步并为人类做出新的更大贡献。任何人试图阻挡或者改变这一进程,不仅是自不量力,而且是自寻烦恼。 新华社记者:一段时间来,美方一些人不断声称,美中关系长期不公平、不对等,美方是中美交往中“吃亏”一方,美国帮助重建了中国。你认为这是否符合事实? 王毅:中美合作从来都不是一方给另一方的恩赐,也不是一方对另一方的剥夺,中美双方从合作中都获得了巨大收益,不存在谁吃亏、谁占谁便宜的问题。 长期以来,中美两国通过优势互补、互利合作,形成相互融合的利益共同体。中国的快速发展既得益于同世界各国包括美国的开放合作,同样,中国的不断成长也反过来为美国等提供了持续增长的动力和巨大的市场空间。据统计,中美经贸关系支撑美国260万个就业岗位,两国贸易平均每年为每个美国家庭节省850美元的生活成本。美国企业在华投资兴业累计已超过7万家,年销售额达7000亿美元,其中97%都是盈利的。即使在中美贸易摩擦和新冠肺炎疫情影响下,绝大多数美国企业仍希望继续留在中国,并且逆势扩大对华投资。如果真像某些人所说,中美之间的合作是不公平、不对等的,这种状况怎能持续几十年之久?中美关系怎能发展到今天的这种深度和广度? 当然,全球化与自由贸易在创造发展红利的同时,也会给各自的经济结构和利益分配带来矛盾和问题。这就需要通过自身改革来加以调整,而不是自己生病,却让别人吃药。一味把责任归咎于别人,甚至指望通过所谓“脱钩”来解决问题,那只会是缘木求鱼、南辕北辙,最终还会进一步伤害美国的企业和人民。 全球化发展到今天,各国利益相互交织。中方一向主张,中美两国发展不是非此即彼的关系,没有必要相互排斥,完全可以相互借力、相互成就。当前,世界经济正经受疫情严重冲击,中美作为世界上最大的两个经济体,理应坚持平等互惠,以合作而不是脱钩来推动两国关系的发展,并为这个世界承担起应尽的责任。 新华社记者:近段时间,美方采取了一系列破坏中美人文交流的消极举动,包括骚扰中国留学人员、干扰正常学术交流、限制打压中国媒体等。很多人认为,麦卡锡主义在美幽灵重现。你认为中美真的会陷入“新冷战”吗? 王毅:当前,中美关系正面临建交以来最严峻的局面,各领域交流合作均受到严重干扰,根本原因是美国国内一部分政治势力出于对中国的偏见和仇视,利用手中掌握的权力,编造各种谎言恶意抹黑中国,制造各种借口阻挠中美之间的正常往来。他们这么做,就是想复活麦卡锡主义的幽灵,破坏中美之间的联系,煽动两国民意的对立,损害两国互信的根基,从而把中美再次拖进冲突与对抗,把世界重新推入动荡与分裂。 中方不会让这样的阴谋得逞。我们坚决反对人为制造所谓“新冷战”,因为这完全违背中美两国人民的根本利益,完全背离世界发展进步的潮流。当年冷战给世界人民带来的创伤和痛苦绝不应重演。共谋和平,共促发展,才是世界各国的普遍愿望。如果谁要在21世纪的今天挑起所谓“新冷战”,那他就站到了历史前进的对立面,就是国际合作的最大破坏者,就必将被钉在历史的耻辱柱上。 今天的中国并不是当年的苏联,我们更无意去做第二个美国。中国从不输出意识形态,也从不干涉别国内政。作为世界上最大的发展中国家和安理会常任理事国,中国将继续坚定不移地走和平发展道路,坚定不移地奉行互利共赢的开放战略,持之以恒做世界和平的推动者、全球发展的贡献者、国际秩序的维护者。 新华社记者:我们注意到,美国本届政府对中美之间进行对话态度冷淡,不断宣称“对话无用论”。蓬佩奥近日还声称,对中国要采取“不信任并核查”做法。你对此有何评论? 王毅:当代国际关系中,对话是解决分歧的明智选择,是建立互信的正确途径。要对话不要对抗,不仅是中方的立场,也是世界上绝大多数国家的共识。中美作为社会制度不同、历史文化各异的两个大国,有着各自的利益和关切,这很正常。关键是任何时候都不应单方面关上对话的大门,任由分歧、误判甚至对抗来主导两国关系。 中方是一个负责任、有担当的大国,我们愿意堂堂正正地与美方开展坦率有效的沟通,准备以冷静和理智来面对美方的冲动和焦躁。我们随时可以与美方重启各层级、各领域的对话机制,任何问题都可以拿到桌面上来谈。我们还提出可以梳理制定关于合作、对话、管控分歧的三个清单,并为下步交流确定路线图。我们的目的只有一个,就是敦促美国放下傲慢和偏见,通过平等和建设性对话,缓解当前的紧张局面,回到不冲突不对抗、相互尊重、合作共赢的正确轨道。这才符合两国人民的共同利益,也是国际社会的普遍期待。 新华社记者:近来香港问题在中美关系中非常突出。美方认为中方实施香港国安法是放弃了“一国两制”,对香港出台了一系列制裁措施。美方是否会在香港问题上制造更大麻烦? 王毅:香港是中国领土的一部分,香港事务属于中国内政。不干涉内政是国际关系基本准则,任何国家都不会容许别国肆意破坏自己国家的主权和领土完整。在联合国人权理事会最近一次会议上,70余国支持中国正当立场,谴责利用香港问题干涉中国内政,反映了国际社会的共同声音和公正立场。 国家安全立法是一国安身立命之本,也是各国的普遍法律实践。制定香港国安法弥补了香港长期以来存在的法律漏洞,有利于使“一国两制”方针在法治轨道上行稳致远,有利于保障香港的长治久安。数百万香港市民自发签名力挺国安法,说明香港民众渴望和平安定的生活,说明制定国安法深得人心,势在必行。 “一国两制”是中国的既定国策,维护好、发展好“一国两制”,靠的是祖国内地的鼎力支持,靠的是更加完备的法律环境,靠的是香港同胞的团结奋斗。粗暴干涉香港事务的言行恰恰是在破坏“一国两制”的健康运行,必将遭到包括香港同胞在内所有炎黄子孙的坚决抵制。 新华社记者:近日美方关闭中国驻休斯敦总领馆,声称总领馆是中方间谍和盗窃知识产权的枢纽,中方已做出对等反制,关闭美驻成都总领馆。你是否担心中美“外交战”轮番升级? 王毅:中国驻休斯敦总领馆是中美建交之后中方在美国开设的第一个总领馆,一直都是中美友好的重要象征。40多年来,驻休斯敦总领馆为促进两国人民的友谊与合作发挥了重要作用,即使在疫情期间,也积极主动克服困难,为美国南部地区与中国开展抗疫合作搭建了重要桥梁。关闭这样一个具有重要历史和现实意义的总领馆,就相当于关闭了一扇中美两国人民相互沟通了解的窗口,对中美关系的正常发展和民间友好都造成了损害。而且美方所罗列的所有理由都是欲加之罪,信口雌黄,没有一条能拿得出证据,经得起检验。 对于美方的蛮横无理,中方当然不会坐视不管,我们的反制措施合情、合理、合法,也完全符合外交惯例。中方没有意愿也没有兴趣与美方打什么“外交战”,因为这只会对两国人民的利益造成更多损害。发动“外交战”也并不证明美国的强大,反而暴露出美国越来越缺乏自信。如果美方还要一错再错,那中方必将奉陪到底。 新华社记者:美方对华为全方位围堵打压,并扬言联合其他国家打造“清洁国家联盟”。很多人认为,美方举动实际上反映出内心的焦虑和恐惧。你对此怎么看? 王毅:在没有任何真凭实据情况下,美国在全球范围内不择手段地围堵打压中国一家民营企业,演绎了一场教科书式的霸凌。任何人都一目了然,美国的目的就是要维护自身的科技垄断地位,剥夺其他国家的正当发展权利。这种毫不加掩饰的霸道,不仅破坏了公平的国际贸易规则,也损害了自由的全球市场环境。我要再次强调,包括华为在内,许多目前被美国单边制裁的中国企业都是无辜的,他们的技术和产品也是安全的,从未对任何一个国家造成危害。反而是“棱镜门”“梯队系统”这样的丑闻背后都有美国的影子,美国在全世界窃听、监控其他国家的不良行径已是世人皆知。美国并没有资格打造什么“清洁国家联盟”,因为它自己早已满身污迹。 以信息化为代表的新一轮科技革命正在加速推进。中国将继续与世界各国一道,致力于维护公平、公正、开放、非歧视的营商环境,促进国际科技交流与合作,让安全、可靠、优质的信息技术为全球经济复苏和各国人民美好生活提供新的动力。希望美国也能改变狭隘自私的心态,重回开放与合作的正道。 新华社记者:一些美方政客近期频繁攻击中国共产党,极力挑拨中国共产党同中国人民之间的关系。在中美建交41年后的今天,美方这么做,你认为是出于什么动机? 王毅:美国国内总有一股势力,企图否定中国共产党的领导,否定中国特色社会主义道路,他们的目的很清楚,就是要遏制中国,搞乱中国。 明年将是中国共产党成立100周年。回首百年,正是有了中国共产党,中国人民才彻底摆脱被殖民、被奴役的命运,真正实现了民族解放和独立;正是在中国共产党的带领下,我们找到了中国特色社会主义发展道路,把中国从一穷二白建设成世界第二大经济体;也正是在中国共产党的带领下,我们让中国的人均国内生产总值从40多年前的不到200美元增长到如今1万多美元,让8亿多人彻底摆脱了贫困。中国共产党领导中国人民所进行的伟大奋斗彪炳史册,是人类现代化历史进程中最壮丽的篇章。 实践是检验真理的唯一标准,人民是历史的阅卷人。中国的制度好不好,中国人民最有发言权。哈佛大学肯尼迪政府学院在中国进行了13年连续调研,他们的调查显示,中国人民对党领导下的中国政府满意度高达93%。近年来,不少国际机构的民调也显示,中国民众对政府的信任度超过九成。中国共产党与中国人民的关系如同鱼和水一样交融,如同大地与种子一样共生,试图割裂和挑拨中国共产党和中国人民的血肉联系,就是与14亿中国人民为敌。 我们对中国特色社会主义制度有着强大自信,同时我们尊重世界各国人民自主选择的发展道路,无意同任何国家进行制度竞争,无意同任何国家搞意识形态对抗。我们也希望美方能尊重中国的社会制度,尊重中国人民的选择,放弃注定失败的干涉主义。正如习近平主席指出,我们有坚强决心、坚定意志、坚实国力应对挑战,有足够的底气、能力、智慧战胜各种风险考验,任何国家任何人都不能阻挡中华民族实现伟大复兴的历史步伐。 新华社记者:蓬佩奥鼓吹成立新的“民主联盟”来应对中国,胁迫其他国家在所谓“自由”和“专制”之间做出选择。但我们注意到他的这番话在国际上应者寥寥。你认为美方的企图能得逞吗? 王毅:煽动对抗、制造分裂的行径历史上并不罕见,但最终无一不被人们所唾弃。在人类进入21世纪的今天,竟然又有人跳出来想拉下新的铁幕、制造新的分裂,搞政治认同和阵营对抗的老一套。这是公然蔑视人类的进步和智慧,也是公然大开历史的倒车,与时代潮流格格不入,与大多数国家愿望背道而驰,当然不得人心,注定应者寥寥。 中国是从帝国主义和殖民主义压迫中打破专制、赢得自由的国家。自由、民主、法治早已写入中国的宪法,也已成为中国特色社会主义核心价值观的重要内容。同时我们深知,自由不是放任,科学理性、法律秩序以及国际规则都是自由的基础。在疫情期间,根据防疫专家的科学建议,中国人民戴上口罩,却被有些美国政客攻击,说这是中国“专制”和“不自由”的表现,结果现在他们打了自己的脸。 中国自古以来就是崇尚“和合”的国家,认为“分则争,争则乱,乱则穷”。中方一贯反对以意识形态划分世界的危险做法。为此,我们积极倡导合作共赢的新型国际关系,全面发展同各国友好合作,建立起覆盖全球的伙伴关系网络。习近平主席提出构建人类命运共同体的重大倡议,就是为了超越不同制度的分歧,摒弃零和博弈的思维,形成不同国家、不同民族、不同文明的共同奋斗方向,中方将为实现这一全人类的美好愿景做出自己的不懈努力。 新华社记者:蓬佩奥称中国渴望建立世界霸权。但大家都知道,恰恰是美国在国际上动辄“毁约退群”。国际上很多人担心未来的国际秩序会受到重大影响,你对此怎么看? 王毅:当前国际秩序和国际体系面临的现实挑战是,美国作为综合实力最强的国家却将本国优先作为行事标准,把单边主义和霸凌主义推行到极致,不惜抛弃国际责任和多边规则,甚至在疫情最吃紧的时刻,无理攻击并退出世界卫生组织。本届美国政府退出的国际条约数量,已经超过美国以往任何一届政府,成为现行国际秩序的最大破坏者。 中国始终是国际秩序和国际体系的坚定维护者。新中国成立70多年来,中国从未主动挑起过一场战争,从未侵占过别人的一寸土地。我们将坚持自身和平发展载入宪法,成为世界上第一个做出这一庄重承诺的国家。我们将继续沿着和平发展道路坚定走下去,永远不称霸,永远不搞扩张,永远做维护和平的中坚力量。 今年是世界反法西斯战争胜利暨联合国成立75周年,在汲取惨痛历史教训的基础上,世界实现了近代以来最长时期的稳定与繁荣。今天,我们不能任由国际体系再被轻易破坏,不能再让这个世界重陷分裂。中国是首个在《联合国宪章》上签字的国家,我们加入了几乎所有国际条约和协议,忠实履行着应尽的国际责任和义务。在攸关世界前途命运的重大关头,我们将继续坚定捍卫和践行多边主义,坚定维护以联合国为核心的国际体系,坚定推进世界多极化和国际关系民主化。 新华社记者:美方近来明显加大介入南海问题。蓬佩奥声明否定中国在南海主权权益,美军在南海举行双航母演练,并频频派军机军舰抵近侦察。有人认为,美国在南海制造摩擦冲突的可能性上升。南海还能否保持风平浪静? 王毅:最近美国在南海不断挑事:一是违背多年来不选边站队的承诺,公然介入南海领土主权争议。二是不断加大和炫耀在南海军事存在,仅今年上半年美国军机在南海的活动就多达2000多次。三是大肆挑拨中国与东盟国家关系,干扰“南海行为准则”的磋商进程。美方的目的就是要把南海搞乱,把地区国家绑上美国战车,从而服务于其国内政治和地缘战略。地区国家都要提高警觉,不能让美方肆意破坏来之不易的和平与发展成果。 南海是地区国家的共同家园,不能成为国际政治的角斗场。经过多年努力,地区国家已经找到了妥善解决分歧的有效途径,达成了中国和东盟国家共同维护南海和平稳定的明确共识。事实已经证明,通过对话解决争端才是最符合地区国家利益的正道,维护南海和平稳定是地区国家共同的任务。当前形势下,中方建议排除一切干扰,尽快重启“南海行为准则”磋商,争取早日达成这一有利于维护南海长治久安的地区规则。同时,中国也愿继续同沿岸国加强海上合作,深化安全互信,推动共同开发,真正使南海成为和平之海、友谊之海、合作之海。 新华社记者:当前中美关系处于建交以来最困难的时期。从现在到11月美大选前,你对中美关系感到乐观还是悲观?中美双方当前最需要做什么? 王毅:中国的对美政策保持着连续性和稳定性,同时我们也做好了中美关系爬坡过坎、经历风雨的准备。从根本上讲,美国寻求将中国打造成对手是严重战略误判,是把自身战略资源投入到错误的方向。中方始终愿本着不冲突不对抗、相互尊重、合作共赢精神,与美方共同构建一个协调、合作、稳定的中美关系。同时,我们也必将坚定捍卫自身的主权、安全、发展利益,因为这是作为一个独立主权国家的正当权利。美国应当履行《联合国宪章》倡导的各国主权平等原则,学会并适应与不同制度、不同文明和平共存,接受世界走向多极化的现实。 面对中美关系建交以来的最复杂局面,我们有必要为中美关系树立清晰框架: 一要明确底线,避免对抗。中美关系要健康发展,关键是坚持相互尊重。中国从来无意也不会干涉美国的大选和内政,美国也应该丢掉按自己的需要改造中国的幻想,停止对中国内部事务的无理干涉,停止对中国正当权益的蛮横打压。 二要畅通渠道,坦诚对话。对话是解决问题的前提,没有对话,问题只会越积越多,甚至导致失控。中方对话的大门是敞开的,我们愿秉持平等开放态度同美方沟通交流,恢复重启各层级、各领域的对话机制。 三要拒绝脱钩,保持合作。中美利益已深度交融,强行脱钩将使两国关系受到长远冲击,危及国际产业链安全和各国利益。疫情当前,我们愿与美方在疫情防控、经济复苏等领域开展互利合作,相互借鉴和分享抗疫经验,共同参与和推动全球抗疫多边合作。 四要放弃零和,共担责任。这场疫情再次证明人类是休戚与共的命运共同体。当今世界全球性问题层出不穷,传统安全与非传统安全挑战交织,几乎所有的国际和地区热点问题都离不开中美以及世界各国的协调应对。中美双方应当秉持人类情怀,履行大国责任,在联合国等多边机制中开展必要协调合作,共同致力于世界的和平与稳定。 ...
据中国商务部消息,2020年上半年,中国企业在“一带一路”沿线对54个国家非金融类直接投资571亿元人民币,同比增长23.8%(折合81.2亿美元,同比增长19.4%),占同期总额的15.8%,较上年同期提升3.2个百分点,主要投向新加坡、印尼、老挝、柬埔寨、越南、马来西亚、泰国、哈萨克斯坦和阿联酋等国家。 对外承包工程方面,上半年中国企业在“一带一路”沿线的59个国家新签对外承包工程项目合同2289份,新签合同额4240.2亿元人民币,占同期中国对外承包工程新签合同额的56.3%,同比下降1.7%(折合603亿美元,同比下降5.2%);完成营业额2501.2亿元人民币,占同期总额的58.7%,同比下降4.4%(折合355.7亿美元,同比下降7.8%)。 ...
中国驻俄大使张汉晖7月30日接受俄罗斯卫星通讯社采访时说,中俄贸易额在疫情期间表现出较高韧性。未来随着人员和货物往来逐步恢复,相信两国贸易额将加速回升。 张汉晖说,疫情使跨境电子商务等贸易新业态新模式得到迅速发展,随着两国市场准入不断拓宽,农产品已成为双边贸易的新亮点。两国合作抗疫的宝贵经验还将进一步推动生物医药、科技创新等新兴领域合作。 张汉晖表示,虽然新冠肺炎疫情给全球经济和中俄经贸合作带来冲击和挑战,但中俄贸易的基本面没有改变,双边贸易长期向好的发展趋势也不会改变,我们对双边贸易额实现2000亿美元目标充满信心。 张汉晖提到,受新冠肺炎疫情影响,中俄陆路边境口岸客运通道已全部临时关闭,但两国仍保留有一定数量的正常商业航班。在疫情防控常态化背景下,在确保防疫安全的前提下,中俄双方将不断优化货运口岸工作流程,加快检查速度,提高货物通关效率。中方愿同俄方探讨逐步恢复人员交往、建立绿色通道并扩大货物通关能力的可能性。 张汉晖在谈到俄罗斯总统普京计划今年秋季访华时说,两国最高领导人交往是中俄关系的战略引领和核心驱动。中方欢迎普京总统访华,双方正就此保持沟通,相信此访将有利于双方进一步深化各领域务实合作,加强国际战略协作,促进两国人民友好交往,办好科技创新年活动,推动双边合作取得更多积极成果,更好惠及两国和两国人民。 在回答有关中俄军事合作的问题时,张汉晖说,中俄军事合作在两国关系中占有重要地位,一直保持高水平运行,近年更呈现出全方位、多层次、宽领域、持续深化的良好态势,既凸显了中俄大国实力,充分体现了两国关系的特殊性,也昭示着双方携手维护全球与地区和平稳定的决心。面对依然存在的战争威胁和日趋复杂严峻的国际形势,中俄两国军队将进一步加强合作意愿、拓宽合作领域、深化合作内容,中方愿与俄方继续加强在高层交往、联合演习、军事比赛、部队训练、人员培训、军技合作、反恐维稳等领域的务实合作,提升在重大国际和地区问题上的战略协作水平,共同应对单边主义、保护主义和霸权主义带来的挑战,维护两国安全利益和发展利益,维护世界和平与稳定。...
《外商投资法》自今年1月1日正式实施以来,外资企业享受到了实实在在的政策红利,在华发展的预期和信心更加稳定。当前,无论是外商对华投资自由化、便利化程度还是营商环境都在持续改善,激发了外资进一步扩大在华投资的积极性,外资整体投资意愿得到提升。 今年1月1日,《外商投资法》正式实施。这部法律及其实施条例确立了与国际接轨的基本制度,更好地保障内外资企业规制统一,竞争公平。半年多的实践表明,尽管受到新冠肺炎疫情冲击和外部环境不利影响,但外资企业实实在在享受到了政策红利,在华发展预期和信心更加稳定。 商务部数据显示,今年二季度全国实际使用外资同比增长8.4%,较一季度下降10.8%出现回升明显。多位专家学者和外企人士在接受经济日报记者采访时表示,《外商投资法》营造了更加稳定、公平、透明、可预期的营商环境,有利于中国建设更高水平开放型经济新体制。 稳定信心预期 “无论是跨界扩大经营,还是通过各种投资形式与其他企业开展更深入合作,《外商投资法》都能帮助我们更好地制定在中国的投资计划,明确经营方向。”亿滋国际大中华区公司及政府事务副总裁傅悦在接受记者采访时表示,这有利于公司提高决策和运营效率。 商务部研究院副研究员庞超然认为,《外商投资法》在明确外资企业权益保护规则,建立健全外资企业投诉工作机制,强化商标、专利、著作权等知识产权保护并加强执法力度,保障外资企业汇兑自由等方面发挥了积极作用,为外资企业主体权益保护提供了更有效保障。 受疫情影响,全球跨境直接投资下滑了30%至40%,中国吸收外资却保持平稳增长。“这也反映了《外商投资法》实施以来,外资企业享受到了实实在在的政策红利,在华发展预期和信心更加稳定。”庞超然说。 “实施《外商投资法》半年多来,在外部环境不确定性日益增强情况下,我国持续加大服务保障外商重点项目的力度,不断增强政策执行力,营商环境持续优化,为确保中国在全球产业链供应链价值链的地位起到了积极作用。”国研新经济研究院执行院长朱克力接受记者采访时说,《外商投资法》实施半年多来,通过法治保障了不同市场主体的合法权益,依法平等保护外资在内的各种所有制企业产权和自主经营权。全面实施市场准入负面清单制度,更加注重内外资平等竞争,很好地稳定了外资预期。 朱克力表示,当前无论是外商对华投资自由化、便利化程度还是营商环境都在持续改善,不断构建更加公平的市场经营环境,也激发了外资进一步扩大在华投资的积极性,外资整体投资意愿得到提升。 优化营商环境 《外商投资法》实施半年多来,从制度层面为中外资企业营造了一视同仁、公平竞争、公开透明的营商环境。 “《外商投资法》从法律上对市场准入与外资政策透明度等方面作出了细致规定。”傅悦认为,相较于原有的审批和备案管理制度,《外商投资法》通过对外商投资实行准入前国民待遇和负面清单管理制度,进一步优化了法治化、国际化、便利化营商环境。 本田金属技术(佛山)有限公司相关负责人表示,作为外商投资企业,非常关注在华公平待遇问题。《外商投资法》的实施,提高了外商投资政策的透明度,让外商感受到了中国持续优化营商环境的决心和信心。 在《外商投资法》颁布和施行的同时,“外资三法”同时废止。庞超然表示,这实现了国内关于外资企业法规政策的统一,为外资企业在华持续发展提供了明确政策指引和制度性保障。与此同时,《外商投资法》加大了与国际规则接轨力度,确立了准入前国民待遇和负面清单规则、加强知识产权保护、强化外资企业与地方政府合同履约执行的保护等方面内容。同时,通过设立外资企业投诉工作机制等措施,加大了法律的执行力度,为外资企业在华发展营造了良好的外部环境。 朱克力认为,《外商投资法》以及一系列配套政策的实施,对于我国吸引外商投资来讲本身就是一个标志性事件,释放出了中国进一步扩大开放的强劲信号,并且提振了全球投资者来华投资的信心。同时,对国内企业转型升级和创新求变,也会产生风向标作用。 今年以来,全面实施好《外商投资法》,放宽市场准入,全力打造市场化、法治化、国际化营商环境等一系列举措陆续落地。对于进一步推动我国更高水平对外开放,不断优化利用外资政策,以及为各国企业在华投资兴业提供更好的服务,《外商投资法》同样起到了积极作用。 激发市场活力 据了解,在谈到《外商投资法》的最大亮点时,外商普遍认为,对外商投资实行准入前国民待遇和负面清单,打造内外资公平竞争的市场环境,让他们深受鼓舞。 “实施半年多来,我们感受到了营商环境进一步优化。”世界500强企业荷兰皇家飞利浦集团相关负责人表示,法律一方面加强了对外商投资企业的产权保护,另一方面则明确规定了地方政府对外商投资的促进、保护和管理责任。 “《外商投资法》为在华外企提供了一个公平竞争平台,有利于进一步激发市场活力,对于企业和消费者都是利好。”傅悦认为,随着法律的实施,中国对外国投资者在华知识产权保护力度也在加大。据介绍,今年亿滋国际旗下的品牌就在商标保护及市场公平竞争方面获得了北京法院一审的有力保护,这也坚定了公司对中国市场和投资环境的信心。 傅悦还表示,外商投资事务管理是一项系统综合工程,高水平投资自由化、便利化的实现,离不开各地对相关法律的理解到位,执行到位,管理到位,“相信《外商投资法》的立法宗旨会得到彰显,为进一步激活外商投资企业的市场活力创造条件”。 中国是捷豹路虎在全球范围内最大的单一市场。捷豹路虎(中国)投资有限公司相关负责人表示,他们敢于把最新最先进的技术带入中国,原因就在于看好中国市场。 康宁大中华区总裁兼总经理李放表示,康宁公司今年的重大投资项目都在中国,通过领先产品和创新技术,加上中国政府的支持以及客户协作,康宁有信心让中国市场成为公司全球业绩增长的发动机。 庞超然表示,《外商投资法》通过全面落实准入前国民待遇加负面清单制度并承诺负面清单只减不增,明确了外资企业市场准入规则,负面清单之外领域不得单独针对外资设置准入限制。与此同时,《外商投资法》还积极推动鼓励类清单出台,为高水平利用外资指明了发展方向;通过保障外资企业公平参与政府采购的相关权利,建立健全外资服务体系,加大自贸试验区内外资开放力度等措施,进一步激发了外资企业发展活力。 世界银行日前发布《中国优化营商环境的成功经验——改革驱动力与未来改革机遇》专题报告认为,中国近年来在“放管服”改革优化营商环境领域取得了巨大成就。相信随着中国持续打造市场化、法治化、国际化营商环境,为内外资企业及各类所有制企业提供优质公共服务和公平竞争环境,必将进一步激发市场主体活力,增强发展新动能,推进更高水平的对外开放。...
第三届中国国际进口博览会明确将于今年11月在上海以线下方式举办。围绕“越办越好”的目标,一批进博会常年展示交易平台正在抓紧“刷新”,更好地助力“展品变商品”。 进博会举办地国家会展中心(上海)附近的虹桥进口商品展示交易中心(简称虹桥品汇),是一家“6天+365天”常年展示交易服务平台。虹桥品汇一期共计40万平方米,已开放食品健康馆、美妆亲子馆、进口汽车馆等场馆,云集了来自70多个国家和地区的1200多个品牌,其中进博会相关品牌约70%。 “目前虹桥品汇正在抓紧二期项目建设,其中5万平方米的海关监管保税仓库,已经进入实质性运转阶段。”上海虹桥国际进口商品展销有限公司总经理蔡军表示,二期项目还要建设两栋大楼,其中一栋将在第三届进博会前完成外立面建设,与保税仓库一起形成“前店后仓”的交易模式。 据介绍,运用“前店后仓”模式,国外展商可以在第三届进博会开幕前,在虹桥品汇先行展示甚至销售,进博会期间再将展品运至展馆内展出,实现“保转展”。进博会闭幕后,再将展品移回保税仓,开展延展和“展转销”。通过直接对接展商和创新交易模式,虹桥品汇的部分产品价格甚至比海外价格更低。 在今年疫情背景下,公共卫生防疫成为各方关注的焦点。作为进博会展销平台之一,小咖云国际康养产业创新中心充分承接进博会溢出效应,为海内外企业、第三方物流公司等搭建防疫物资对接平台,目前已协调的防疫物资交易额达2.6亿元人民币。 “根据疫情形势,我们还搭建线上交易服务平台‘康小咖’,将进口产品搬到线上。老百姓不仅可以在馆内看到最新的国外品牌康复辅具,还可以在线上直接购买。”小咖云创始人江晓隽说。 “今年的进博会上,线上线下有机融合会成为一个亮点。”东方国际集团副总裁朱继东说。作为进博会上海交易团综合贸易服务商联盟理事长单位,东方国际计划在第三届进博会食品展区开设一个30平方米的直播间,重点推介酒类、肉类等消费者喜闻乐见的产品。同时,还发起设立华东进口商合作联盟,让进博会溢出效应更好惠及长三角地区。 外资企业也积极参与到进博会展销平台建设中。上海普陀区的麦德龙超市里,市民王璇走到进口肉类的货架上挑选时,注意到“进博明星展品”法国夏洛莱牛肉的隔壁,摆放上了“新面孔”法国香肠,她随即决定尝尝鲜。 麦德龙中国总裁康德说,麦德龙超市商品中,进口商品占比在20%左右,不少进博同款商品热销,给了麦德龙持续引入进口商品的信心。为了能更好抓紧商机,麦德龙决定将第三届进博会上的主打展品——法国传统风味香肠、西班牙火腿、新西兰南瓜等提前“试水”销售。在了解中国消费者喜好的基础上,将供应链、物流等“跑顺”,争取在11月“一炮打响”。...

 

8月8日,SNEC 2020在上海正式拉开序幕。阳光电源在展会现场隆重发布了1500V全场景储能系统解决方案,凭借更低投资成本,更高系统安全的优势,为行业带来降本增效最佳储能系统解决方案。 全面平价上网时代,储能成为新能源高比例应用的关键支撑技术。目前,我国已经有十几个省份相继出台相关文件要求光伏、风电等新能源电站加装储能系统,储能已经成为新能源标配。然而,与欧美国家相比,中国储能产业发展的政策支持力度、电力市场机制还不够完善,加装储能让原本利润就很单薄的光伏、风电项目雪上加霜。夹缝中求生存的储能行业,又该如何破解投资收益难题? 正如光伏系统升级到1500V后,卓越的“降本增效”效果让其一跃成为平价主流解决方案,那么,储能系统升级到1500V将带来怎样的降本增效效果?备受行业关注的安全问题又将面临哪些挑战?阳光电源坚持以创新引领行业技术升级,新品1500V全场景储能系统解决方案,力求为客户寻找到成本、安全和收益的最佳平衡点。 能量密度提高35%,系统初始投资降低10%以上 储能系统通过增加能量密度与功率密度,能够在系统优化方面具有很大优势。新品高度集成了1500V的PCS、DC/DC和电池系统等核心设备,支持交流侧耦合方案和直流侧耦合方案,可广泛应用于调频调峰、辅助可再生能源并网、微电网及工商业储能等各种应用场景。 与1000V系统相比,电池系统能量密度与功率密度均提升了35%以上,相同容量电站,设备更少,电池系统、PCS、BMS及线缆等设备成本大幅降低,基建和土地投资成本也同步减少。据测算,相较传统方案,1500V储能系统仅初始投资成本就降低了10%以上。 直流管理,多重保护确保系统安全可靠 如果说成本决定了储能能否走下去,那安全则决定了储能能走多远。1500V储能系统电压升高后电池串联数量增加,其一致性控制难度增大,直流拉弧风险预防保护以及电气绝缘设计等要求也更高。凭借23年新能源产品研发及项目应用经验,阳光电源坚持从部件到系统级全面协同和联动,确保储能系统的安全可靠: • 主被动均衡技术,可以将整个集装箱内电芯压差控制在10mV以内,满足高安规标准设计; • 集装箱温度23±5℃恒温控制,确保电芯温差小,避免电池“木桶效应”对整体储能系统性能的制约; • “电池四级管理、四级熔断及毫秒级联动保护”安全设计,形成了从电池单体、模组、电池簇、电池系统管理到PCS的全方位保护体系; • 直流拉弧检测功能,实现ms级识别拉弧、s级关断及实时监测,三级保护保障系统的安全。 光储并济,引领全面平价时代 “新能源侧加装储能政策的颁布,让企业面临了很大的投资收益压力,大家最关心的就是降本和安全问题,这对于融合技术要求比较高。今天阳光电源发布的1500V储能系统,在这两点都有了很大的提升,非常符合市场需求。”中国可再生能源学会储能专委会副主任李建林评价道。 作为中国光伏与储能产业最早的拓荒者之一,阳光电源始终坚持以技术创新引领行业发展。截至2020年上半年,阳光电源储能系统已应用在全球1000+重大储能项目中,未发生一次安全事故。未来,阳光电源也将继续加大创新力度,光储并济引领全面平价时代,“让人人享用清洁电力”。  ...
近日,特斯拉在北京国贸华贸中心亮相了第三代超级充电站,该充电站共计配备了6个V3超级充电桩,可以提供最高达250千瓦的充电功率。这是继上海与广州以后,特斯拉在国内建成的第三个V3超级充电站。 据官方介绍,特斯拉V3超级充电桩运用了全新充电架构,并且使用了全新电子元器件,可以在15分钟内让特斯拉车型最高补充250公里的续航里程,理论上峰值充电功率约为250千瓦。而V3超充桩在外观上与V2超充桩差别不大,前者主要改进了充电枪以及充电线,而由于采用了液冷技术,所以V3超充桩的充电线相比V2超充桩更细、更轻。 目前,华贸中心的V3超充站配备了6个V3超级充电桩,理论上是支持最大约250kW的充电功率。使用V3充电桩为Model 3车型充电15分钟,可以达到约250km的续航电量;Model S车型充电15分钟可以达到约230km的续航电量;Model X车型充电15分钟可以达到约203km续航电量。 此外,车辆和V3超充桩都能联网,在你驾车去充电桩的路上,车辆可以通过在途电池预热功能,达到充电最佳的状态,预计最高能节省一半的充电时长,更加的便利。  ...
创新,有时不仅是一种改变,更是一种对传统的颠覆。当数字化大潮席卷而来,电气化世界也必将迎来变革,更分散化的资产设施分布,更复杂化的运维管理需求,更严苛化的安全可靠要求,更专业化的行业场景应用,对配电系统而言,从设计到使用的全生命周期各环节都将面临更大的挑战,数字化创新将成为实现突破的重要途径。 近日,全球能源管理与自动化领域数字化转型的专家施耐德电气于线上举办了2020年创新峰会,并在智能配电峰会期间,重磅发布了新一代预智低压成套设备BlokSeT、Okken、PrismaSeT 系列及新一代ComPacT NSX塑壳断路器,再次以数字化创新引领配电领域发展,赋能行业转型升级。对此,施耐德电气执行副总裁,合作伙伴事业部负责人Nadege Petit对此表示:“施耐德电气正继续以创新加速数字化与电气化的融合,并不断创造具有更丰富强大功能且使用更简单便捷的产品,从而为产业链各个环节的合作伙伴创造更加安全可靠、绿色高效的价值,并带来卓越数字化体验,最终携手创造电气新世界。” 新一代预智低压成套设备——自带数字基因 尽享数字未来 此次发布的新一代预智低压成套设备包括BlokSeT、Okken、PrismaSeT 系列,可实现标准网关、无线连接、测温等多种功能的预制化搭载,打造出厂即自带数字化基因的新型智能成套设备,以更低投入且“轻量化”的方式为设计院、盘厂等合作伙伴及最终用户带来无与伦比的数字化体验。结合多款数字化软件,可随时监测设备运行状态,并能够实现现场及云端的高效管理,从而全面优化配电资产从设计、建造到部署、营维的全生命周期数字化管理,提高用电可靠性,提升供配电系统的运维效率。 新一代预智低压成套设备 BlokSeT 新一代预智低压成套设备Okken 新一代预智低压成套设备PrismaSeT 预制互联,灵活高效:可配置全能型云网关Panel Server Box、以太网网关Panel Server Hub、轻量级云网关Panel Server Cloud等多种标准网关,实现设备出厂即拥有更安全、高效、灵活的互联互通性;通过柜体独有的数字化面板及智联二维码,可就地显示网关连接信息、失压报警信息、防伪信息及成套设备内部的关键资产信息,实现对电气资产的高效管理。 多重测量,精准监测:预置Thermal Tag无线温度传感器,可实时对关键点温度进行监测,预知健康风险;独有的V-loss测量装置,可捕获盘柜失压状况;可扩展的PowerTag MTZ/NSX无线电能测量模块及NSX OFSD无线辅助触点,实现电能的精准测量及开关状态的轻松捕捉,全面掌握柜内电气资产状态。 至简数字体验:结合施耐德电气EcoStruxure Facility Expert千里眼运维专家及智联二维码,可实现更高效的资产管理和预防式维护;应用Ecoreal软件和调试工具,更可提升上图、报价、设计效率和协同体验;易可调微信小程序,可轻松实现配置、升级、信息同步和网关切换等操作,带来更卓越的数字体验。 新一代ComPacT NSX系列塑壳断路器——数字模块尽享智能体验 丰富产品带来专业保障 新一代ComPacT NSX系列塑壳断路器在模块化设计和产品系列拓展方面再次创新,不但可实现无线通讯、电能质量及电气状态监测等更多数字化功能的快速扩展升级,同时不断提升产品性能,丰富产品功能,以满足不同细分行业和使用场景的个性化需求,从而助力客户不断提高配电可靠性及能效和成本优化,创造更安全、智能、高效、灵活且专业的价值和体验。 新一代ComPacT NSX系列塑壳断路器(交流) 新一代ComPacT NSX系列塑壳断路器(直流) 模块设计、无限智能:通过搭载包括OFSD无线辅助触点、升级款PowerTag NSX无线电能测量模块,可持续丰富或升级断路器智能化功能,强化断路器与配电系统的通讯能力,持续提升配电可靠性和电能质量。 产品创新、专业赋能:将陆续推出1500V直流断路器、1000V交流断路器等,全面满足新能源、数据中心等新兴行业及楼宇、工业等传统行业的个性化需求。 提升体验、安全加倍:漏电保护一体化、漏电报警不跳闸等产品设计,再次提升对配电安全的全面保护和操作体验,降低操作失误风险,更好地保障人身及资产安全。 灵活高效、外观升级:全新的电动操作机构和更丰富的热磁可调断路器,为客户提供更灵活更丰富的产品及方案选择和配置,并有效优化成本。此外,全系列产品外观统一焕新,不但更具辨识度,清晰可见数字化模块的安装和运行状态,获取、读取相关信息更快速、清晰,还通过更符合人力工学的设计,让操作更加省力和安全。 作为施耐德电气赋能配电领域转型升级的有力实践,此次发布的两系列数字化创新产品不但各具价值,且新一代ComPacT NSX系列塑壳断路器还可集成于新一代BlokSeT、Okken、PrismaSeT 系列预智低压成套设备中,并可与新一代预智低压成套设备搭载的更多组件无缝兼容,通过这一组合应用,将实现数字化功能与价值的“无限”叠加,进而产生更大的“化学反应”,带来更佳的数字化体验,从而在施耐德电气创造电气新世界的过程中发挥重要作用。 对于重量级产品的发布,施耐德电气能效管理低压业务,市场部副总裁张帆表示:“能源新世界正加速而至,加强数字化与电气化的融合,并继续立足客户需求,是施耐德电气创新的方向。此次发布的两款全新产品是我们坚持创新的又一最佳实践,希望以此为基础,继续携手更多合作伙伴,一同创建数字配电新生态,引领新时代的变革。  ...
· 全新无六氟化硫(SF6-free)中压开关设备融合了多项创新技术,集绿色,智能于一体 · 使用干燥空气作为绝缘气体,结合真空灭弧技术,确保一流的安全性和可持续性 · 采用SVI并联式真空开断技术和三工位负荷开关,每次开断只需十个毫秒左右,打造可靠、易用、高效的体验 今日,全球能源管理与自动化领域数字化转型的专家施耐德电气在2020创新峰会上宣布发布全新一代无六氟化硫(SF6-free)中压设备——二次环网柜SM AirSeT及RM AirSeT,这两款集绿色智能于一体的新品与年初发布的中压一次开关柜GM AirSeT一起,共同构成了施耐德电气剑指智能配电市场未来的新一代中压开关柜组合,通过使用干燥空气代替六氟化硫气体作为绝缘气体,结合并联真空开断技术,更加安全、可持续地利用数字化技术解锁数据价值,并有效控制碳排放和成本效益。 “电气行业每年消耗六氟化硫带来的温室气体,约相当于全球所有汽车每年排放温室气体总量的16%。施耐德电气发布的全新无六氟化硫 (SF6-free) 技术使用干燥空气取代六氟化硫,迈出了走向电网低碳化、打造真正绿色电力系统的关键一步。在坚持技术创新的同时,施耐德电气始终将可持续发展融入产品和业务的每一个环节,为客户、合伙伙伴以及整个社会带来更多价值。”施耐德电气高级副总裁、能效管理中压业务中国区负责人徐韶峰表示:“未来,施耐德电气将继续以数字化创新,为电力企业提升电网效率、实现电网可持续发展提供有力保障,助力释放数字化电网潜能,推动中国经济的高质量发展。” 中压一次开关柜GM AirSeT(左)、中压二次环网柜RM AirSeT(中)和SM AirSeT(右) 此次推出的二次环网柜RM AirSeT和SM AirSeT融合了多项创新技术,是集绿色,智能于一体的新一代环网柜解决方案,具有以下多重优势: • 绿色环保:采用无六氟化硫(SF6-free)的干燥空气绝缘技术极大降低温室气体排放,为行业的绿色低碳发展带来全新方向,最大化地满足长期可持续发展的技术追求。与此同时还保持了传统六氟化硫设备占地面积小且成本效益高的优势。 • 可靠易用:RM AirSeT / SM AirSeT采用了SVI并联式真空开断技术,三工位负荷开关内置式天然联锁。整个并联负荷开关中,工作时间在每次开断时只有十个毫秒左右,且用户的使用习惯和原有技术得以保持一致,无需改变操作方式,节省了用户进行重新适应和培训的时间,大幅提高效率。 • 智能创新:RM AirSeT / SM AirSeT搭载多项数字化技术,可以智能监测并分析来自传感器和设备的数据信息,助力客户远程管理控制,提高可靠性,保障业务连续性,并形成更加完善的中低压一体化绿色解决方案,从全生命周期助力企业打造安全可靠的电网,实现稳定连续供电。 此外,在潮湿、高盐雾的环境下,传统金属结构可能会产生腐蚀,增加摩擦阻力,影响机构的可靠动作。基于过往经验,施耐德电气研发出新型“塑料机构”,一方面确保产品具备更高的可靠性,另一方面,该“塑料机构” 使用可回收的热塑性塑料制作,也保证了产品的环保性。 依托以上这些优势,RM AirSeT / SM AirSeT可以广泛应用于户外开闭站、商业建筑、箱变、电缆入地/用户、电源点、住宅小区等多种应用场景。 此前,这一创新产品系列的卓越表现,已经在包括瑞典E.ON公司、新喀里多尼亚EEC Engie、法国的GreenAlp公司等客户在内的全球多个试点案例中得到了印证。该产品系列凭借着在智能、绿色等方面的突出特点,还荣获了汉诺威工业博览会“工业能源效率奖”、iF 年度设计大奖等多个国际重磅奖项的提名和表彰。目前,该产品在中国的第一批试点项目也已经成功交付。    ...
2020年7月30日16点35分,在电科院等专家的评定和见证下,湖南高创新能源有限公司自主研发的“高创孤岛微电网系统”在褒忠山风场内搭建成功,首台风电机组顺利并入“高创孤岛微电网”发电,向升压站自供清洁电能,试验获得成功,开启了风场建设安装、并网测试双线并行的新模式,成为国际首创的陆地风力发电孤岛微电网系统。 高创孤岛微电网系统是高创新能源在微电网网源协调、分布式电源稳定供电以及风电场黑启动等技术方面所取得的一项重大突破。一直以来,风电场建设的设备调试工作需要在电网并网验收通过和外电网接入后才能开展机组并网测试,整个并网测试周期一般需要2个月时间。高创新能源人秉承“行业领先、区域一流”的企业使命,为确保燕子山尽早完成机组并网测试工作,大胆提出构建风电场孤岛微电网的新设想,即以独立于主电网外的孤岛微电网提前开展风电机组并网测试工作。 2019年12月25日,公司迅速组建技术攻关团队开展“高创新能源孤岛微电网技术研究”,经夜以继日的系统设计、建模分析,于2019年12月29日在燕子山风电场内搭建了第一个微电网。该系统在首次运行过程中电能质量略低于国家标准要求,系统的稳定性较弱,但完成了机组短时间并网测试,确保燕子山首回路8台风机同时并网发电。高创新能源敢为人先,首次实现了风力机组在并网前完成并网测试工作,同时申请了多项国家专利。 2020年,高创新能源技术攻关团队通过深入研究、改进和不懈努力,将“高创新能源孤岛微电网技术研究”再次应用于褒忠山风电场并网调试工作。经过半年多的研究开发,成功搭建了褒忠山风电场内部微电网系统,该系统谐波质量和系统稳定性达到预期目标,这标志着褒忠山风场成为国内乃至国际第一家风力发电机组并入自建孤岛微电网稳定发电的风场,该成果也顺利通过电科院等专家的现场评定。经测算,该系统将能为企业带来可观规模效益,以5万千瓦装机规模的建设风场应用预计缩短并网后调试时间产生经济效益约500万元。 下一步,高创新能源将以“高创新能源孤岛微电网技术研究”进行深度应用开发,将孤岛微电网技术实现标准化和产业化推广,开创新能源风电行业机组安装与并网测试交叉同步进行的全新模式,更好服务于智慧新能源系统结构的优化和运行安全。  ...
7月31日,在中国实验快堆主控室,随着当值值长按下“手动紧急停堆按钮”,反应堆按既定程序安全停堆,中国实验快堆“100%功率手动紧急停堆试验”圆满完成。这标志着中国实验快堆功率试验阶段调试试验全部结束,验证了反应堆在稳定工况和预期的瞬态运行工况下,其性能符合设计要求,也标志着中国实验快堆第一个堆芯循环周期试运行任务顺利完成,为后续调试阶段转入运行阶段奠定了坚实基础。 快中子增殖堆,简称“快堆”,具有良好的增殖和嬗变特性,基于快堆的先进燃料循环系统可以使铀资源的利用率提高到60%-70%。我国快堆发展实行“三步走”战略,即实验快堆——示范快堆——商业快堆。作为我国第一座快堆,中国实验快堆为我国大型快堆电站的研究开发打下坚实基础。 作为我国第一座快堆,中国实验快堆全部调试工作包括预运行试验阶段,装料、初始临界和低功率试验阶段,以及功率试验阶段。今年6月19日,中国实验快堆重新启动进行高功率运行。在40天的运行中,原子能院堆工部团队先后完成了“汽轮机DEH控制系统动态试验”“75%功率汽轮机甩负荷试验”“冷启动功率-流量测量试验”等多项试验,并于7月31日完成“100%功率手动紧急停堆试验”。团队后续将在完成首次换料和相关维修保障工作后,重新启动运行开展计划中的试验研究工作。 据悉,中国实验快堆于2010年首次实现临界,2014年实现满功率运行72小时的设计目标。此后在完成了首次大修并进行相关调试试验等工作后,于2019年进行了1320小时的低功率运行试验研究。...
大多数机器人手臂是由长直管和驱动关节组合而成。这一点也不奇怪,因为我们的四肢都是以同样的方式建造的,这是一个聪明而高效的设计。通过增加更多的管和关节(或自由度),可以提高机械手臂的功能性,但代价是复杂性、重量和成本也会增加。 在ICRA,由Nicolas Rojas领导的伦敦帝国理工学院(Imperial College London)的REDS Lab的研究人员介绍了一种机器人的设计方案,这种机器人是围绕着可延展的结构而不是刚性结构构建的,这样可以在不增加额外自由度的情况下提高手臂的多功能性。这个想法是,你不再受静态管道和关节的约束,而是可以重新配置你的机器人,使其完全按照你想要的方式设置,并在你想改变的时候轻松地改变它。 在手臂的可弯曲部分内部是一层又一层的聚酯薄膜,切成片状,叠放在另一层上,这样每个皮瓣至少由11个其他皮瓣重叠或重叠。聚酯薄膜足够滑,在大多数情况下,皮瓣可以平滑地相互移动,帮助调整手臂的形状。挡板被密封在乳胶膜之间,当空气从膜之间被抽出来时,它们互相挤压,使整个结构变得坚硬,无论你把它放在什么形状,它都会自动锁定。 这个系统的好处是它是一个软机器人和刚性机器人的结合,你可以获得一个软系统的灵活性(物理和隐喻),而不必担负其他的控制问题。它在机械上比两者都复杂(混合动力系统往往如此),但你节省了成本、尺寸和重量,并减少了所需的执行器数量,而执行器往往是容易发生故障的地方。 更多细节,我们(作者,以下简称我)通过电子邮件与第一作者Angus B. Clark进行了交流。 IEEE Spectrum:这个想法是从哪里来的? Angus Clark:可塑性机器人的概念来自于这样一个认识:大多数串联机器人手臂有6个或更多自由度(DoF)——通常是旋转关节,但通常只需要2到3个自由度即可完成任务。机器人手臂的想法,实现灵活性和适应任务,但保持简单的低自由度系统,以及快速发展的可变刚度连续体机器人的医疗应用,启发了我们发展可塑性机器人的概念。 有哪些方法可以使可延展的机器人手臂具备独特的优势?哪些潜在的应用可以利用这些优势? 可延展机器人能够完成多种传统任务,如拣放或垃圾箱拣选操作,而无需在每个任务中使用额外的关节,因为机器人手臂的灵活性是由可延展连杆提供的。这使得整体尺寸更小,包括机器人的重量和占地面积,以及更低的功率要求和成本,虽然使用了更少的关节,但却不会牺牲适应性。这使得机器人非常适合于这些因素都很关键的场景,例如在太空机器人领域,每节省一公斤的重量都是至关重要的,或者在康复机器人领域,降低成本可以帮助扩大应用。此外,柔性机器人的协作性和软机器人的特性也使得其可以在工厂中作为协作机器人与人类安全地工作。 “The idea of malleable robots came from the realization that the majority of serial robot arms have 6 or more degrees of freedom (DoF), yet are typically performing tasks that only require 2 or 3 DoF” —Angus B. Clark, Imperial College London 与传统的关节间刚性连杆相比,使用可锻连杆有哪些缺点? 目前,可锻连杆的最大刚度比等效的实心钢刚性连杆的最大刚度要小得多,这是影响运动精度和精度的关键研究领域之一。我们已经创造了现有最大的可变刚度连杆,长度约为800毫米,直径为50毫米,适用于中小型工作空间的可塑性机器人。我们目前评估这一精度的结果是好的,但是在整个可锻链环上实现均匀的刚度可能会有问题,因为在封装膜弯曲时会产生褶皱。正如我们的SCARA topology所证明的,这可能会产生轻微的结构变化,从而导致精度降低。 机器人有办法知道自己的形状吗?有可能,这个系统会以某种方式重新配置自己吗? 目前,我们使用运动跟踪来计算机器人的topology结构,并在机器人的关节上放置标记。利用距离几何学,我们可以得到机器人的正运动学和逆运动学,并以此来控制机器人的末端执行器(夹持器)。理想的情况是,在未来,我们希望开发一个不再需要使用运动跟踪摄像机的系统。 至于机器人自身的重新配置,我们称之为“固有的可延展性连接(intrinsic malleable link)”,有许多方法已经被证明可以控制连续体结构,例如使用正压力或通过钢筋束线,但是能够实时确定连接的曲率,而不仅仅是关节位置,是一个需要解决的重大障碍。然而,我们希望看到未来发展的可塑性机器人努力解决这个问题。 你下一步要做什么? 对我们来说,改进机器人的运动学,使之成为一个健壮和完整的系统,允许用户协作重塑机器人,同时仍能达到机器人系统预期的精度,这是我们目前的主要目标。可塑性机器人是我们引入的一个全新领域,因此为开发和优化提供了许多机会。在未来的几年里,我们希望看到其他研究人员与我们一起解决这些问题。  ...
有机太阳电池具有材料来源广泛、价格低廉、重量轻等优点,最关键的是其具有优异的机械柔韧性,拥有比传统硬基底太阳电池更加广阔的应用前景(如各类不规则几何形状的可穿戴设备、柔性电子设备),成为光伏技术领域研究的热点之一。尤其在当下,各类室内的物联网电子设备蓬勃发展,亟需开发出能够高效将室内光源高效转化为电力的有机光伏器件。 由香港科技大学He Yan教授带领的研究团队设计制备了目前具有最高的占据分子轨道(HOMO)水平的窄禁带电子传输层(ETL)应用于非富勒烯有机太阳电池,有效地减少了器件的漏电流和载流子复合,从而显著提升电池性能,在室内光源辐照下获得了高达31%的转换效率。研究人员首先制备了在400到700纳米之间具备良好光吸收特性的体异质结块体共混物活性层;上述光谱恰好是室内LED光源发射光谱的主要区间。接着研究人员制备了具有不同HOMO的两种不同带隙宽度的ETL材料,分别为PDI-NO和PFN,前者的HOMO为-6.21 eV,后者的HOMO为-5.61 eV,即PDI-NO具有更深的HOMO。随后分别以上述两种ETL组装两种有机光伏器件并测试电压电流性能。实验发现,在1个标准的模拟太阳光辐照下,两种电池器件的转换效率基本一样,都在16%左右。接着将上述两种器件移至室内并辅以LED光源照射(光强度在1000-1750勒克斯,为市面销售LED灯光强度范围),实验结果显示,在1650勒克斯的光强度下基于PDI-NO的ETL电池器件的转换效率突破了30%,达到了惊人的31%;相反,采用PFN的ETL电池器件转换效率仅为22.5%。上述结果与在标准模拟光源下的实验结果具备了强烈的反差,为此研究人员进一步采用暗电流和阻抗谱等表征手段研究出现上述实验现象的潜在原因。实验发现,在室内LED光源辐照下,基于PFN的电池器件具备了更高的暗电流密度和更低的并联阻抗,意味该电池器件存在显著的漏电流;相反,PDI-NO器件的漏电流等到了显著抑制。上述差别在1个标准模拟太阳光辐照下,不会对器件性能引起显著影响,因为入射光强度远远强于这种负面的漏电流作用(光电流通常是漏电流的1000倍以上)。然而在室内LED辐照下,由于入射光强度显著下降,产生的光生载流子数量随之出现指数级下降(即光生电流出现指数级下降),此时漏电流的影响变得显著。此外,阻抗谱表征结果显示,PDI-NO器件载流子的复合显著少于PFN的电池器件。得益上述两个方面的改善,从而使得室内光照环境下基于PDI-NO电池器件性能得到了有效改善。 图 1 基于新型PDI-NO电子传输层有机光伏在不同室内光强度辐照下测试曲线 该项研究设计开发了新型的电子传输层,应用用于有机太阳电池,有效地抑制了电池漏电流和载流子复合,进而提升了电池性能,使得电池器件在室内光源辐照下获得了超过30%的性能,为日益增长的物联网电子设备市场高性能电源设计开发提供了全新的路径。相关研究成果发表在《Joule》[1]。 [1] Lik-Kuen Ma, Jie Zhang, Zhen Li, et al. High-Efficiency Indoor Organic Photovoltaics with a Band-Aligned Interlayer. Joule, 2020. DOI:10.1016/j.joule.2020.05.010  ...
食品饮料行业的工厂需要在追求高生产力的同时兼顾可持续发展,这意味着企业要不断削减能耗并降低碳足迹。为此,ABB运动控制全球食品饮料行业经理Brith Isaksson提出了两步法来释放工厂的节能潜力。第一步,锁定主要耗能对象。第二步,根据相关数据制定科学的决策,在变频器和电机发挥重要作用的领域,升级高效解决方案。 节能之路应从准确锁定工厂中的耗能大户起步。这也是新一代无线智能传感器在电机和泵中大展拳脚的地方。除了实现高性价比的工厂级状态监测外,智能传感器还可结合变频器的能源监测功能来收集海量数据以分析能源使用情况。 此外,工厂还可借助其他丰富多样的能源优化服务来发掘泵、风机和压缩机的节能潜力。获得设备数据后,运营商即可轻松优化生产过程,提高能效。 耗能最多的特定设备因工艺而异。通常,用来驱动泵、风机、尤其是制冷压缩机的电机是耗能大户。因此,根据经验法则,关注泵和制冷设备可以优化能耗并降低将近60%的成本。 解决耗能大户 一旦找准低能效的症结所在,运营商就可着手升级设备。通常,大多数能源被泵、风机和压缩机中低效控制和功率过大的电机所浪费。在这些应用中,电机往往选型过大,以应对很少或永远不会发生的峰值需求。同时,当使用风门、叶片或阀门等低效控制方法时,电机全速运行,而流量却受到机械限制。 一个常见的低效示例是通过阀门降低管道的液体流量。这会造成巨大的浪费,因为无论需求如何,泵电机都保持额定转速运行。同样,在食品厂中,尽管负载在白天可能会有比较大的变化,但是驱动制冷系统的电机始终全天候运行。 节能的秘诀是使用变频器来精确控制电机转速。在无需全速运行时,通过变频器对电机进行调速控制,使电机的转速与实际生产需求相匹配。这一点至关重要,因为电机的转速与功耗息息相关。仅需适当降速即可节省大量能源。例如,半速运行时泵或风机仅消耗全速运行时1/8的功率。因此,安装使用变频器通常可显著降低能源开支,帮助客户快速获得投资回报。 变频器与高效电机的“紧密配合” 为了达到最佳的节能效果,变频器应与新一代高效电机配套使用。例如,相比于食品饮料行业中广泛使用的IE2电机,升级到IE5超高级同步磁阻电机可以将能耗降低多达50%。 IE5的效率水平是通过将永磁技术的的性能优势与感应平台的简单性和服务友好性相结合实现的,IE5电机的其他优点是降低轴承和绕组温度、提高可靠性和延长使用寿命,该设计还可以降低电机噪音,改善工作环境。 IE5电机适用于各种高要求的食品饮料应用,即使在部分负载情况下,依然能在全转速范围内保持高效率,使之成为在泵、风机和压缩机的标准感应电机以及更高要求的应用,如挤出机、混凝土机、绞车和输送机等应用的理想升级之选。 节能投资回报快 变频器和高效电机的结合使用,既可以帮助食品饮料行业降低多达60%的能源成本,又可减少二氧化碳排放。一套变频器和电机的初期购置价格仅为设备生命周期中能源开支的一小部分。因此,大部分情况下,仅需数月即可获得投资回报。这种快速回报不仅对企业的盈利能力产生重大影响,而且有助于全球食品饮料行业实现其环保目标。...
当下全球电动汽车快速发展使得高能量密度的电池需求日益强烈。有鉴于此,世界主要发达国家,如美国、日本均设定了开发出能量密度高达500 Wh/kg的二次锂电池发展目标。经典的基于三元正极材料体系锂电池的工作原理是基于过渡金属(TM)相关的阳离子氧化还原反应,但受限于阳离子活性容量,该类电池容量难以达到500 Wh/kg,而氧元素有关的阴离子氧化还原活性则有望大幅提升电池能量密度,成为了目前二次电池体系研究的热点前沿。 南京大学Haoshen Zhou教授研究团队设计开发了一种稳定的、大容量基于阴离子氧化还原活性的正极材料体系,应用于锂金属(Li)软包全电池,通过氧化锂(Li2O)与过氧化锂(Li2O2)之间的可逆转化,显著提升了电池器件的性能,首次获得了超越500 Wh/kg的能量密度,且电池稳定循环100余次后仍可获得大于400 Wh/kg的能量密度,更为关键的是该电池镍金属的含量仅为1.59%(质量分数),远低于传统的高镍三元正极,成本更低更适于规模化生产,对电池产业和电动汽车发展具有重要推动作用。相关的研究表明,在Li金属电池正极材料的设计过程中,不局限于传统过渡金属氧化还原提供容量,利用Li2O与Li2O2之间的可逆转化,能够为正极体系提供很高的能量密度。理论计算得知,Li2O/Li2O2转化的理论能量密度高达2565 Wh/kg。为此研究人员利用湿化学法制备了Li2O基正极材料,同时为了提升无氧气析出的“安全”充电深度,研究人员同时制备了匹配的镍基碳合金导电催化框架(Ni-CAC)包覆Li2O形成Li2O@Ni-CAC电极体系,一方面有助于提升电池性能,另一方面有利于减少镍金属使用量降低成本。接着以Li2O@Ni-CAC和Li为正负极,醚类溶剂为电解质组装成完整的软包电池,并开展电化学性能测试。原位气相质谱和拉曼光谱实验显示,在充电过程中存在明显的Li2O向Li2O2的转化过程,且Li2O@Ni-CAC电极体系的可逆“安全”充电深度为750 mAh/g(基于Li2O活性物质质量),一旦超过这一数值就会出现不可逆的氧气析出。随后控制充电深度不超过750 mAh/g,进行充放电循环测试,发现电池可以稳定可逆循环100余次,且能量密度高达950 Wh/kg(考虑到所有电极材料质量的前提下,但不包括软包外壳);而在计入软包外壳后,电池依然获得了超越500 Wh/kg的能量密度,达到了513.5 Wh/kg,这是目前文献报道的能量密度最高的软包电池(计入整个软包电池质量后),且电池稳定循环100余次后,输出能量密度仍然高于400 Wh/kg,表现出优异的循环稳定性。 图 1 基于阴离子氧化还原活性正极材料体系锂金属(Li)软包全电池及其性能表征 该项研究设计开发了一种基于阴离子氧化还原活性的正极材料体系软包锂电池,得益于Li2O与Li2O2之间的可逆转化,电池器件的性能显著提升,首次获得了超越500 Wh/kg的能量密度,且具备良好循环稳定性,为设计开发高能量密度的锂金属电池开辟新思路。相关研究成果发表在《Joule》[1]。 [1] Yu Qiao, Han Deng, Ping He, et al. A 500 Wh/kg Lithium-Metal Cell Based on Anionic Redox. Joule, 2020, DOI: 10.1016/j.joule.2020.05.012  ...
7月26日,从中国科学技术大学获悉,该校陈涛教授、朱长飞教授团队与合作者合作,发展了水热沉积法制备硒硫化锑半导体薄膜材料,并将其应用到太阳能电池中,实现了光电转换效率10%的突破。这一成果日前发表在《自然能源》上。 硒硫化锑是近年来在光伏领域应用的一种新兴光伏材料,其带隙在1.1~1.7电子伏特范围内可调,满足最佳的太阳光谱匹配。同时,硒硫化锑具有较高的吸收系数,500纳米左右厚度的薄膜即能达到最佳吸收。因此,在超轻、便携式发电器件方面也具有潜在的应用。 鉴于硒硫化锑具有良好的稳定性和丰富元素储量,光电转换效率的进一步提升有望推进应用。这一研究成果所发展的水热沉积法在超临界的状态下水热沉积可以生成致密、平整且横向元素分布均匀的光吸收薄膜,从而有利于载流子的传输,结合光吸收、阴阳离子比例的调控以及点缺陷的控制,最终实现了光电转换效率的突破。从材料制备的角度来看,这项研究发展的水热沉积法是一种简便、低成本的薄膜制备方法。 《自然能源》审稿人给予该工作高度评价,认为这是一个里程碑式的效率,为硒硫化锑太阳能电池的发展带来新的曙光。...
关于发、用电量增长差异的分析 单葆国/国网能源研究院有限公司副总经济师 电量数据是研判宏观经济运行态势的关键实物量指标之一,被誉为国民经济的“晴雨表”和“温度计”。多年来,社会各界普遍采用中国电力企业联合会(简称中电联)的“全社会用电量”开展电力经济分析,也有个别机构选用电力调度部门的“全口径发电量”、国家统计局(简称统计局)的“发电量”指标。因为指标口径不一,分析结果难免出现不一致的现象,需要进一步厘清并有区别应用。 一、发、用电量统计口径 全口径发电量:某一区域内所有发电机组发电量之和,既包括调度管辖机组(基于发电机组机端计量电表),也包括非调管自备机组(基于计量表计或报送数据),还包括低压分布式电源,是发电视角统计的全口径电量指标,由各级电力调度机构统计。 统计局发电量:规模以上发电企业(年主营业务收入2000万元及以上,2000万元以下季度抽样调查)的发电量,与经济统计报表制度一致,并非全口径。统计局的全国发电量,由省统计局上报,与全国全口径发电量的区别是不包括规模以下发电企业,风电、太阳能发电仅为6000千瓦及以上电厂。 全社会用电量:某一区域内所有电力用户的用电量之和,包括全行业用电量和城乡居民生活用电量,是用电视角统计的全口径电量指标。全国全社会用电量数据,由电网公司上报、中电联统计、国家能源局发布。具体地,全社会用电量=售电量+线损电量+厂用电量+自备电厂自发自用电量。 全口径发电量、统计局发电量、全社会用电量数据由不同的部门来进行统计,统计方式、统计口径、数据来源均不一致,导致三者的绝对量以及增速将会出现一定偏差。 二、发、用电量增长差异分析 从年度数据看,全口径发电量与全社会用电量增速差异很小,两者均是全口径电量指标;而统计局发电量与全社会用电量增速差异波动变化较大,主要是因为统计口径存在明显差别。2010~2019年,全口径发电量与全社会用电量增速差异在-0.2~0.3个百分点,而统计局发电量与全社会用电量增速差异在-1.7~1.9个百分点。2010年,全社会用电量为41999亿千瓦时,统计局发电量为42072亿千瓦时,二者之间相差73亿千瓦时;2019年,全社会用电量为72486亿千瓦时,统计局发电量为71422亿千瓦时,二者差距扩大至1064亿千瓦时,增速差距亦呈扩大态势。全社会用电量与统计局发电量两者之间没有发用收支平衡关系,差异主要来源于分布式电源、小水电等是否被统计。此外,因客观、主观等复杂因素,个别自备电厂(如魏桥)、地方电网(如重庆)存在发电量纳入统计局统计,而用电量未纳入或少纳入电网公司统计的情况,造成一定时期(如2013~2016年)两者增速差异波动较大。 图1 2010~2019年全国年度发、用电量增速对比 从月度数据看,统计局发电量与全社会用电量增速差异明显,且通常前者低于后者。2018年以来,全国月度发、用电量增速最大差异为3.4个百分点、平均为1.4个百分点。2020年前5个月统计局发电量与全社会用电量增速趋同,平均差异降至0.4个百分点,主要原因是新冠肺炎疫情导致分布式发电、小水电增长放缓。 图2 2018年以来全国月度发、用电量增速对比 三、有关建议 全社会用电量指标能准确反映宏观经济发展态势、分产业分行业运行状况;全口径发电量指标多用于发电结构分析,难以反映分产业分行业经济运行状况;统计局发电量仅包含规模以上发电企业,范围不能覆盖全部。建议在开展通过电力看经济等工作时,主要采用全社会用电量这项指标进行分析。  ...
2020年7月16日,中国西电集团所属西电西变为吐鲁番—巴州—库车II回750千伏输变电工程研制的目前国内容量最大的750kV 140Mvar交流有级可控并联电抗器一次性通过全部试验。该试验的顺利通过,标志着中国西电集团750kV电抗器设备制造的核心技术实现了新突破,开创了750kV有级可控并联电抗器新领域,为研制1000kV有级可控并联电抗器奠定坚实的基础。 中国西电集团交流有级可控电抗器的设计制造水平一直领先于国内同行业。2005年,为山西忻州开关站成功研制了首台500kV交流有级可控并联电抗器,2010年为甘肃安西变电站成功研制了首台750kV 100Mvar交流有级可控并联电抗器,2013年为甘肃沙洲变电站和青海鱼卡变电站成功研制了首台750kV 130Mvar交流有级可控并联电抗器,经过参与多个工程产品的研制,中国西电集团积累了丰富的设计制造经验,这些产品均在现场运行情况良好。 为了攀登世界技术高峰、赢得市场先机,中国西电集团所属西电西变以550kV有级可控并联电抗器制造成功经验为依托,在关键技术与难点上进行科研攻关自主创新,开发了大量的计算程序,进行电抗器产品量化计算、分析和优化设计,研制成功了国内首台750kV 140Mvar电抗器,该产品具备结构合理、无局部过热、损耗低、噪声小、振动小、局部放电量小、绝缘安全可靠等特点。 由于交流有级可控电抗器与普通并联电抗器在原理上有着根本的区别,加之750kV 140Mvar交流有级可控并联电抗器单台容量大、电压等级高,这就意味着在漏磁场控制、消除局部过热以及在降低涡流损耗、杂散损耗、振动和噪声等方面难度大幅增加。西电西变高度重视该项目产品的研发,在接到订单第一时间就制订了专题质量、进度保证计划,把它列为劳动竞赛的主攻产品。技术人员在总结前期工程成功经验的基础上,合力攻克该工程产品的研发难点,对产品进行全方位的仿真分析和研究,确保了产品的可靠性。在各工序开工前,相关车间组织员工认真学习生产工艺和技术文件,针对制造中可能出现的问题提前制定预案,从源头上控制产品质量。在生产过程中,西电西变狠抓产品质量和生产过程工艺控制,组织职工加班倒班抢工期,精工细作保质量,最终确保产品一次性通过全部试验,巩固了中国西电集团在国内电抗器市场的领军地位和领先水平,增强了企业的市场竞争力。  ...
当前,我国经济发展与能源结构的矛盾日益突出,能源生产与消费模式转型需求日趋强烈。2014 年习近平总书记提出能源生产和消费 “四个革命、一个合作”的战略。2015年李克 强总理提出“互联网 +”行动计划,旨在推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与传统制造业结合,实现产业结构升级。2015 年发改委等三部委联合印发《关于推进“互联网+” 智慧能源发展的指导意见》( 发改能源〔2016〕392号),2016年能源局发布《关于组织实施“互联网 +”智慧能源 ( 能源互联网 ) 示范项目的通知》( 国能科技〔2016〕200 号 )。广东电网公司积极申报承担首批能源局能源互联网示范项目《支持消费革命的城市—园区双级“互联网+” 智慧能源示范项目》 (简称“广东电网示范工程” ),在城市—园区两级开展能源互联网关键技术运行机制与商业模式综合性示范研究,内容包括 :园区级柔直配网、高可靠性交流配网和多能协同,以及城市级能源信息接入与融合,新型运营机制与商业模式示范建设与应用。 1 能源互联网建设思路 能源互联网是以互联网理念构建的新型信息能源网络系统,以客户体验为中心,综合运用先进的电力电子技术、信息技术和能源管 理技术,将电力、油气、冷热等多能流的生产、 传输、消费、存储等各环节互联起来,实现多能源横向协同,“源—网—荷—储”纵向互动, 构建全新能源生产消费的产业模式和生态系统。能源互联网的主要特征:开放互联是能源互联网的基础,实现多能、多主体、数据资源的开放互联。大数据分析、人工智能应用是能源互联网重要技术支撑,实现海量多源异构数据集成挖掘与分析 ;运行机制和商业模式是能源互联网的核心,是提高综合能效、构建综合能源服务体系的关键。根据能源互联网的主要特征,结合互联网 技术架构体系,研究提出物理—信息—应用三层建设模式,见图1。物理层重点解决多种能 源互联、电网纵向智能互动 ;信息层应用大数据云平台技术,解决多源海量信息互联 ;应用层重点解决基于互联网化的新型能源生产消费、 市场与交易模式。通过信息层的数据链条连接了物理层的能源链条和应用层的业务链条,保证了各层建设内容的整体协调和有机联系。 2 能源互联网关键技术 2.1 柔直配网技术 为支撑物理能源网架实现综合能源互联互通、配网高效灵活、网络智能高效的目标,主要开展以下研究与应用工作 : 1) 电力电子器件技术 :采用第三代半导体 SiC 构成宽禁带的功率器件,具有更低的开关损耗和更低的导通压降,提升设备的转换效率 ;研发定制高性能集成门极换向晶闸管大功率半导体开关器件,具有低通态压降、高阻断电压和晶体管稳定于一体的特性,支持换流设备拓扑创新应用。 2) 柔性直流配网设备的关键技术 :首次提出共用转移支路的多端口直流断路器拓扑结构, 研制应用三端口直流断路器,大大减少电力电 子器件数量,降低体积和成本。实现交叉钳位 结构的柔直换流阀,实现故障电流自清除功能, 切断时间快、附加损耗小。 3) 柔性直流配网控制保护关键技术 :提出控制保护一体化、紧凑化设计的工程技术方案,实现多端柔性直流配电网协调控制、系统一键化启停、多种运行方式的无缝切换等功能 ;创 新提出交直流混合配网协调控制策略,实现交直流有功无功协调控制,光储充直流微网与交 直流配网协同运行,交流系统极端故障情况下, 柔直与变电站备自投协同提供紧急备用。 4) 柔性直流配网系统成套设计技术 :创新提出工程化意义的星型网络拓扑结构及一、二 次设备配置方案 ;制定过电压保护与配合规范、 电压源换流器、直流变压器、直流断路器等主 要设备的技术要求,以及控制保护系统架构、 系统运行方式、保护配置方案和控制保护系统要求等。 5) 直流微电网灵活高效接入的关键技术 :创新柔直中压配网与低压直流微网的协同运行方案 ( 包括接入方案 ) ;研究提出直流微电网运行控 制、无缝切换、高低压故障穿越等系列关键技术。 2.2 互联网信息化技术 智慧能源大数据云平台建设主要展开以下几方面研究与应用 :1) 应用大数据云平台技术建设智慧能源运营服务平台,采用ETL 工具实现与广东电网大数据平台数据交互。建立综合能源数据模型, 搭建数据集成与分析平台,为智慧能源应用提供数据集成与融合服务和大数据分析计算环境。针对能源数据的实时连续性、数据处理要求高、 短时爆发性强的特点,平台体系架构使用柔性多样化的数据集成技术和连续反应式的数据处理技术,支撑能源数据个体性的差异化处理;运用微服务、容器等弹性可扩展技术,建立云环境下微服务框架,支撑电网高级应用的快速开发和快速迭代,该方案已在广东电网 10 个地市级单位推广开展数据平台建设。 2) 扩展综合能源数据模型与实现数据集成融合 :在南方电网现有公共信息模型(common information model,CIM) 模型基础上,针对水、 电、气、冷、热、风电、光伏、储能与充电桩等 10 多种形式能源数据,进行综合能源数据模型扩展 ;通过对数据的解析,构建智慧能源上层应用的多源异构数据的融合模型,推动能源互联网综合能源数据模型标准的建立。 3)研究建立内外网平台数据安全防护策略:内网资源池、外网资源池隔离区(dimilitarized zone,DMZ) 共同为智慧能源应用提供运行环境,见图 2。内网资源池承载智慧能源应用的核心逻辑及核心业务数据,通过摆渡技术将内网用户操作的相关数据同步到外网资源池。外网资源池不存储敏感信息,主要部署与用户交互的相关逻辑和数据。外部数据源调用外网资源池的数据接入服务,通过摆渡技术导入到内网资源池,并存储在智慧能源大数据平台。 4) 探索区块链技术的应用 :创新基于区块链技术的交易平台,支持分布式新能源的绿证交易商业模式。基于区块链的“去中心化”技术,实现交易数据的可信存储。绿证交易增加了分布式新能源的额外收益,以配额代替补贴的形式促进了分布式新能源的发展。 3 运行机制与商业模式 适宜的运行机制和商业模式能够为能源企业、售电公司、用户、分布式资源所有者等各类主体提供参与能源互联网运营的实施路径, 打造开放的能源互联网生态。 1) 多能源协同运营机制 :基于价格的多能源协同运行机制,形成了城市级别跨区多能源系统优化运行方法,以及区域级别多能源系统优化运行和控制方法 ;实现了能源系统各环节运行状态的实时分析与优化运行策略的制定,有力促进了各种能源的协同和梯级利用。 2) 虚拟电厂运营机制 :基于双层规划的虚拟电厂日前调度模型,可实现特定区域内分布式新能源发电能力动态预测,将分布式新能源、 可控负荷、电动汽车及储能等灵活性资源自由组合成虚拟电厂,参与系统调控以及调峰调频、 潮流优化等辅助服务,形成虚拟电厂调度运行的优化策略与运营机制。 3) 能源互联网平台商业模式 :借鉴互联网思维模式,搭建开放的综合能源运营服务平台, 为各主体提供开展综合能源运营的数据能力和业务能力,引导各类用户共同参与能源互联网发展。支持能源企业开展多能协同运营业务;支持售电公司挖掘用户响应潜力,开展基于市场价格信号、激励机制的需求响应模式 ;支持能源服务商整合分布式资源开展虚拟电厂运营等。 4) 增值服务商业模式 :设计定制化的用户能源服务 ;设计面向工商业用户的能源账单、需量分析、能耗监控、节能建议等用能增值服务;面向下一阶段电力市场的中小用户,设置了电力零售套餐 ;为分布式资源所有者提供运行分析、运维托管和报装接入等服务设计。 5) 基于区块链的绿证交易商业模式 :将区块链技术引入绿证交易市场的设计方案,能够解决绿证在核发、交易和核查环节的组织、记录和审计问题。区块链的加入,能进一步完善现有的绿证交易市场,建立起成熟稳定的绿证交易机制。 4 示范工程建设 广东电网示范项目在国内首次系统地实践了物理—信息—应用三层能源互联网建设模式, 为能源互联网示范建设提供了样板式参考,三层建设成果具体如下 : 1) 物理层。在唐家湾建成了世界首例 ±10 kV、±375 V、±110 V 多电压等级、多 端交直流混合配电网,换流容量为40 MW, 包括唐家(20 MW)、鸡山I (10 MW)、鸡山II (10 MW) 换流站与科技园降压换流站(2 MW), 鸡山I 采用含集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristors,IGCT) 交叉钳位模块的半桥模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC) 换流阀拓扑,鸡山Ⅱ与唐家 换流站采用半桥MMC 换流阀与机械式直流断路器的接线拓扑。科技园降压换流站建设三端口直流断路器。在清华科技园建成了光储充一体化的直流微网,采用了2 MW ±10 kV/±375 V/ ±110 V 三端口直流变压器,直流微网接入了 0.2 MW 屋顶光伏、1 MW/1 MW·h 电化学储能及 1 MW 直流充电桩等灵活性资源,系统接线图见图 3。 该柔直配网具有三端联网运行、双端 联网+ 单端供电分列运行、单端静止同步补偿器 (static synonous compensator,STATCOM) 运行等 10 种运行方式 ;可根据交流电网潮流自动调节直流传输功率的大小、方向,实现与交流电网有功无功统一协调控制。N-2 极端故障 情况下为交流电网提供紧急电源支撑,实现直流微网与交直流配网的优化运行。典型方式下, 鸡山站向唐家站输送 20 MW 的有功功率,可将唐家站主变负载率由 70% 下降到 47.7%。2) 信息层。建设了面向海量灵活性资源的智慧能源大数据云平台,见图4。 平台集成了 343 个光伏逆变器、1 738 个充电枪、 2 个储能站、 70 万用户等数据 ;构建了四大类 CIM 模型,包括基于站变线关系的主网模型、基于站线变户关系的配网模型、用于风光发电的分布式资源模型及用于冷热气的综合能源模型。平台实现了内外部能源数据的集成和管理、多源异构数据的融合并提供数据资源服务。信息层的建设,形成了智慧能源大数据服务能力,加快能源数据的融合与协同操作,为能源数据资产增值与变现奠定技术基础,加速形成以综合能源数据为核心的能源生态圈。 3) 应用层。智慧能源运营管理平台集成多能源协同运营功能,支持了横琴区域电、冷、热、 气等能源在生产、转换、存储和消费各环节的运行情况展示和利用效率分析,实现了珠海全市的新能源、储能、充电桩设备的数据采集以及设备运行状况的监视 ;研发了分布式资源管理功能,可支持分布式新能源、可控负荷、电动汽车及储能等灵活性资源自由组合成虚拟电厂进行管理,支撑分布式资源交易以及分布式资源规划、建设、并网、维修和代管等拓展服务 ;研发了基于价格以及基于激励的需求响应管理功能,可支持需求响应事件发布、响应申报、过程监控、结果核算和激励发放等业务开展;建成了智慧用能服务功能,研发了支持现货交易的售电业务管理功能,组合设计了满足不同用户需求的零售套餐,实现了面向用户的用能账单、能效管理、报装咨询、节能服务等系列个性化增值服务,以及面向能源服务商的项目规划建设、设备运维管理功能。应用层的建设极大拓展了互联网综合能源服务范围,促进分布式新能源消纳,提高社会整体综合用能效率, 提升用户综合能源消费体验。 5 结论 广东电网承担的《支持消费革命的城市— 园区双级“互联网+”智慧能源示范项目》于 2019 年 3 月率先通过国家能源局组织验收,并被国家能源局发布的《能源互联网发展白皮书 2018》收录,本文依托该项目分析了能源供应模式存在的问题,研究了能源互联网建设思路、 关键技术、运行机制与商业模式,建成能源互联网工程示范区,形成一批具有推广示范意义成果 : 1) 研究并提出了有利于项目组织实施以及能源互联网标准化建设的物理—信息—应用三 层式架构及城市—园区两级系统模式,解决以珠海为代表的、以高新产业为主体的城市或园区用能需求。 2) 研究了新型配网技术形态,建设了唐家柔直配电网,提升了物理能源网架能量调度的灵活性与网络运行的可靠性,为分布式资源、 各类能源运营商等多能源主体互联互通提供了强有力的物理网架支撑。 3) 研究了海量的多形式资源信息接入与融合技术,搭建了综合能源大数据云平台,实现了各类主体能源的信息汇集与交互,打通了综合能源系统内海量运营主体的信息壁垒,为示范区域内各类能源主体的交互与协同提供信息网架支撑。 4) 研究了开放共享、互动共赢的运行机制与商业模式,构建了向社会各类主体开放的智慧能源运营管理平台 ;推动海量能源主体开展多元化交互与协作 ;利用市场化手段平衡多方能源消费需求,进而提高能源供给通道的资产利用率,降低各方能源使用成本,整体提高社会总体用能效率,为各类能源主体的高效协同提供了机制模式支撑。  ...
美国能源部(DOE)宣布资助 6500 万美元用于支持国家实验室、高校和企业联合开展核能基础研究、交叉技术开发和基础设施领域的创新核能技术研发项目,资助将通过核能大学计划、核能使能技术计划和核科学用户设施计划为核能相关研究提供支持,具体内容如下: 1.核能大学计划 通过核能大学计划(NEUP)资助5500万美元用于5个主题领域研究工作: (1)核燃料循环研究,主要内容包括:使用高能X射线技术和拉曼光谱技术在高温下获取熔融盐的结构和动力学数据,以了解其与材料作用的物理和化学性质关系,以指导研发高性能的熔盐材料;开发一种表面络合模型,可以从理论角度解释铀的吸附和还原,从而通过工程屏障系统降低与富铁环境中铀迁移率相关的不确定性;通过研究成分-属性-结构之间的关系,开发和优化高耐用度且易于处理的磷酸盐基玻璃材料;建立一个核反应热力学自洽数据库,系统描述放射性同位素在矿物/水界面的吸附作用机制,以指导核废料处置技术的研究开发;研究高温高离子强度下核反应堆辐射屏蔽材料的辐射蠕变规律;结合材料行为模型,开发一种整合线性和非线性超声波的表征技术来表征耐事故燃料包壳涂层材料的物理活性性质;用超声波喷雾法制备干式核燃料和核废料贮存罐用的柔性硬质陶瓷涂层材料;基于高通量计算平台开发预测模型用于研究含氟熔融盐的热化学和热物理性质;研究氮化铀燃料与液态铅、铝形成奥氏体合金的化学相互作用和相容性;熔融盐中相平衡和裂变产物溶解度的混合热力学第一性原理计算研究;开发氧化镓肖特基二极管探测器用于测量熔融盐锕系元素浓度;用于提高存储库性能的无机微纤维增强工程屏蔽材料的多尺度和多物理场建模;开发多功能激光加工维修技术来减轻焊接不锈钢的点蚀和应力腐蚀开裂;开发和评估各种各样的表面喷丸处理方法,以及混合表面处理方法,以减轻用于核燃料干法存储的不锈钢罐中氯引起的应力腐蚀开裂;开发用于乏燃料存储罐的新型SiOCN(H)涂层。 (2)核能基础研究,主要内容包括:利用Modelica公司开发的新型热能储存(TES)模型模拟研究多效蒸发器和联合循环燃气轮机系统的模型,研究利用核热能从盐水中生产应用水方法;对现有的反应堆试验和运行数据进行计算机仿真分析,同时对反应堆运行的瞬态温度进行监测,以评估反应堆反应速率的潜在影响因素;对由中子驱动的先进核能反应堆(如气冷堆、熔盐堆等)的热能散射数据进行采集和评估。 (3)先进核能建模与仿真,为核电厂网络风险评估设计开发一个灵活的仿真环境,以支持网络防护架构的设计;球床反应堆堆芯围筒旁流实验和数值模拟研究;球床反应堆流动与传热的计算流体动力学分析;将Modelica公司开发的新型热能储存(TES)模型与正在进行的核能-可再生能源混合能源系统(NRHES)建模工作相结合,以对比新混合能源系统与单纯的核能基荷电力优劣势。 (4)反应堆概念原型的研发和示范,主要内容包括:高温气冷堆进气事故中自然循环建立时间及影响因素分析;制定适合于人口稠密地区部署的微型反应堆的选址标准;针对小型模块化反应堆设计并建造一个紧凑型的蒸汽发生器(CSG)以提高反应堆经济性;不锈钢在模拟压水堆一回路异常水化学条件下的应力腐蚀敏感性研究;用于含氯熔盐快堆的新型镍基合金研发;评估微型堆在分布式发电应用中的机遇和挑战;轻水堆一次冷却剂水化学性质对不锈钢的腐蚀影响研究;针对小型模块化反应堆开发新型的增强自动化控制方法,提升运营效率、降低成本;开发一种基于人工智能的故障检测工具,以减少核电厂中人为因素的错误几率,改善运行和维护,降低核电厂成本。为三结构各向同性(TRISO)颗粒燃料缓冲层开发一个辐照行为预测模型。 (5)研究型反应堆设施建造和改善,主要内容包括:推进核材料和堆芯传感器的研究;吸引和培养下一代具有核能背景的高素质劳动力;对核材料进行快速、准确的热力学和动力学研究;研究在真实负荷条件下高温气冷堆材料的实时微观结构演变;建立一个新的原位、纳米尺度的结构、成分和缺陷演变检测系统,以原位表征不同应力下辐照材料微观结构变化;对爱达荷州立大学的Aerojet General Nucleonics 201型反应堆进行改进,减少失效概率,提高反应堆的整体可靠性和安全性;对麻省理工学院研究反应堆现有的应急电力电池系统进行更新;对普渡大学1号反应堆的换热器和相关水处理系统进行更新升级,以确保反应堆的安全、可靠连续运行;犹他大学TRIGA反应堆的冷却系统替换,以提高反应堆性能和效用,满足反应堆在满功率下运行更长时间,提高安全性和运行可靠性。 2.核能使能技术计划 通过核能使能技术(NEET)计划资助近500万美元用于国家实验室和大学联合开展的5个交叉研究项目,主要研究内容包括:开发和演示一种新型脉冲热断层成像技术,用于无损检测3D打印制造的核反应堆部件材料;开展一套用于传感器分配和校准的数据分析方法,以解决如何在核设施中分配传感器组的问题;整合先进的传感器和数据科学的分析技术,推动核电站的在线监测和预测性维护,并提升核电厂的性能;利用两座大学研究堆构建和测试基于光纤的伽马温度计(OFBGT),并开发相应的方法来处理由OFBGT产生的数据;集成可溶性载体、拓扑优化和微结构设计等方法,以大幅降低激光粉末3D打印制造的核电站关键组件的生产和后处理成本。 3.核科学用户设施计划 通过核科学用户设施计划(NSUF)资助660万美元用于2个国家实验室、3个大学和1个企业主导的项目,主要研究内容包括:制造非侵入式和空间分辨的传感器;动力学和微结构硬化建模、多功能光纤传感器和增材制造学科的融合基础、试验中子和离子辐射测试、核设施材料辐照后检测、同步辐射高性能新型强光源设计开发,以及通过NSUF设计和分析实验的技术援助。  ...
近日,中国科学院工程热物理所完成了首台100兆瓦先进压缩空气储能系统膨胀机的集成测试,推动我国压缩空气储能技术迈向新的台阶。 储能技术被称为能源革命的支撑技术之一,已列入国家战略性新兴产业。压缩空气储能具有规模大、成本低、效率高等优点,具有较大发展潜力。 中科院工程热物理所有关负责人介绍,该所较早开展压缩空气储能研究,经过15年努力,建立起具有完全自主知识产权的研发体系,先后突破了系统全工况设计与控制、多级高负荷压缩机和膨胀机、高效超临界蓄热换热等关键技术,分别于2013年和2016年建成了国际首个1.5兆瓦级和10兆瓦级先进压缩空气储能系统。从2017年起,该所在国际上率先开展100兆瓦级先进压缩空气储能系统研发工作。 据介绍,膨胀机是压缩空气储能系统的关键核心部件,具有负荷高、流量大、流动传热耦合复杂等技术难点。研发团队攻克多项关键技术,研制出的多级高负荷膨胀机各项测试结果全部合格。...
“随着我国新能源的快速发展,其对电网安全稳定的影响日益突出,必须引起我们高度重视。”国家电网调度控制中心教授级高级工程师裴哲义呼吁。时隔十年,大基地再次成为中国风电产业发展的焦点。在开发建设过程中,当千万千瓦级基地风电大规模并入电网,并网点的电压稳定、频率稳定对电网安全至关重要。如何安全稳定的接入电网,对开发企业、整机商和电网将是一个巨大的考验。 2020年5月16日,「麒麟学院」在线举办“大基地时代——决战风电并网”思辩会。裴哲义与中国电科院电力系统所发电控制与电网工程实验室主任李文锋,清华大学电机系教授、博导谢小荣,华能集团新能源事业部技术管理处处长李国庆,金风科技电网技术总工程师乔元等多位电力并网专家同台论道,共同探讨大基地时代如何决战风电并网。以下是嘉宾精彩观点摘要: 切实重视特高压输电条件下风电并网的有关技术问题   国家电网调度控制中心教授级高级工程师 裴哲义 中国能源生产和消费呈逆向分布,大规模风电基地等一次能源集中在西部,而用电负荷集中在中东部,客观上需要长距离大功率远送才能把西部丰富的绿色风电送到中东部的负荷中心,特高压直流输电作为一种有效手段应运而生,在全国范围内实现了能源资源的优化配置。但特高压直流输电自有的技术特性也给新能源并网提出了新的要求。 风电涉网可能引发一些问题。例如,新能源机组电网适应性不足,不具备高电压穿越能力,因而存在大规模脱网的风险;新能源高占比下系统频率和电压调节能力持续下降;多电力电子设备交互作用复杂,振荡问题凸显;风电频率耐受及调节能力不足。这些都将成为未来大规模风电基地并入电网时的潜在风险点。 2020年将发布新版《风电场接入电力系统技术规定》。根据新修订的标准(征求意见稿),新能源的故障穿越包括低电压穿越和高电压穿越,其中低电压要求为0.2pu,高电压要求为1.3pu;新能源的频率适应性范围为48-51.5Hz;新能源可以通过控制去实现惯量响应和一次调频特性;根据实际电网需要开展风电场并网次/超同步振荡分析及防控措施专题研究。 为了维护电网安全稳定,建议做好以下几项主要工作:一是要落实《电力系统安全稳定导则》相关要求,不符合强制性标准要求的,依法承担民事或刑事责任;二是加快《风电场接入电力系统技术规定(GB/T 19963-2011)》等国家和行业标准的修订工作,指导和促进行业健康发展;三是加快完成存量风电涉网性能整改工作;四是配套开展无功补偿装置改造;五是不断提高装备制造水平。 未来我们面对的一个很大挑战就是调节能力。风电和光伏都是波动性能源,它需要调节电源,其中储能是一个很好的选择。具体到一个电网需要配多少储能,怎么配储能,这与当地的电网情况和配储能的功能有关,需要进行论证。但未来新能源场站配置储能,应该是一个方向。 大基地风电并网必须关注惯量、电压、频率和阻尼控制,才能满足电网电压稳定要求   中国电科院电力系统所发电控制与电网工程实验室主任 李文锋 新能源发电正加速由辅助电源向主力电源转变。随着新能源装机占比不断提高,以同步机为主导的网源协调特性逐渐向电力电子化特性方向演变。 同时,伴随特高压交直流快速发展,特别是特高压直流输电规模的阶跃式提升,系统强直弱交矛盾突出,扰动能量冲击增大,影响范围广,呈现全网一体化特征。 随着电源和电网结构的变化,电力系统的惯量、电压、频率、阻尼控制等基本特性发生了深刻的变化,在特性认知、稳定控制、安全防御等方面,需要在标准上提出新要求,在工程上提出新措施。 就技术要求而言,新能源场站的电压和频率耐受能力原则上与同步发电机组的电压和频率耐受能力一致;含新能源场站应具备一次调频、快速调压、调峰能力,且应满足相关标准要求;电力系统应具备基本的惯量和短路容量支持能力,在新能源并网发电比重较高的地区,新能源场站应提供必要惯量与短路容量支撑;接入35kV以上电压等级的分布式电源应具备一次调频、快速调压、调峰能力,其电压和频率耐受能力原则上与同步发电机组的电压和频率耐受能力一致。 此外,应研究、实测和建立电力系统计算中的各种元件、装置及负荷的详细模型和参数。计算分析中应使用合理的模型和参数,以保证满足所要求的精度。计算数据中已投运部分的数据应采用详细模型和实测参数,未投运部分的数据采用详细模型和典型参数。 双馈机组和直驱机组在大基地的电压稳定上都能通过自身特点和系统配合,实现系统性能最优,满足大基地条件下的电网电压稳定要求。 随着未来电网发展,常规电源的惯量基本保持在一定水平,只能从新增的新能源来增加。因此,风电可以参与调频,我国前五大风电机组厂家都具有惯量和一次调频技术能力。 避免次同步振荡要重视前期风险评估   清华大学电机系教授、博导 谢小荣 次同步振荡主要有三大危害。电磁振荡会造成风电机组撬棒电路损坏,危及风电场中电气设备的正常运行;电磁振荡会造成机组过电压/电流,引起保护装置动作,导致风电机组脱网事故的发生;谐波和间谐波会影响电力系统的电能质量,可能造成风电场不能顺利并网,从而造成一定的经济损失。 为避免次同步振荡,建议在电源规划和建设方面,要重视机组选型与控制参数设计、风电次同步振荡风险评估;要布置必要控保装备;在大基地投产运行后,要有广域监测、预警与保护(紧急控制)系统。 从电网侧看,直驱风机以变流器特性为主;双馈风机则约70%是一个异步机,还有约30%是电力电子变流器。 双馈风机对电网的作用有两个,第一是感应发电机效应,这个对次同步振荡有一点影响。严重时,一个串补输电系统,双馈风机的感应发电机效益与控制的相互作用,可能会使得风险增加。 对于特高压交流串补场景,双馈电机的负电阻特性会产生次同步振荡风险。但是对弱电网来讲,直驱和双馈,都有电力电子的控制,可能都会有次同步振荡的问题,需要相关方采取足够关注,在技术改进上采取措施。 所以对风电设备电网接入场景要综合分析,这其中控制产生的感应发电机效应占主导地位,还是由变流器的控制占主导地位?没有一个标准答案,要根据具体的系统分析来看。 开发商需要系统处理平价上网与新导则的双重要求   华能集团新能源事业部技术管理处处长 李国庆 从开发商角度来看,新导则颁布将会进一步提升新能源发电设备的电网适应性,有利于行业健康发展。平价上网政策环境下,需要在项目的各个环节都能够节约成本降低造价,要做到从前期资源测试、微观选址、设备选型、工程建设和生产运维全生命流程的科学管控。 对于占主要成本的主机价格,需要从设计、制造、运输、施工等环节跟开发商一起让主机既符合并网导则的技术要求,又要让造价符合平价上网的经济要求。各开发商的招标文件中提出导则技术要求,主机厂商要快速推进符合并网导则的各种认证试验工作,才能进入招标范围。 提到储能,建设电网友好型新能源项目,这是行业发展的需要。目前配合新能源电源建设的储能技术标准还不完善,接入技术标准、容量比例、新能源加储能建设模式的项目经济型平价等还需要技术和政策的协调配合,需要网源设备等各方通力合作。 风机设计要有裕量和一定的升级空间   金风科技电网技术总工程师 乔元 平价上网时代大家越来越重视成本。但是这个账如果细算下来,为了维持20年全生命周期的安全稳定运行,风机不能只满足眼下标准要求来设计,应该预留一定空间来应对未来可能的升级需求。 我认为光伏和风电在新能源比例较高的电力系统环境应该参与系统的调频,例如像大基地这类场景,新能源电源局部占比较高,如果能够参与系统调频对系统的安全稳定更有意义。 一次调频在系统中应用,应该区别对待新能源和传统电源的特点,发挥各种的优势,就像排兵布阵一样。以新能源一次调频为例,它的特点是响应速度快,可以第一时间响应系统的频率变化,弥补传统电源在一次调频方面的响应速度,但是要注意到新能源本身源端不受控的问题。所以要扬长避短做到与传统电源的优势互补,实现电网系统的频率最优调节。  ...
本文对调度自动化系统高级应用软件在大港油田电网中的应用情况进行了介绍,描述了软件数据库采用铭牌值设置参数的具体方法,重点详述了参数的收集及计算方法。同时,对使用中遇到的问题进行了分析,并总结了使用经验。 中国石油大港油田电力公司 张晓莉 大港油田电网是110 kV、35 kV电压等级电网,共有45个变电站,其中110 kV站9个。在用的调度自动化系统是南京南瑞继保电气有限公司生产的PCS-9000 EMS调度自动化系统,适用于调度集控无人值守模式。在调度自动化系统高级应用软件(PAS)的使用方面,应用的主要功能是状态估计和调度员潮流。状态估计主要用于检查错误遥信、遥测,计算结果为自动化维护人员使用;调度员潮流主要用于预测有功潮流,帮助调度员预测电网运行方式改变后潮流的变化情况。   1 油田电网调度自动化系统高级应用软件使用情况 1.1 状态估计的应用 根据油田电网的实际情况划分了12个电气岛,人工排除非综合自动化站、负荷轻(容易被误判)的变电站11个。 遥信和遥测预处理总表、可疑数据和不合格量测表是维护人员需要经常浏览的画面。通过定期监视画面可以观察错误的遥信和遥测。主要内容包括遥信、遥测、有功不平衡、无功不平衡、并列母线误差大、档位电压不匹配和PQI不匹配等信息。以下情况是状态估计在油田电网运行中发现的典型问题: 1)状态估计报东某变电站201有功功率P数值为0,工作人员去现场重启201测控装置后正常。 2)状态估计报某平台变电站35 kV Ⅴ母线电压为0。检查运行方式为母线并列运行,Ⅳ母线电压遥测正常,Ⅴ母线电压量测出现异常。 3)状态估计报王某变电站2#主变压器6 kV侧无功功率为0。当时2#变压器6 kV侧电流为189 A,有功2.04 MW,无功遥测异常。 4)状态估计报某变电站6 kV出线开关-2刀开关位置错。检查6 kV出线开关合位,线路有负荷,刀开关位置与实际运行状况不符。 5)状态估计报乌某变电站1#变6 kV侧 IPQ不匹配,检查PQ值过小,有功仅0.01 MW,与电流37 A明显不符。 由上述内容可以看出,状态估计能比较准确地定位错误遥信和问题遥测,在保障电网安全运行方面能够发挥一定作用。 1.2 调度员潮流的应用 油田电网调度员潮流计算软件经过两年多的反复调试,在参数准确、软件系统稳定的情况下,可以预测区域电网有功潮流变化。目前,在油区北部、中部电网初步实现潮流预测功能。潮流计算数据中有功功率接近实际数值,误差小于5 %。下表为油田某35 kV变电站两条进线改变运行方式时,潮流计算值和实际值的对比。其中“-”表示潮流方向为流入母线方向。 潮流软件的应用可以改变调度员凭经验预测潮流变化的现状,提高调度工作的科技水平。还可以应用于按需量缴费的变电站,对电源进线进行有功潮流预测,帮助调度员及时调整运行方式。 2 调度自动化系统PAS参数的收集与计算 状态估计计算结果是否准确,很大程度上取决于参数库录入的参数是否准确,电网模型是否完整,与实际运行情况是否相符。调度员潮流的计算是以状态估计为基础进行的,它读取的是状态估计断面,因此潮流计算也依赖于准确的参数库。在高级应用软件中,需要录入数据库的参数主要包括主变压器、线路和电容器等。 2.1 参数的查找与录入 与SCADA对应逻辑库、物理库相似,状态估计对应Rtnet库。在参数库中,录入的参数包括变压器、线路、电容电抗器和发电机。输入方式包括铭牌值输入、标幺值输入和有名值输入。经过对几种录入方式比较,针对大港油田电网的实际情况,选择参数录入方式为铭牌值输入,下面对录入方法进行介绍。 2.1.1线路参数 录入的内容主要包括线路类型和线路段两项。 (1)线路类型 线路类型数据库界面如图1所示,录入电网所有线路的型号,对于每一种线路型号,需要录入名称(如YJV22-26/35)、每公里正序电阻以及每公里正序电抗。对于海缆还需要录入每公里充电功率。 需要注意的是,对于架空线来说,不同的架设情况(线路选择的塔型、导线排列方式不同)每公里的电抗也会出现差异,这样的导线要按不同线路型号进行处理,需要收集具体参数进行计算,得出不同线路的百公里电抗值填入数据库。 (2)线路段 对于线路段需要录入的内容如图2所示,具体包括如下内容。 1)线路名称:填库自动生成。 2)输入方式:铭牌值输入。 3)线路类型:在上面录入的线路类型中选择本线路对应的电缆/架空线型号。 4)导线长度:本段导线长度,注意如果一条线路由不同型号导线构成,则要录入每段导线的型号及长度。如一条线路由出口电缆、架空线和电缆组成,则这条线路要分成三段录入,每段导线都要写明型号和长度。本系统中一条线路最多可以录入四种不同类型的导线。 2.1.2主变压器参数 主变压器参数选用铭牌值输入时,需要搜集主变压器铭牌,录入数据库的内容包括短路损耗(计算电阻)、短路电压(计算电抗)、空载损耗(计算电导)和空载电流(计算电纳)、主变压器档位情况以及电压分接头。 对于主变压器前四种参数可以从主变压器的铭牌上直接找到,分接头数据录入要按照以下方法进行。以某110 kV变电站主变压器电压分接头为例(110±8)×1.25%/(38.5±2)×2.5%/10.5kV 高压侧调档:额定电压110 kV,共17个档位,最低档1档,最高档17档,中点分头位置9档,不变额定高档、不变额定低档均为9,步长为1.25。 中压测调档:额定电压38.5 kV,共5个档位,最低档1档,最高档5档,中点分头位置3档,不变额定高档、不变额定低档均为3,步长为2.5。 2.1.3电容器参数 电容器的参数相对简单,只需要找到并录入额定无功和电压等级即可。 2.2 线路参数的计算 对于不同的导线,计算方法不同,主要计算的内容为交流电阻、交流电抗。 2.2.1架空线 根据导线型号,查出直流电阻、计算半径DS。根据查找到的内容进行如下计算: 1)将直流电阻换算成交流电阻,表达式为 R交流=1.3×R直流 (1) 2)输电线路等效电抗计算方法为 x=0.14451og(Deq/DS) (2) 注意:式(2)适用单导线线路,分裂导线不适用。大港油田电网输电线路都是单导线,故采用此公式。该公式计算的是单相导线电抗,可以直接录入数据库。根据杆塔型号确定相间距,计算出导线间几何间距Deq(mm)。 对于三相导线垂直排列、水平排列的线路,几何间距为       Deq=1.26×D×1 000 (3) 对于三相导线三角形排列的线路,几何间距为 Deq=3 D12D23D31      (4) 对于等边三角形布置的三相导线,几何间距为 Deq=D (5) 对于三相垂直排列或水平排列的钢芯铝导线,式(2)可以变为  x=0.14451og(1.26×D×1 000/0.88DS) (6) 式中,D为相间距,m;DS为计算半径,mm。 根据式(6),将查找到的架空线相间距和导线计算半径代入其中,计算出这种型号架空线的交流电抗值,并录入参数库。 2.2.2电缆 根据电缆型号查找手册,直接查出每公里交流电阻和交流电抗,录入数据库,没有其他计算工作。 2.2.3海缆 根据电缆型号查找手册找到每公里交流电阻和交流电抗。根据电缆的每公里电容参数计算出每公里的充电功率,并填入参数库。计算公式如下 P充电/km=(2π×50×每公里电容×线路电压等级对应的基本电压值2)/1 0002 (7) 大港油田目前唯一两条海缆是通往某平台的输电线路,电缆型号为HYJQ41,电容0.166 5 μF/km,线路电压等级为35 kV,经计算每公里充电功率为0.064 076 7。对于海缆来说,需要录入数据库中“每公里充电功率”一项,对于110 kV及以下电压等级的架空线和电缆,则不需要录入此列。根据上述方法可以计算出电网35 kV、110 kV各条线路参数。 3 问题与结论 PAS在发现问题遥信遥测、预测有功潮流变化方面取得成效,在大港油田电网实际运行工作中发挥了一定作用。但是,在实践过程中仍然存在诸多问题。 3.1存在问题与原因分析 存在的主要问题有: 1)潮流计算结果中,无功功率计算不准确。无功在实际运行中数值一般较小,技术人员将计算结果与实际进行比对,发现无功误差较大,分析认为误差的产生可能与线路电抗参数不准或电网模型不完整有关。 2)对合环电流预测不够准确。环流计算值与实际值有出入,部分数据误差超过30%。经过比对认为,误差的产生可能与合环瞬间负荷分配与实际不一致有关,或与无功潮流计算不准、电网模型不完整有关。 3)潮流软件本身存在的问题较多,应用过程不够顺畅。目前应用的软件存在数据库不同步、填库出现前景丢失以及母联电流不能自动参与计算等问题,这些都有待生产厂家进行改进。由于在基础参数管理、软件系统等方面存在这样一些问题,使调度员潮流功能不能充分发挥应有的作用,需要继续努力,推动潮流软件的应用。 4)损耗计算数据不够理想,实际损耗与计算值误差较大。从目前所做的工作来看,有可能“铭牌值输入”方式不能满足线损计算要求,可以考虑采用其他输入方式,如有名值输入(即实测参数),这就需要加大资金投入和合理安排线路停电时间。 5)线路参数不准确、电网模型不完整影响计算结果。这是影响潮流计算、损耗计算的一个重要问题。当线路的阻抗参数缺少或不正确时,线路的阻抗计算值和实际值相差较大,造成潮流计算数据误差。此外,参数不准确还会影响状态估计对不合格遥测的判断,由于参数不对,状态估计计算出的遥测量必然与实测遥测有较大出入,这时PAS就会报出错误的可疑遥测。油区一些变电站不是综合自动化站也是造成电网模型不完整的原因,因此无法采集遥信、遥测信号,而被设置排除计算。 3.2 经验小结 几年来,在状态估计的应用过程中,虽然存在很多问题,但电网遥测数据的准确性得到了提高,检查遥测遥信的方法也得到了改进。 调度员潮流功能虽然没能在调度实际工作中运用起来,但是在对这项功能进行实际应用方面做了大量工作,这些工作为大港油田未来开展调控一体化和智能电网建设起到一定推动作用,是探索先进技术在油田落地的有益尝试。 下面将近几年摸索出的经验进行总结,希望能给同行业技术人员提供一定参考: 1)PAS使用的前提是调度自动化系统采集厂站数据较为齐全,电网模型完整准确。使用PAS最好的条件是:电网建设各变电站均为综合自动化站,电网结构和建模完整准确,这样计算结果比较接近实际值。这种要求在调度员潮流的使用上显得尤其重要。缺少某些变电站远动数据,可以通过软件设置“厂站排除”,令该厂站不参与计算,这样做不会影响状态估计功能对错误遥测遥信的判断。但是,排除厂站过多,会使电网模型不完整,对潮流计算结果的准确性有很大影响。 2)基础参数要完整准确。Rtnet参数库必须录入正确的设备参数,才能保证计算结果的可用性。要求管理部门必须具备完整准确、及时更新的设备参数档案,充分应用生产管理系统对设备参数进行动态管理。同时要求技术人员要针对电网一次设备变化对参数库和电网模型进行及时更新。 3)制定管理制度,规范工作流程。应建立相应管理制度,规范参数变更、提交、审核、录入和缺陷处理等各环节相关岗位职责,建立行之有效的工作闭环。 4 结束语 使调度自动化系统PAS在大港油田电网实际运行工作中发挥作用,仍需要我们继续努力,在生产管理、调度运行、软件改进、参数管理和计算工作等方面继续做大量工作,从而使这一技术能充分发挥作用,更加有效地服务于油田的生产生活。本文只是作者对PAS部分功能实际运用的一些经验之谈,受个人水平所限,难免有误,恳请读者批评指正。            ...
近日,中国西电集团绿色新能源充电系统成功送电并投入试运行,标志着集团多能互补微网系统解决方案及示范工程应用项目取得实际运行成果,成为了集团公司建设世界一流智慧电气系统解决方案服务,推动“主业突出、相关多元”,“装备制造+智能化+互联网”转型发展的又一成功实践。 该示范项目位于集团所属西电宝鸡电气园区内,项目由光热、光电、风电等分布式能源、储能装置、能量变换装置和负载调配及监控、保护装置等构成的微电网系统,该系统将不同类型的分布式能源聚集在一个区域,既可以与外部电网并行运行,也可以离网独立运行,通过能量管理系统实现功率平衡、运行优化、故障检测与自动保护、电能质量控制等智能控制。 智慧多能互补微网系统倡导多种清洁能源综合利用的理念,实现工业园区“供、储、配、用、管”五个环节的智慧用能解决方案。 在能源供给端:融合了屋顶光伏发电系统、太阳能集热系统、风力发电系统,配合市电系统,实现了多种能源的综合供给、兼容互补,并通过多种清洁能源的利用,降低园区的用能成本,实现节能减排的目的。 在能源储存端:融合蓄电池储电、固体储热两种方式,实现对电能、热能的存储后再利用,提升能源利用效率,弥补清洁能源间歇性、波动性的不足,稳定园区电网运行。同时,通过谷电储能、峰电用能、白昼储热、夜间用热的灵活用能方式,降低园区的整体运营成本。 在能源配送端:通过电力电子双向变换装置,实现交、直流配电网的互通互联,形成了柔性交直流混合配电微电网,以更好地接纳清洁能源,协调控制各种分布式电源,有效保证关键负荷的可靠性,提升微电网系统运行的可靠性。 在能源使用端:在园区常规用电负荷基础上,增加新能源汽车智能充电系统,以及职工宿舍楼用热系统,充分利用清洁能源替代传统能源,实现经济、环保的能源消费方式。 在能源管理端:采用智慧能源管理平台,通过“互联网+”的手段涵盖能源的供给端、储存端、配送端和消费端,对各环节进行综合管理,根据负荷需求情况和气象情况、储能情况等因素,合理调配、综合调度各环节工况,使整个系统处于最经济运行状态。 该项目充分运用绿色节能理念,致力于提升园区内综合能源系统的智能化管理水平。项目建成后,不仅将为整个园区提供冷、热、电等多种能源的供应,以实现多种能源互补应用、能源梯次和循环利用,提高能源利用效率,还能有效降低对环境影响,实现清洁能源多能互补高效利用。项目预计5月底前全部完工并投入运行。     中国西电集团将以此示范工程为契机,首先致力于在宝鸡地区打造多能互补示范基地,加快建设世界一流智慧电气系统解决方案服务商,努力为国家绿色能源建设和地方经济社会发展作出新的更大贡献。...
能源互联网是互联网和能源生产、传输、存储、消费及能源市场深度融合的能源发展新业态,强化网络互联互通和先进信息、通信、控制技术应用,致力于构建具有清洁低碳、安全可靠、泛在互联、高效互动、智能开放等特征的智慧能源系统。用户处于能源消费端,可调节负荷互动是能源互联网在需求侧的重要应用场景,也是能源互联网建设的重要目标;为推动国家电网公司“建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略目标在需求侧落地实施,总结了可调节负荷的内涵、技术应用场景和未来发展方向,有利于推动能源互联互通与共享互济,支撑国家能源技术革命、消费革命战略实施。 可调节负荷是什么? 可调节负荷是指能够根据电价、激励或者交易信息,实现启停、调整运行状态或调整运行时段的需求侧用电设备、电源设备及储能设备。包括工业企业生产负荷、生产辅助负荷、楼宇负荷、居民电器负荷及分散式储能、电动汽车等。 可调节负荷应用场景 参与电网调峰调频 夏季电网尖峰负荷持续攀高但持续时间很短,据统计三华地区仅为5-81个小时,峰谷差居高不下,给电网稳定、经济运行带来很大挑战;同时在天津、山东、江苏、上海等地出现节假日电网负备用容量不足等问题。在迎峰度夏(冬)期间,通过价格、激励、交易等机制利用可调节负荷有偿参与电网调峰,缓解时段性供需矛盾,为系统运行提供惯量支撑资源和调节能力,保障大电网稳定高效运行。 促进清洁能源消纳 我国将逐步构建清洁低碳、安全高效的能源体系,新能源装机容量2030年预计达到13亿千瓦、2050年预计40亿千瓦,新能源发电的随机性、波动性和反调峰特性,给电力系统的功率平衡带来巨大压力。利用市场化手段,在弃风、弃光、弃水时段,调动电制热储热、电制冷储冷、客户侧储能、电动汽车等可调节负荷资源参与深度调峰,提升电网用电负荷,促进清洁能源消纳利用。 促进客户能效提升 当前大量电力客户由于节能技术短缺、采集监测不足、缺乏优化调节手段,综合能效水平偏低。客户诉求已经从保障基本用能向满足安全低碳、优质价廉的能源供应与多元化服务需求转变,期待电网企业围绕可调节负荷提供差异化、定制化、一体化用能优化服务方案并付诸实践。利用可调节负荷的互动响应特性,结合人工智能、大数据算法,能够引导用户实施技术节能、管理节能策略,提升用能效率。 可调节负荷发展概况 政策支持方面 国外陆续出台多项需求响应扶持性政策,将需求侧资源等同发电资源参与市场竞争,充分保障了可调节负荷的市场主体地位。其中美国联邦能源管理委员会第719号令和755号令都明确需求响应资源替代发电资源参与市场竞价;欧盟发布《能源效率指令》中规定各成员国应确保需求侧资源参与到批发和零售市场;澳大利亚能源市场委员会2019年7月颁布了《National Energy Retail Amendment》,该草案允许第三方需求响应提供商直接参与市场交易,并获得需求响应收益。 我国目前发布多项国家政策,鼓励发展电力需求响应,完善尖峰电价或季节电价机制。2017出台的《电力需求侧管理办法》中明确提出支持、激励各类电力市场参与方开发和利用需求响应资源,提供有偿调峰、调频服务,逐步形成占年度最大用电负荷3%左右的需求侧机动调峰能力。 市场机制方面 国外已建立政府监管,电网、负荷聚合商、电力客户积极参与的市场化模式,并实施资金补贴、辅助服务市场交易、需求侧竞价、实时电价等机制。其中,国外实施需求响应的资金主要来源于电价加收、管制电费划拨、政府财政、电网节省投资等,资金规模大并且可持续。美国在近5年可调节负荷互动响应支出54.94亿美元,是国内的300多倍。 我国目前主要实施激励型需求响应,可调节负荷试点应用依靠政府、电网公司补贴。需求侧资源参与市场化运行的机制还不完善。未来亟需进一步明确可调节负荷在电力系统热备用、调峰、调频、新能源消纳等场景下的应用模式,扩大第三方独立主体参与电力调峰辅助服务市场试点范围,建立可持续发展的商业模式,支撑可调节负荷应用常态化、规模化发展。 负荷控制方面 国外主要采用直接负荷控制和用户自主控制方式。澳大利亚政府发布并实施空调、热水器、水泵等需求响应接口强制性标准,为实现负荷调控提供了设备保障。美国LEED绿色建筑评价体系将建筑物需求响应能力及可调节负荷容量规模作为两项评价指标,鼓励楼宇积极参与负荷调控。 我国目前主要以用户自主控制为主。可调节负荷涉及设备品牌、型号众多,通信接口及协议不统一。同时设备范围覆盖广,存在通讯网络覆盖不全、通信延时较大等难题,从而导致可调节负荷信息监测共享、控制能力建设方面长期存在互联互通、网络延时障碍,限制了可调节负荷的应用场景和应用规模。 可调节负荷实施路径 推动可调节负荷调控关键技术攻关 开展可调节负荷实时感知与精准调控技术体系架构设计;研究负荷资源分层分区聚合优化的调节方法;推动建立面向工业、楼宇、居民、储能等用户的全网可调节负荷模型库与实时仿真平台;建成完善的可调节负荷与电网实时互动的技术支撑体系。 支持可调节负荷互动响应核心设备及系统平台研发 研制基于5G、国网芯的可调节负荷互动响应终端,统一负荷接入方式,提升数据采集处理效率;开发可调节负荷资源普查APP,现场录入用户设备信息并实时计算响应能力,解决传统普查工作中管控环节多、人力投入大等问题;研发基于互联网思维的可调节负荷互动运营平台,能够支撑大规模可调节负荷的高效接入,实现可调节负荷的可观可测和高效调控。 建立可调节负荷技术标准体系和试验检测体系 研究建立涵盖数据模型、运行调控、安全稳定、仿真评估的可调节负荷并网运行与控制技术标准体系;建立需求响应主站、互动响应终端、互操作、产品检验等测试规范;建成可调节负荷互联互通的试验验证环境,能够支持智能家电云平台、车联网平台、设备制造商云平台等统一交互,实现各类负荷资源的便捷聚合。 开展可调节负荷示范工程实践 我国因地制宜开展了多场景下可调节负荷试点应用。“三华”地区利用可调节负荷开展削峰需求响应,在政策引导下,目前“三华”地区可实现调峰能力达611万千瓦;同时华北地区已开展第三方独立主体参与电力调峰辅助服务市场试点,2020年一季度负荷侧参与调峰电量552万千瓦时,发放调峰补偿资金76万元,并在国内首次实现车网互动充电桩资源参与辅助服务的资金结算。西北和东北地区组织可调节负荷在新能源大发满发时,提升用电负荷,减少“弃风弃光”。 未来,在国家电网公司“建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略目标引领下,大量由分布式能量采集装置、储能装置和各种类型负载构成的能源节点将实现互联互通,可调节负荷在电网调峰、促进新能源消纳、提升客户能效等方面的价值将被进一步挖掘,各方主体共同参与的可调节负荷“互联网+”市场化交易模式日渐成熟,最终实现可调节负荷广泛连接、精准感知、实时在线、互动交易、智能调节、可上可下,打造开放共享的能源互联网生态体系。  ...
基于无线对等式通信的智能分布式电网自愈技术 1.项目背景 国内各地市供电公司现阶段主要采用集中式或就地重合器式馈线自动化模式,已取得较好成效。部分运行单位也在积极的探索优化方案,其中就地重合器式模式在电压时间型的基础上通过上设置分支级差,分段开关投入后加速功能,实现分支故障通过分支开关直接隔离,主干线故障通过首级开关跳闸,靠一次重合闸隔离故障区段并快速恢复供电,有效提高了配电网供电可靠性,提高了电网运行效率。 在实际运行中,就地重合器式的自愈方案故障处理需要首级开关跳闸、一次重合闸及线路开关得电合闸等逻辑动作,这样势必会造成:一是隔离过程中会扩大停电范围,故障点前的非故障区域用户会感受到一次几十秒的短暂停电,且开关分合次数多;二是部分用户低压侧安装有低压脱扣装置(失压脱扣)在失压超过一定时间后脱扣,造成低压侧在配电网恢复供电后依旧处于脱扣状态,需要人工前往现场手动恢复供电,由此原因造成部分用户的实际供电可靠性并未提高;三是联络开关靠单侧失去压及延时判断是否转供,对于PT断线及转供后线路是否过载无法有效判断,造成大多数联络开关功能实际未投入。 通过现场实际问题,结合现场已有设备、通信情况。采用基于无线通信的智能分布式故障处理模式可做到故障停电范围最小,故障处理时间最快,达到选择性及速度性的最优解决方案。 2.实施方案 考虑目前5G覆盖不足问题,在现有一二次融合成套柱上开关上增加4G无线路由器,实现馈线终端之间的对等通信,实现智能分布式缓动型故障处理模式。智能分布式馈线自动化应用于配电线路分段开关,配电终端与同一供电环路内相邻配电终端实现信息交互,当配电线路上发生故障,在变电站出口断路器保护动作后,实现故障定位、故障隔离和非故障区域的恢复供电。本次通过测试当地4G对等通信延时,可保持在40~500ms之间,设定终端之间信息交互等待延时1s。考虑到无线通信不稳定的因素,以就地重合器式故障处理模式作为通信失效后的后备方案,可自动化切换及恢复。 3.技术优势 1)在架空线路中,采用智能分布式馈线自动化模式能有效降低故障处理时间,减少了重合闸次数,减少对系统的冲击,相较于就地重合器式优势明显;配置较为简单,可复制推广性强。 2)智能分布式动作定值参数按照保护动作限值一致性原则设定,避免了定值配合的问题。 3)在现有一二次融合成套柱上开关上进行升级,增加无线4G路由模块使配电终端具备对等通信通道,同时升级配电终端程序,可支持智能分布式馈线自动化功能,投资增加较少,取得提升明显。 4)在5G无线网络近几年无法对配电线路全覆盖的情况下,采用成熟的4G网络也能很好的实现缓动型智能分布式功能。在将来5G逐步覆盖后,可以逐步转换为速动型处理方案。 4.总结与展望 北京科锐以科技为本,锐意创新,持续推动电力技术进步的愿景多年来致力于配电系统的技术进步,崇尚技术创新,曾率先推出多种新型配电设备和工程技术方案,并在多年技术研发的基础上,形成了配电自动化、中低压开关设备、节能配电变压器、无功补偿、充电装置、光伏发电等系列产品。北京科锐多项创新技术获突破,源于对技术的尊重和创新的坚持,在未来的征程里,将以国家电网公司电力物联网建设全面提速、南方电网公司数字电网转型的推进发展新契机,科锐人将继续秉承心系客户,升华自我,回报股东,立业兴国的企业宗旨,不忘初心,砥砺前行!  ...
在当前这个特殊时期,人员减少、交通不便等诸多困难接踵而至,特变电工新能源却将诸多“不可能”变成现实,在电站运维过程中坚持“智能”、“高效”特色之路,并走出了自己的“道”——ANYWHERE ANYTIME,让每个运维动作都有数据支撑。特变电工新能源相信数据是最有力的话语者。 冲破时间、空间桎梏  智能替代人工 2012年欧美双反之后,随着系列积极政策的出台,国内光伏产业获得快速发展,截至2019年末存量光伏电站规模突破200GW。随着光伏电站大幅增加,数字化、规模化成为国内光伏电站真实写照,其也对电站运维提出更高诉求——光伏电站不仅要正常运转,而且要高效运转。 “传统的运维方式、监控方式甚至不能满足电站正常运转这一基本诉求。”特变电工新能源技术人员说到。 由于多方面原因,传统光伏电站存在诸多痛点,却难以得到有效解决——例如电站运维成本高、设备故障率高、电站发电效率低、信息化管理水平低、决策支持水平低……诸多现实因素都影响着光伏电站的正常运转。如果这些掣肘能够提前预知,尽早解决,那一切将变得更好。 “这些困难,必然要求有更好的方式来解决。”特变电工新能源技术人员强调。 正是基于此,特变电工推出了“光伏·伙伴”光伏电站数据服务一体化解决方案(“Solar Partner ”  Solar Plant Data Service Integraeted Solution)。 据了解,该解决方案包括 “TB-eCloud智能光伏运维云平台”和“TB-eCloud智能光伏监控及分析系统”及“TB-eCloud智能风光功率预测系统”。前者充分实现了设备状态远程监视、远程巡视、远程故障处理和远程智能诊断等运维业务。后者则利用各种大数据分析手段,优化场站运维工作,帮助电站减少浪费、增加收益,实现运维工作的精益化、智能化。功率预测系统针对电网考核,每年电网考核减少15-20%。 “Solar Partner全面打破时间、空间限制,以智脑代替人脑,以科学代替力学。”该技术人员说到。 如果说TB-eCloud打破了电站运维和监控的时间和空间限制,那么无人机智能检测系统的投入使用,则让这一切变得立体起来。  “无人机光伏电站智能巡检系统”成功攻克了光伏电站巡检业务中公认的技术难题——电站组件级故障点识别、定位,可完全适用于平地、丘陵、山地、水面、农光互补和牧光互补等全类型光伏电站的巡检。 同时,特变电工新能源通过专业分析发现:在光伏电站中,汇流箱故障占比达56.12%,组件、逆变器、斜单轴支架及连接器故障占比分别为33.50%、2.54%、3.40%、3.72%……光伏区恰是光伏电站故障高发区,而传统的将监控重点放在升压站的做法无法有效解决这一痛点。 特变电工新能源对症下药,将智能系统与智能无人机系统两者完美结合,为光伏电站打造了超时空、立体的智能呵护。 摆脱人力、物力局限  高效淘汰低能 如果说智能是特变电工新能源一大利器,那么高效则是特变电工新能源的另外一把钢刀。电站高效运转,如行云流水。“电站停一天就损失一天,损失的电量无法弥补,所以要想有更多的盈利,就需要电站有更多的发电量。”特变电工新能源技术人员深有感慨。TB-eCloud智能光伏运维云平台打破了传统的必须依靠人工进行现场监视、巡视、故障处理等困境。 以20MW光伏电站为例,在电站运维的过程中,人工电站巡检,需逐方阵排查、检查4480条支路,花费60小时;一名工程师查找、记录异常电流支路耗时需两小时,而如果是320MW的光伏电站, 1名工程师查找、记录异常电流支路,耗时大约为4天,时间直线上升。而此时间的计算却是建立在执行者为业务纯熟的工作人员基础上,且无天气等方面影响下的理想状态。如果有其他因素影响,耗时无疑需进一步增加。 TB-eCloud智能光伏监控及分析系统,更高效地解决了传统监控及分析系统的痼疾。相较于传统系统,该系统具有高效、清晰的特点,相关人员可以在短时间内迅速捕捉到重要信息。 例如,光伏区监控系统与升压站监控分离开来,做到重点区域重点关注,关键设备清晰展示,同时对告警进行分区、分类、分级,做到急事先办,小事清晰。 应用实践表明,光伏电站智能运维云平台的应用提高了光伏电站设备及系统缺陷预警、故障定位的自动化程度,减少了设备现场巡检次数,降低了运维成本。而该系统的使用,光伏电站较之以前,其发电量提升3%、收益提升1%。 智能无人机系统更是大大提高了电站运维效率。7WM@单排-15WM@双排/架次60min的作业能力,进一步保证电站长期稳定运行,有效地增加电站发电量及电站盈利能力。  以特变电工新能源雅满苏光伏电站为例,智能无人机在采集实际用时41小时的情况下,完成了对该园区第三地块的150MWp巡检。期间,起飞41架次,完成31个区31条航线,检测组件427426块,检测组串23169串(22块一串2596串、18块一串20573串),并提出有效消缺及整改建议。相较于人工检测及归纳,无疑大幅提升了工作效率,这是人工完全所无法企及的。 窥一斑而知全貌。在光伏业务板块,特变电工新能源坚实前行,在风电板块也不乏亮点,不需赘述。 在中长期战略目标中,特变电工新能源表示将依托主营业务优势,产品设计紧密结合工程、发电运营、装备制造等板块业务需求,提供全套软件产品和数据服务方案。探索未来清洁能源相关的软件及服务新模式,成为全球领先的清洁能源数据服务商。 现今,当“智能”、“高效”几乎成为整个新能源领域中诸多企业的追求和标签时,特变电工新能源以一种西北人惯有的踏实、低调阐述了智能、高效的含义。 ...
  01  2020“平价公式” 2019年以来,电站开发更关注LCOE,也就是全生命周期的度电成本,高效设备组合带来发电量提升的同时,也往往增加系统的BOS成本。2020年平价已至,平价项目对系统的设计、设备的选型、产品的性能和智能运维都提出了更高的要求,项目成功与否,需要以LCOE为目标进行整个系统的综合评估。 特变电工新能源全资子公司特变电工西安电气科技有限公司(下称“西科公司”)总工程师周洪伟指出:从电站的系统角度来看,逆变器的技术发展路径与系统LCOE的目标是一致的。无论是集中式还是组串式逆变器方案,都在追求更高电压、更大单机功率、更高容配比、更强输出过载能力和主动安全的技术趋势,核心目标都是为了降低LOCE。 他指出,2020年光伏电站降低LCOE的有效方案是:“1500V+大硅片双面组件+大功率逆变器+大子阵+跟踪支架+智能运维”。 02  平价四策 针对平价时代系统技术发展的特点,西科公司推出了基于1500V全新一代大功率组串式逆变器的系统解决方案,通过更高电压、更大功率、更高容配比、更大子阵与主动安全等方面技术应用,整体降低LCOE达到7%以上。此次全新一代大功率组串式逆变器,功率等级228kW,是业内高等级组串逆变器机型之一,可谓是平价的“利器”。该机型构成的系统结构更加的简洁,省掉了交流汇流箱,也减少了交流电缆的规格和成本。该款逆变器具有高容配比、电网接入友好、安全可靠、智能运维等突出的技术特点。 周洪伟将降低LCOE的策略进行了详细分解: 1、当前光伏组件功率越来越高,尤其是最近的210mm硅片、结合双面组件技术,使得组件输出功率提升的同时也带来了更高的工作电流。“该款产品最多可以支持接入36串光伏组串、12路MPPT,降低组串并联失配所带来的发电损失;最大转换效率≥99.02%,容配比1.5倍以上,1.1倍输出过载能力,可以满足全球市场的需求。基于该产品的系统方案LCOE可降低2~3%。”周洪伟说。 2、通过特变电工自主研发的TB-eCloud平台,应用大数据、云计算和人工智能实现智能运维,发电量提升超过2%, LCOE降低4%以上。 3、光伏电站常常位于电网结构比较薄弱的一些地区,形成末端弱电网的局面。这款产品在极弱的电网环境(SCR在1.5~3之间),通过创新的高可靠同步技术和阻抗重构技术以及宽频带阻尼调节技术等保障,实现逆变器在弱电网环境下的可靠控制,保障了并网的运行稳定。可根据电网背景谐波实现主动谐波抑制功能,降低变流器与电网谐波交互影响,提升并网电流质量,支撑平价时代高比例的光伏应用场景。 4、整机防护等级达到IP66,防腐等级C5,可全面适应盐雾、高湿度、高风沙等恶劣环境,延长设备使用寿命;具备I-V曲线智能监测与直流电弧监测功能,LCOE可降低1%。 03  平价的未来  在3月20日特变电工新能源举行的“风光无限,平价定乾坤”云端研讨会中,王斯成、秦海岩等多位专家认为,即使在实现平价之后,光伏、风电产业仍然面临诸如与传统能源竞争、高渗透率带来的电网稳定性等诸多挑战。作为光伏企业的代表,特变电工新能源是如何适应电网、打造生态链的? “我们对此早有准备。在平价时代,我们将聚焦能源的结构变化:风光等高渗透率接入电网,存在一些难预测、难调度、低惯量的一些问题;全球能源的利用也在向低碳化、数字化和去中心化的转变。分布式能源局域自治带来了新的一个实现方式,就是微电网系统。”周洪伟说,“基于此,特变电工新能源推出了‘一核、两驱、多场景’的微电网全生态链的解决方案,以多端口电能路由器为一个核心,以能量管理系统EMS和储能系统作为两个驱动,适用于海岛、工商业园区、数据中心、无电地区等应用环境;提供交流、直流、交直流混合微电网解决方案等多技术场景;具备需求响应、调度响应、孤岛运行、低碳运行等多种运行模式。我们能够为客户提供多场景、多产品定制服务的全生态链解决方案。微电网系统的核心产品是电能路由器,转换效率达到98.2%以上,居于国际领先水平。” 周洪伟认为,电能路由器可应用于新能源中压并网发电、储能电站、电动汽车充电站、数据中心供配电等新基建领域。西科公司实现了多应用场景的全景感知、精准预测,基于多算法的自校正多时间尺度的混合模型预测,业内领先。 他指出,随着智能电网和全球能源互联网的快速的发展,电力系统的电子化趋势也越来越明显,特变电工新能源具有先进的“发-输-配-用”的电网接口型的电力电子产品,包含新能源发电、柔性直流输电、智能微电网配用电、能源管理等一揽子核心产品和技术解决方案。 ...
当前,新一轮科技革命和产业变革深入融合、蓬勃发展,尤其是以人工智能、物联网、区块链、大数据为代表的新一代信息技术加速突破应用,深刻改变着能源电力和经济社会发展。 党的十九届四中全会将数据作为“生产要素”纳入分配制度,明确了数据要素按贡献决定报酬,把大数据的知识产权化和商业化使用提升到了新的高度。《工业大数据发展指导意见》中提出,到2025年,工业大数据资源体系、融合体系、产业体系和治理体系基本建成,形成从数据集聚共享、数据技术产品、数据融合应用到数据治理的闭环发展格局,工业大数据价值潜力大幅激发,成为支持工业高质量发展的关键要素和创新引擎。 1.南方电网数字化转型思路 南方电网公司董事长、党组书记孟振平表示,要推动公司向智能电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型,在第四次工业革命和行业变革中赢得主动。要坚定不移推进公司数字化转型,促进公司战略落地,推动公司发展质量、效率、动力变革,做强做优做大国有资本,建设具有全球竞争力的企业。 南方电网公司发布的《数字化转型和数字南网建设行动方案(2019年版)》提出通过实施“4321”建设方案,即建设电网管理平台、客户服务平台、调度运行平台、且业绩运营管控平台四大业务平台,建设南网云平台、数字电网和物联网三大基础平台,实现与国家工业互联网、数字政府及粤港澳大湾区利益相关方的两个对接,建设完善公司统一的数据中心,最终实现“电网状态全感知、企业管理全在线、运营数据库全管控、客户服务全新体验、能源发展合作共赢”的数字南网。 2.安科瑞为南方电网数字化转型提供解决方案 安科瑞电气深耕用户侧能效管理多年,已逐渐完善了从电力物联网云平台到终端传感器的生态体系,同时积极参与泛在电力物联网建设,为国家电网建设“三型两网”提供解决方案,使用户在任何时间、地点、人、物之间实现信息连接和交互,产生共享数据,从而为电网、发电、供应商、用户提供数据资源服务,贯彻数字化转型以数据资源为生产要数。 2.1 变电所运维云平台 据南方电网提出的“4321建设方案”,其分别需建设电网管理平台、客户服务平台、调度运行平台、业绩运营管控平台四大业务平台,建设南网云平台、数字电网和物联网三大基础平台,安科瑞已在用户侧变电所运维提供解决方案多年,经验丰富,Acrelcloud-1000变电所运维云平台亦可在支持南网云平台的建设需求中发挥重要作用。 AcrelCloud-1000电力运维云平台采用多功能电力仪表、无线通信、边缘计算网关及大数据分析技术,通过智能网关采集现场数据并存储在本地,再定时向云平台推送数据。平台可同时接入数以千计的用户变电站数据。平台采集的数据包括变电所电气参数和环境数据,包括电流电压功率、开关状态、变压器温度、环境温湿度、浸水、烟雾、视频、门禁等信息,有异常发生10S内通过短信和APP发出告警信号。平台通过手机APP下发运维任务到指定人员手机上,并通过GPS跟踪运维执行过程进行闭环,提高运维效率,即时发现运行缺陷并做消缺处理。 变电所运维云平台功能一览 2.2 能源管理云平台 在南方电网向智能电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型过程中,安科瑞可提供Acrelcloud-5000能源管理云平台解决方案,为南方电网的数字化转型及延伸提供帮助。 Acrelcloud-5000能耗管理云平台可适用于各个行业,如政府办公建筑、工厂、教育建筑、医疗建筑、商业综合体等,可通过局域网、互联网或者4G网络采集不同区域多个建筑或单位的用能数据。 平台采集建筑电、水、气、冷热量等能源消耗数据和光伏、风力、储能等新能源数据,对用能数据进行分析,按照区域、部门、用电设备类型进行细分,提供同比、环比分析比较和用能数据追溯,同时可以提供尖峰平谷各时段用能数据和报表,帮助用户梳理能源账单明细和制定能源绩效考核。 2.3 数据中心动环监控平台 近年来伴随着大数据分析、区块链技术、人工智能的飞速发展,全国数据中心规模亦在不断扩大,相关业务量飞速增长,对数据中心的运维管理也变的越来越重要。一旦基础设施系统出现问题,而没有及时地得到妥善解决,常常会给企、事业造成很大的损失。 在南方电网实时“4321”建设方案的过程中,数据最终都将围绕“1”来执行,一个安全、可靠、稳定运行的数据中心显得至关重要,Acrel-8000数据中心动环监控系统可为南方电网建设统一数据中心,打造运营数据库全管控数字化提供解决方案。 Acrel-8000动环监控系统是在分析了国内数据中心管理现状和需求研发而成。秉承以客户为中心、流程为导向的理念,实现对基础设施资源的管理,整合了人员、技术和流程三大要素,帮助用户以较低的成本提供稳定的服务,共同实现基础设施服务的目标。 平台同时可为电网变电站的动环监控提供集中化管理的解决方案,实时监测变电站环境参数,包括温湿度、漏水、视频、安防、消防等方面的功能需求。 2.4 边缘计算智能网关 安科瑞针对物联网应用开发了多款智能网关,采用嵌入式系统和边缘计算技术,现场采集和存储终端设备数据,并根据云平台的需要,采用不同的协议和云平台对接。所有数据采集、计算、异常报警触发逻辑均在网关就地设置,网络故障时数据存储在本地,网络恢复后补传数据,断点续传,提高数据可靠性。 2.5 适用于电网数字化转型的终端设备 针对泛在电力物联网的建设,安科瑞陆续推出多款物联网仪表,应用在不同场合以满足不同需求,包括有线/无线各类终端设备。 3.安科瑞解决方案数字转化的应用 电网企业数字化转型条件已经成熟,目前区块链、边缘计算、物联网、5G通讯等先进技术的综合运用,对大规模、低成本的数据开放共享和交易提供了解决方案。 区块链技术解决了数据容易被非法复制导致数据泄露的困难,充分保证了数据安全;边缘计算技术解决了数据传输过程中难以实现价值融合的难题,做到让数据“不出户”,又能确保数据融合;互联网和5G通讯解决了可以用低成本、低时延、低功耗、高吞吐量的方式稳定传输大数据的问题。 近两年来,安科瑞已经陆续参与江苏省部分县市电力公司的用户端能源管理平台、云南省网综合能源服务平台、上海嘉定区147所学校电力运维平台等相关平台的建设,提供了包括云平台、智能网关、终端设备等产品,各类用户端云平台在全国各地运行案例700多套,并且根据用户需求不断完善产品功能,上述项目是已有数字转化转型的一部分,安科瑞各云平台及解决方案将在未来继续为生产提供数据资源 。  ...
标准是推动智慧城市以及工业4.0时代的助推器,电气电子产品在全球贸易占比最大,全球设备有19.8%为电气电子设备,因此电气电子设备的标准化问题对于全球的智能化进程来说意义重大,这也是IEC长期耕耘的事业。国际电工委员会(IEC)成立于1906年,至今已有超过100年的历史。它是世界上成立最早的国际性电工标准化机构,负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作。 IEC全球大使,新加坡IEC标准委员会主任,正泰集团大使,正泰Sunlight公司技术总监林世梁 IEC的宗旨是促进电气、电子工程领域中标准化及有关问题的国际合作,增进国际间的相互了解。因此在制定标准时,会一步步地进行标准的协调和协同,确保标准的可靠性。IEC是一个全球化的知识平台,目前在全球有超过2万名来自各个领域的不同国籍的专家。IEC在全球有200多个技术委员会和子委员会,推出的标准超过1万项,针对产品发放证书100万张。目前全球有171个国家致力于通用标准的建立,这些标准覆盖了全球发电领域99%的份额。 智慧城市电力先行 随着人类社会的不断发展,未来城市将承载越来越多的人口。为解决城市发展难题,实现可持续发展,建设智慧城市已成为当今世界城市发展不可逆转的历史潮流。智慧城市建设必然以信息技术应用为主线,实现城市智慧式管理和运行。这将是一个复杂的、相互作用的庞大系统,但毋庸置疑的是,无论是城市服务还是工商业活动,无论是生活还是生产,都离不开电力的全方位保障。因此智慧城市,电力必须先行,智能配电也将成为实现智慧城市的关键环节。 智慧城市的能量分布将变得更加复杂,所以要求电力应用具备几大特点:首先表现为配电更为复杂,需要分级保护;其次,电力要实现持续供给,而且要更加稳定,具备高可靠性;另外,能源的使用效率是关键,与环境保护和社会的可持续发展密不可分;最后,就是如何实现高效的检测和维护,这要求系统本身可以进行自我诊断和维护,快速解决问题,这与物联网的发展有着千丝万缕的联系。 配电柜的演变 物联网加速智能化实现 工业是物联网应用的重要领林世梁IEC全球大使,新加坡IEC标准委员会主任,正泰集团大使,正泰Sunlight公司技术总监32|电气时代·2019年第11期特别策划SPECIAL REPORTS智能电器域。具有环境感知能力的各类终端、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节,可大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗。以物联网融合创新为特征的新型网络化智能生产方式,正塑造未来制造业的核心竞争力。谈及工业物联网,应用场景是其中非常重要的一个部分,导入物联网的智能工厂,可以实现生产过程透明化、可控化,可以精确计算产能等。 其中,AR和VR的应用是物联网出现后一个比较典型的应用,给企业带来了实实在在的好处,让企业能够深入了解设备状况、产品模型以及其他方面的信息,改善运营和工艺过程效率,提高产品质量,并缩短产品的上市时间。VR可以在设计环节帮助企业改善对于原材料的使用,在保证产品质量的同时,让原材料的使用率达到最高,减少企业支出的成本。而且在培训方面也帮助企业获得了极大改善。 我们已经迈入了5G时代,5G的到来极大地促进了物联网技术的发展。依托5G网络大带宽、低时延、高可靠的特性以及每平方公里上百万的连接数量,可有效支撑智慧城市中各种智能设备的即时海量连接,这也是物联网下一步发展的重要节点。5G是机遇亦是挑战,来自5G的两个主要挑战,一是安全性,因为更多的电磁频率会进入,对于人的安全将产生哪些影响需要进行测试;另一个挑战是5G时代的标准确立,各类产品或者事物时间的互操作性还不明朗,比如如何实现不同领域的交叉连接和沟通。应对这些挑战,IEC发布了放射对人体影响的安全测试标准文件,但至今还没有一个公用的平台,能够在5G环境中涵盖所有的工业单元。而且现在市场上的5G公司数量并不多,这也意味着互操作性并不是很好,这是未来对于IEC及全球行业来说最大的挑战。 不同的系统被相互连接并进行交流 安全是一切发展的前提 当万物互联的时候,城市和生产制造随着“工业4.0”的到来会变得越来越智能,云计算和互联网的发展,让很多门户打开了,因此安全就变得越来越重要,这对于IEC来说也是一个关键问题。我们需要保护数据信息以及通信网络,这是一个非常大的挑战。 另外,在机器自动运行时,我们还要确保机器是安全可靠的。比如机器人,传统的机器人因为自动化程度很高受到了人们的追捧,人们可以编程来控制这些机器人,机器人按照指令完成工作。但是今天的机器人已经完全不同了,现在它们可以与人进行协同工作,机器人可以进行反馈、交流,甚至是思考和判断。当这种互动更加频繁,人的安全也是IEC考虑的重点。 传感器与开关的智能化 在智慧城市中,我们需要各种连接,不只是电,还有比如水服务、照明等等。所有这一切必须连接在一起,当提到连接,就不得不提到传感器。智能制造的实现离不开传感器,传感器是实现“工业4.0”的重要基础。 在工业应用中,通过传感器我们可以实现很多智能化的功能。拿开关柜产品来说,将传感器嵌入到断路器,可以测量电流的大小,将传感器嵌入到母线里,可以测量温度。如果温度升高但是电流没有上升,那一定就属于异常情况,需要我们做出及时的响应,进行预警。 作为一家35年来致力于断路器和配电柜研发和生产的企业来说,正泰有着丰富的经验,这些经验就是大量的数据积累,是正泰发展的基石。工业互联网的出现,帮助我们以全新的方式进行设备的维护和管理。最初人们对于维护的理解是出现问题才来解决,后来逐渐发展成为定期对问题进行排查,但两种方式都无法对突发事故进行处理,也浪费了大量的人力物力。但现在情况完全不同,在传感器的帮助下,设备能够进行自我诊断,可以对事故进行预判,进行及时的维护,不再依赖于经验管理,而是实时进行需求的管理。 Sunlight公司是一家新加坡企业,隶属于正泰集团。正泰集团在新加坡投资建立了研发设计中心,致力于高端电气柜产品的研发,智能传感器也是Sunlight目前的研发重点。开关柜的发展,一定会向着安全、能效和智慧的方向,智能功能是基础,然后是互联和交流,最高级的是自主决策,Sunlight也正致力于此。 PaaS作为一种云计算服务的示例 能源效率与智能化 能源效率并不是一个新的话题,大概在十几年前就开始推行,但在中国市场受到重视还是近些年的事情。谈到“工业4.0”,其中很重要的一部分内容就是能效管理。而反映在工厂中,能效管理的意义也是多层次的。 比如在很多发达国家,电气柜都会有一个绿色标志,是关于环保的认证。市场上也有很多相关认证,如IECQ认证、EPD认证、RoHS认证和WEEE认证等等。这是关注产品本身的能效管理。另外,在生产过程中,当制造变得更加智能,比如无人化生产线、无人化工厂的诞生,无人作业意味着可以关掉照明、关掉空调等,工厂可以通过这些做法降低运营成本,也是提高能效的一种体现。 技术的革命让智慧城市成为可能,未来我们会有基于SaaS的公民服务、应用和管理工具,可以进行孤立系统和跨城市的集成,可以对城市系统进行实时分析和控制,通过低成本通信实现节点连接。而这一切都要归功于我们对智能化、交互性和网络化这些技术革新的不断追求。在5G时代中,技术革命还在如火如荼的进行中,还有很多挑战在等着我们去攻克,但与此同时,机遇也接踵而至。所以,做好准备,行动起来,一定可以拥抱美好的未来。...
     泛在电力物联网,是充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。这一系统将会使电网变得更“聪明”,也能够带动更多相关产业产生协同效应,改变我们的生产生活——   泛在电力物联网建设开始提速。10月14日,国家电网公司发布《泛在电力物联网白皮书2019》,提出泛在电力物联网建设分为两个阶段。第一个阶段,到2021年初步建成泛在电力物联网。第二个阶段,到2024年建成泛在电力物联网。今年重点围绕着力构建能源生态、迭代打造企业中台、协同推进智慧物联、同步推进管理优化4条主线,明确了57项建设任务和25项综合示范。   从“用好电”到“用好能”   在2009年提出“坚强智能电网发展战略”并高速建设发展10年之后,国家电网公司在2019年1月份召开的工作会议上提出建设“三型两网”,其中的“两网”,即坚强智能电网和泛在电力物联网。在3月份的专项部署会上,国家电网有限公司董事长寇伟强调“当前公司最紧迫、最重要的任务就是加快推进泛在电力物联网建设”。   对于泛在电力物联网这个新概念,国家电网公司给出的解释是,围绕电力系统各环节,充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。   简单说,泛在电力物联网本质上就是一个物联网。电力物联网,就是把电力系统里的各种设备、电力企业、用户相联,形成一个网,所谓的泛在就是无处不在的意思。   其实,在泛在电力物联网概念提出前,它已经在人们生活中广泛应用了。比如,人们可以方便地利用手机交电费,就是因为物联网将手机和家中的智能电表相连了。当然,这只是泛在电力物联网在用电侧的应用。事实上,泛在电力物联网将覆盖生产、生活的方方面面。   “泛在电力物联网,就是用数字技术为传统电网赋能,不断提升电网的感知能力、互动水平和运行效率,有力支撑各种能源接入和综合利用,实现由‘用好电’向‘用好能’转变。”国家电网互联网部副主任汪峰说。   电网运行更加灵便   从年初提出泛在电力物联网建设以来,国家电网公司已经在部分地区和部分电力环节,尝试应用移动互联、人工智能等技术,让电网变得更“聪明”。   停电次数不断减少,停电时间不断缩短。如今,在中国的广大城市和乡村,人们都能感受到用电质量大幅提升,这得益于泛在电力物联网建设。汪峰表示,通过推动电网数字化转型,全面提升电网的感知能力、互动水平、运行效率和自愈能力,使得供电质量更优质,电网运行更安全。   在促进清洁能源消纳方面,通过推动清洁能源发电全息感知、智能分析、精准预测,有力支撑各类清洁能源接入,提升清洁能源消纳水平。今年1月份至8月份,国家电网公司经营区域已累计消纳新能源电量3944亿千瓦时,同比增长15.9%。   此外,“充电难”一直是我国电动汽车推广的重要问题。“目前,我国电动汽车保有量已突破360万辆,占全球比重超过50%,居民区建桩、充电需求日益增加,我们依托泛在电力物联网建设,创造性地提出了智能有序充电的解决方案。”国家电网公司营销部副主任刘继东透露,经过试点验证,80%的电动汽车充电量被优化调整到负荷低谷时段,用户充电需求得到有效保障。按照计划,到2021年将推广居住区智能有序充电桩3万个。   在提高能源综合利用效率方面,依托泛在电力物联网建设,大力推进各类能源设施与电网广泛互联和深度感知,可以促进能源高效转换利用,降低企业用能成本。刘继东表示,通过聚焦工业企业、园区用能特征,构建可调负荷及用能优化模型,可为用户提供智慧用能服务。南京南钢集团、无锡红豆工业园区示范项目每年可为用户节约用能费用300万元,减少碳排放5000吨。计划到2021年完成2000家工业企业、100个园区的推广应用。   产业协同加大投入   近年来,“平台”“共享”是国家电网公司,尤其是涉及泛在电力物联网建设时频繁提及的两大关键词。   早在去年,国家电网公司与中国铁塔股份有限公司签署战略合作协议,双方将开启“共享铁塔”全新合作模式,标志着电力、通信两大行业间资源共享取得突破性进展。“推进泛在电力物联网建设,将促进电网更加开放共享。”汪峰说,要通过开放电网基础资源、实验室研究资源等,与政府、社会及相关行业实现共享,激活、引导和连接各类社会资源,支撑设备、数据、服务的互联互通,推动各方共享共赢。   具体来看,在综合能源产业方面,国家电网联合南方电网、华能集团、大唐集团等20余家单位,发起成立了中国综合能源服务产业创新发展联盟。“下一步,将加大与外部企业合作,合力推进综合能源服务技术研究、科研成果转化和服务产品开发,共同做大综合能效服务‘朋友圈’。”刘继东说。   在电动汽车产业方面,国家电网依托车联网平台和广域覆盖充电网络,广泛接入各类社会充电桩,聚合电动汽车企业、城市出行、车辆维保、金融保险等资源,构建起“充电+产品”一站式服务运营体系,累计接入充电桩31万个,服务客户超过193万。计划到2021年,接入充电桩120万个、用户500万户。   毫无疑问,泛在电力物联网将是国家电网未来5年建设的重点。从各方迹象来看,行业已经逐渐迈入建设加速期。资料显示,国家电网近30家省公司对泛在电力物联网建设已设立了计划目标:国网北京市电力公司制定的《关于泛在电力物联网建设工作行动计划》已经出炉;国网湖北省电力有限公司则围绕泛在电力物联网建设第一阶段目标,初步确定了20个示范项目和11个研究创新课题,迭代推进泛在电力物联网建设与应用;国网上海市电力公司与上海交通大学合作建设了泛在电力物联网智能感知实验室。   据机构测算,国家电网公司年均泛在电力物联网范围内的资本开支有望从100亿元至200亿元上升到400亿元至600亿元,包含云平台、终端采集、信息安全等方面的电力信息通信相关行业。...
在能源舞台上,分布式能源系统正以其高效用能、稳定供能和绿色节能等显著优势,构建出与传统集中式供能方式相得益彰的产能及用能联动模式。分布式能源系统以天然气、生物质能、太阳能、风能和其他清洁能源为一次能源,因地制宜地布置在用户侧,向用户提供本地电力及制冷或供暖服务。 早在清朝时期,分布式能源的理念就已经在中国得到实践。1879年初,西门子向清政府提供了一台10马力(约7 355 W)的蒸汽发电机,专门用于上海港的照明。百年间,能源供应与消费模式历经嬗变,西门子始终致力于能源技术创新,助力构建能源体系新格局。 “通过不断的摸索、拓展和深化,我们积累了分布式能源系统丰富的应用经验。”西门子(中国)有限公司智能基础设施集团分布式能源业务部总经理卢嘉为表示:“西门子分布式能源系统解决方案覆盖了分布式光伏、冷热电三联供、高效储能、智能微电网四大领域,能为工商业楼宇及园区提供强有力的分布式能源技术支撑。” 直流关断及优化装置 星罗棋布,谁最闪耀? 太阳能资源取之不尽、用之不竭。分布式光伏发电系统以其安全可靠、环境友好、运维成本低的优势成为分布式能源家族中的佼佼者。在深耕燃气分布式发电领域多年后,西门子顺势聚焦在中国备受青睐的光伏市场,发力分布式光伏业务。 “基于我们强大的技术创新和资源整合能力,我们的优势在于能够向客户提供综合能源解决方案。”西门子(中国)有限公司智能基础设施集团光伏业务部负责人周金表示:“西门子并不盲目地追求装机容量,而是致力于通过安全、高效与智能的数字化分布式光伏解决方案,满足客户定制化的需求,达成节能减排的目标。” 安全为先 上海西门子开关有限公司(SSLS)工厂的屋顶光伏项目,是目前西门子在中国单体装机容量最大的屋顶光伏项目。在光伏发电高峰季节,光伏发电系统每月的发电量高达20万kV·A。与大型集中式地面电站相比,分布式光伏电站更贴近于用户端,对系统安全性有着更高的要求。 “西门子时刻将安全放在首位,‘零伤害’是公司文化的核心价值之一。”SSLS总经理Christian Schwengels强调,“在SSLS的屋顶光伏项目中,系统性能及项目运维的安全得到了充分的保证。” 首先,光伏电站组件采用的A级防火背板可有效减少火灾隐患;其次,所有光伏组件均配有直流关断及优化装置。在电网故障等情况下,直流关断装置可自动断开光伏组串的连接,切断直流侧高电压,杜绝触电事故的发生。另外,项目团队在工厂屋顶布置了运维通道及生命线,全面保障了施工及运维过程中的人身安全。 Siemens DSOP 高效是第一生产力 有着“东方威尼斯”之称的文化名城苏州市,近年来一直在倡导清洁能源的创新发展与应用,使城市焕发出新的活力。对于西门子中国光伏业务团队来说,座落在苏州高新区的苏州西门子电器有限公司(SEAL),是他们创新性地开拓数字化光伏系统的“试验田”。 在共计3 860片高效的多晶硅组件中,项目团队首次在220片组件上配备了智控关断装置。该装置可将每一块光伏板的运行数据实时传到监控平台,实现精准的组件级监控,从而保障系统整体高效、稳定的运行。项目自正式投运以来,光伏发电系统能够实现约81.3%的平均发电效率,每年向工厂提供约110万kV·A电,在系统使用寿命周期25年内预计共减少约21 050 t碳排放。在阳光充沛的季节,光伏系统的发电量可以满足工厂约50%的电力需求,为工厂带来巨大效益。 “西门子提供的交钥匙工程涵盖了设计规划、政府审批、设备采购、项目施工和运行维护的分布式光伏电站全生命周期管理。”SEAL总经理Christian Grosch满意地说,“我们做了正确的选择,全面达成目标!” 打开光伏市场的钥匙 在分布式光伏市场精耕细作数年后,卢嘉为认为,能够向客户提供数字化、定制化的解决方案是打开国内光伏市场的关键所在。西门子中心(北京)的屋顶光伏项目,是西门子中国在自有办公楼宇中的首个屋顶分布式光伏项目。项目业主西门子房地资产管理集团从安全、高效和智能三个方面对系统提出了更高的要求。 在该项目上应用的西门子基于云的数字化光伏运维平台DSOP,具有创新的光伏组件级监控和诊断功能。“物联网的应用让每一片组件都实现数字化,随之产生的数据量是国内同等装机量项目的十倍。”周金解释道,“庞大的数据库使组件级的故障智能诊断、衰减预测和预防性检修成为可能,甚至可以在整个电站的资产评估中发挥作用。” 此外,根据项目整体规划,西门子中心(北京)将于2020年内完成园区级能源管理平台的部署。西门子基于云端和物联网技术的园区级综合能源管理平台EnergyIP DEOP,可将园区内光伏、照明与楼控等子系统的数据交互接入,以实现统一的能源平台展示及管理的功能,大大降低运营成本。 SCS三联供系统 分布式能源的智慧管家 对于在电力、供暖与制冷方面有较大需求的商业楼宇用户,分布式能源家族中的“全能型选手”冷热电三联供解决方案,让能源“物尽其用”。为了更好地服务园区的多种能源需求,西门子中心(上海)创新性地在屋顶打造出“小而美”的能源生态系统。内燃机、吸收式溴化锂机以及脱硝系统紧凑地集成在两个集装箱内,配以冷却塔构建出完整的冷热电三联供体系。 “这个项目最大的亮点是整体的项目实施在屋顶完成,对园区现有工作环境没有任何影响。”西门子房地资产管理集团中国区负责人Anil Singh Shikarwar表示,“据我所知,此类项目实施方案属杨浦区域首例。”这个全新的分布式能源系统每年可为园区节省20%的电能成本,减少碳排放约500 t。 西门子的微网管理系统作为“大脑”,可以实现多种能源和负荷的协调优化和互补运营。在西门子中心(上海)项目中,微网管理系统不仅可以实时监控负荷端的用能数据,协调管理新增的三联供系统和原有的电网供能系统,还能够灵活调度即将接入的储能等本地供能系统。此外,微网管理系统的预测算法还可以根据天气情况和历史数据对能源生产、存储及消耗情况进行预测,制定未来能源运营计划。 上海、苏州、北京,三座城市承载着同一个梦想。西门子中国的光伏业务团队期待着能够与客户携手“点亮”更多屋顶,以星星之“光”形成燎原之势,赋能一个更加绿色、可持续的未来。...
随着能源互联网的兴起,世界能源形势正呈现低碳化、数字化和去中心化趋势,分布式能源系统如光伏、风电受地理条件、天气环境和设备特性等诸多随机性因素的影响,其发电功率及发电量难以预测,从而使得电力系统调节能力不断下降、抗扰能力不断减弱且稳定风险不断增加。由此,分布式能源的系统级解决方案——“智慧微网”应运而生。 在智能微网领域,特变电工以系列化多端口电能路由器为技术引领核心,以能量管理系统、模块化储能系统两大关键产品为新业态市场驱动,针对工商业园区、数据中心、海岛和无电地区等多应用场景,提供交流、直流和交直流混合等多技术场景以及需求响应、调度响应、孤岛运行和低碳运行等多运行场景解决方案,形成了全生态链的智能微网解决方案。 图1 智慧型微网四维度目标 特变电工智慧微网解决方案是基于能量转换设备、监控保护装置,由智能的能量管理系统通过优化协调分布式电源系统、储能系统和需求侧等促进可再生能源就近消纳,实现系统最优、局域自治的系统级解决方案。如图1所示,智慧微网可实现“经济、技术、能源、环境”4个维度的多目标优化,处理系统运行成本优化与不同利益体之间的经济冲突及“源─网─荷─储”的能量流优化与功率协调,并且可处理一次能源的协调配置、二次能源的优化运行以及能源与环境矛盾冲突,实现能源与环境之间的优化协调。 智慧微网关键设备 1. 微网能管系统TEMSμ 特变电工秉承“微电网即服务”的理念,自主研发模块化、定制化能量管理系统TEMSμ(如图2所示),满足不同客户需求。 图2  TEMSμ主界面图 TEMSμ具备如下特点: 1)全景感知,精准预知。①实时采集与在线监视(分辨率1 s);②多算法自校正、混合模型多时间尺度发用电预测(24 h/4 h/15 min,准确度>80%)。 2)智能管理,精确控制。①多时间尺度智能调度(24 h/5 min);②多目标在线实时寻优(节能>5%);③多模式频率电压自适应调节(调频误差≤±0.05 Hz,调压误差≤3%)。 3)模块软件,定制服务。①需求响应、调度响应、孤岛及低碳多运行模式定制;②分时电价管理、需量电费管理、辅助服务奖励以及柴油替代多盈利模式服务。 TEMSμ集成了“两大智能化软件+两大数字化平台”,即功率预测软件、优化调度软件、SCADA系统以及云平台。TEMSμ功率预测软件使用粒子群优化SVM建立功率预测模型,支持微网中光伏发电、负荷功率预测。采用未来0~24 h短期预测与未来0~4 h滚动超短期预测相结合的预测技术,提升功率预测精度。时间分辨率15 min,预测精度>80%。光伏、负荷预测及其实时监测曲线如图3所示。 图3 光伏、负荷预测及其实时监测曲线 TEMSμ优化调度软件按照“应用─决策─执行”的架构模块化、定制化设计,如图4所示。优化调度划分为日前及实时优化调度,其中日前优化调度应用分段线性化的处理方法,使用混合整数线性规划模型求解,提高计算的准确性和快速性。实时优化调度启发式算法,基于包络线原理对储能进行模糊控制,快速完成调度计划的控制实现。优化调度结合源荷功率预测,进行多时间尺度源荷储能量管理与优化调度,从而实现经济优化运行,提升微电网经济效益。并且TEMSμ具备安全校核功能,可实现实时调度方案的潮流校验等功能,保证微电网的安全性。 图4 优化调度架构设计 TEMSμSCADA软件平台具备数据图表和报表分析功能,可直观地让客户了解系统运行情况,提升客户满意度。它集成了云平台以及手机APP的大数据分析和跨平台智能运维功能。云端智慧能源管理平台通过物联网、云计算及人工智能算法等实现以下功能: 1) 集团化运维:支持集团、区域和电站的多级运维管理,实现资源共享、优势互补,从而节约成本、提高效率。 2) 全生态链管理:将电站涉及到的所有建设单位、设计单位、施工单位、设备生产商、设备供应商和运营单位纳入管理体系,客观公正地评价其产品和服务,促进各参与方的产品改进和服务提升。 3) 全生命周期管理:关注电站的整个生命周期,从规划阶段、建设阶段再到运营阶段,提供全方位的管理服务。 2. 电能路由器路由 电能路由器是交直流混合微电网的核心设备,以先进电能变换装置为核心,集成了现代通信技术、电力电子变换技术、现代控制技术以及人工智能等技术,实现局域电网的能量智能路由、分布式能源的高效利用的一二次融合电力设备。其主要特点有:重量轻、体积小且无污染;实现多种形式电能变换与接口匹配——交/直流适配,高/低压适配;实现电能质量隔离与补偿——一二次侧无功、谐波独立且动态可调,输出电压稳定可控且与负载独立;实现潮流多向,具备快速保护功能。 图5  特变电工电能路由器成套设备 特变电工电能路由器产品通过了科技成果鉴定,获得“居于国际领先水平”的最高评价,图5所示为特变电工研制的10 kV/1 MV·A电能路由器产品,整机采用6 m标准集装箱式设计,最高效率高达98.2%,交流侧可实现10 kV中压直接并网,低压侧可构造800 V直流母线。 特变电工经过不断研究和开发,突破了很多世界级技术难题,其中一项关键技术为模块化低压侧并联高压侧串联拓扑结构及其均压均流技术。电能路由器整机采用模块化级联技术,该方案具备模块化、标准化设计,容量易扩展,方便维护等优点;同时系统采用高压侧模块化串联技术,具备多电平波形输出能力,谐波含量低,无需大量滤波装置,可节约成本和体积。另一方面,通过模块的在线智能冗余技术可保证系统在不停机的状态下,故障模块自动在线切除,大大提高了系统的可靠性。 另一项关键技术是双有源桥电路移相控制+占空比调制的多自由度软开关技术。从根本上解决了双有源桥电路轻载效率较低、峰值电流大及控制性能较差等技术难题。实现整机最大效率高达98.2%,轻载效率高于96%,中国效率达到97.4%,从而可以大大提高系统效率,减少微电网的投资回报周期。 此外,电能路由器采用特变电工自主研发的通用控制器,采用双DSP+FPGA多核处理器、分层分级控制架构、多环多自由度协调控制策略、快速准确故障检测方法以及友好人机交互界面,进而实现电能路由器的智能优化控制。 3. 储能系统 电力系统储能的本质是解决电源与负荷的功率/电量不平衡问题,主要有以下三种盈利模式: 1)发电侧储能:主要有“火电机组+储能”联合调频和“光伏+储能”两种商业模式,其盈利点主要来自于提升火电机组Kp值获得补偿收益、解决弃光获得电价收益。 2)用户侧储能:工商业园区储能、孤岛及偏远地区储能两种商业模式,其盈利点主要来自于峰谷电价差套利、需量电费管理、动态扩容、需求响应、提高新能源自用率以及替代柴油发电机等。 3)电网侧储能:电网调峰调频。 特变电工提供“储能电池+三级架构BMS+虚拟同步机PCS+集装箱=整套集装箱式储能系统柔性解决方案”,如图6所示。该解决方案可提供稳定性及经济性两方面的需求,稳定性方面可提供调频支撑、惯量响应,提高高渗透率光伏系统稳定性,具备离并网稳定切换功能,提高供电可靠性,降低停电成本;经济性方面,采用“削峰填谷+需求响应”技术赚取峰谷电价差、削减尖峰功率降低微网系统基准容量进而节省电度电费及容量电费,提升系统经济性。 图6 特变电工储能系统解决方案 其中,PCS采用特变电工自主研发的具备虚拟同步机技术的储能变流器,具备一次调频、惯量响应等特性,可多机并联,实现离/并网无缝切换,最大转换效率≥98.5%,集成多种充放电模式,适配多种主流电池系统。 智慧微网解决方案 特变电工秉承“微网即服务”的理念,提供“规划─设计─产品─施工─运维”的全生命周期微网服务。 规划设计方面,特变电工提供资源评估、负荷测评、容量配置、网架设计、稳定性分析和经济测算等多维度、多指标及多闭环的整套方案,真切地为客户多角度规避投资风险、全方位提升经济效益,规划设计基本流程如图7所示。 图7 规划设计流程 通过快速安装部署无线数据采集装置,建立项目数据库,进行项目源荷数据透视化,从而对项目所在点进行能耗分析、负荷评测和资源评估。通过多时间尺度、多平台仿真工具进行微网运行策略设计,多种能源、多种储能的容量优化配置,实现技术型闭环规划设计。通过主设备选型设计与经济模型搭建,进行经济指标等测算与可靠性指标等综合指标评价,实现经济型闭环规划设计。 图7规划设计流程图8工业园区交流微电网解决方案基于以上规划设计及服务,特变电工提供“1+2+X”的全生态链解决方案,为客户提供多场景、多产品定制化服务。其中“1”核——系列化多端口电能路由器TEER;“2”驱——能量管理系统TEMSμ、储能系统TBESS;“X”场景——工商业园区、数据中心、海岛和无电地区等多应用场景;交流、直流和交直流混合等多技术场景;需求响应、调度响应、孤岛运行和低碳运行的多运行场景。 图8 工业园区交流微电网解决方案 1.工业园区交流微电网解决方案 特变电工提供三层、双端微网能量管理系统(TEMSμ)交流微网解决方案,如图8所示。通过经济优化调度实现“基础+电度”双重降费,经济绿色双赢,降低园区综合用电成本;通过智能控制实现离并网稳定切换,提高供电可靠性,降低停电成本。同时,该解决方案可为电网提供调峰、调频等辅助服务,提升系统收益。 2. 交直流混合微电网解决方案 “网─源─荷─储”由电能路由器统一接入,替代传统逆变器、储能变流器、网关接口柜和中央控制器,采用交直流双路供电,具备并离网切换功能,供电可靠性高。如图9所示,此外该解决方案中电能路由器高度集成了一、二次设图9交直流混合微电网解决方案备,减少电能变换环节,降低损耗(最大降低5.0%,平均2.5%),提升系统效率;提高设备利用率,减少电缆使用,降低初期投资成本。由于系统高度集成,可大大缩短施工周期。据有效数据测算,该交直流混合微电网解决方案相对于传统交流微网解决方案IRR可提升1%。 图9  交直流混合微电网解决方案 智慧微网解决方案工程应用 特变电工西安电气科技有限公司是特变电工旗下专注于光伏发电、电能质量治理和智能微电网等核心装备研制及提供核心技术解决方案的高新技术企业,主要产品有光伏逆变器、高压静止无功发生器、智能微网产品及智慧能源管理平台,并以电力电子技术为支撑,致力于清洁能源发电、智能配电和灵活用电全生态链的能源互联网技术探索,加快引领能源行业技术进步,驱动能源技术革新。 特变电工以自己的智能微网关键设备为基础,为客户提供多场景、多产品定制化服务,并成功在实际项目中应用。 1. 特变电工西安产业园微网示范工程 该示范工程依托于国家高技术研究发展计划(863计划)“光伏微电网双向变流器研制及关键技术研究”项目,建设2 MW源网荷储协调的微电网工程。其中,光伏组件配置2 MWp,储能配置1 MW/1 MW·h锂电池,充电桩配置960 kW,采用工业园区交流微电网解决方案,已于2018年底正式投入运行。 该示范工程盈利模式主要有三种:①降低系统容量,减少基本电费;②提升光伏自发自用电量,减少园区电度电费;降低光伏余电上网电量,提升光伏发电收益;③削峰填谷,减少园区电度电费。据统计,该微网可使得园区综合用电成本下降30%,其中降低基础容量图10特变电工西安产业园微网示范工程功率分配电价/元优化后负荷/kW光伏出力/kW储能原负荷/kW广义负荷/kW 10%,减少基础电费6%,由于峰谷电价差减少电度电费6.5%,由于提升光伏自发自用比例12%而节约电费15%,用能精细化管理方面节约电费2.5%。图10所示为园区微网实际采集的用电功率曲线。 图10 特变电工西安产业园微网示范工程功率分配 2. 珠海直流微网 该工程是能源局“互联网+”智慧能源重点项目,全世界规模最大的多端交直流混合柔性配网工程,利用直流变压器承接±10kV电网,构建低压±110 V和±375 V直流网络。珠海直流微网工程如图11所示。 图11  珠海直流微网工程 3. 东莞交直流混合微电网 该工程依托国家重点研发计划,旨在实现更高效的智能微电网构架,实现可再生能源的有效消纳。四个端口覆盖高低压,交直流,可以实现不同形式能量的高效传递,可广泛应用于工业园区、校园和数据中心等应用场景。 结束语 在产品及运维方面,特变电工基于自主开发的微网能量管理系统、中央控制器及运维云平台等核心产品,构建全生态链微网能量管理及运维系统。该系统基于机器学习、人工智能等技术,采用多时间尺度功率预测和多目标优化调度算法,基于大数据、云计算等技术,构建开放性、分布式和人性化的软件平台,可提供需求响应、调度响应、孤岛运行和低碳运行等多种运行模式,满足不同客户个性化需求,保障微电网安全、稳定和经济运行。...
在低压配电网中,配电分支节点的智能低压断路器除了保护功能外,还实现了测量、通信和控制功能。一二次融合技术在低压断路器上的实现,简化了低压配电网络的设备种类和通信接线。大全集团凯帆开关采用该思路设计了一种新型智能塑壳断路器方案,融合了高精度测量及宽带电力载波通信的功能。 作为低压配电网中的关键设备,低压断路器起着保护和能量分配的作用。按照保护装置类型分为热磁式和电子式断路器,根据保护功能分有电流保护断路器和漏电及电流保护断路器。其现状与存在的问题如下: 1)热磁式断路器仅具有两段式保护,保护参数难以准确设置,需要级差保护的场合不能方便设置。故障发生时,容易越级跳闸,停电范围扩大。 2)热磁式断路器在线路出现过载故障保护后,需要经过时间冷却后才能重新合闸,在环境温度较高的场合,无法快速恢复供电。 3)电子式断路器目前还无法满足低压配电网络节点的要求,通信功能受制于现场条件大部分没有实际使用。 4)低压断路器的测量功能不足,对于电压、电流、电量以及温度不能精确测量。外置式互感器及二次设备在现场大量使用,增加了台区建设成本和维护成本。 5)低压断路器通信接口及通信规约不统一,设备布线调试周期长,通信不可靠。 6)由于市场竞争激烈,一味低价促销导致目前的低压断路器产品质量参差不齐,低档化严重。 智能低压断路器的定义 目前,无论是电网还是工矿企业、医院和数据中心等都对配电智能化提出了更高的要求。同时,节能增效、自动化运维、精准故障定位和诊断等配电智能化的方案更是对低压断路器提出了更高的智能化要求。大全集团自主断路器品牌凯帆开关认为,智能断路器应该保护更可靠、感知更全面、组网更便捷以及功能更集成。图1示为凯帆开关研制的智能低压断路器。 图1 凯帆开关的智能低压断路器 1.更可靠的保护才是智能化的基石 万能式断路器已全面使用电子脱扣器,但其中占比较大的还是以电流过载保护、短路保护为主的经济型电子脱扣器。塑壳断路器中正在大量使用的还是机械式的热磁脱扣器,由于热元件、磁性材料的一致性较差,断路器对于故障电流的保护只能在一定的宽范围内,很难做到精准保护。同时,由于无法实现短路电流延时动作,传统断路器很难做到选择性保护。随着电子脱扣器应用占比的逐年上升,塑壳断路器的电子脱扣器已经较热磁脱扣器在保护的多样性上有所提升,但是和万能式断路器一样,还是仅限于以电流过载保护、短路保护为主的经济型电子脱扣器。 稍微高级一些的电子脱扣器为实现更多保护功能,一般还会引入电压测量,从而实现以电压为基础的保护,如过压、欠压和缺相等。大多数的故障可以由电流、电压的异常来判断,但是还有一部分隐患没有表现在上述两个参量上,这就需要借助其他参量,例如母线温度。为此,凯帆开关通过集成于断路器内部的温度传感器采集母线温度,用母线温度单独或者结合母线电流、电压判断用电系统故障,形成报警或者脱扣。 除了保护以外,凯帆开关最新的智能电子脱扣器还对自身进行自检以及附件进行实时状态的监测,如分励脱扣器、合闸线圈、欠压脱扣器和储能电机等线圈的断线监测,以主控芯片为核心的通信检测、内存检测、磁通断线检测和主控芯片超温等一系列内部自检。为了避免主控芯片的实效风险,保护断路器本体还加入了基于硬件电路的接通电流脱扣器(MCR)功能和高设定值瞬动短路保护(HSISC)。 2.更全面的感知才是智能化的数据基础 测量电流、电压可以用来保护和提高精度,还可以实现等同于多功能表的功能。低压断路器本身内部结构紧凑,剩余空间不规则等因素限制了测量互感器的内置,但是随着新材料的发展以及加工工艺水平的提升,使得测量互感器内置成为可能。高精度测量互感器加上精密采样电阻以及信号处理电路,让智能断路器可以实现0.2s级的电能测量。同时还可以计算出有功功率、无功功率、总功率、需用功率、功率因数、频率、电量和电压,电流2~32次谐波、电流谐波总畸变率、电压2~32次谐波以及电压谐波总畸变率等。 凯帆开关除了上述参量的高精度测量功能,还具备断路器状态检测,实现了分闸、合闸及脱扣三状态全面感知。在保护中提及的母线测温功能,可在20~150℃范围内误差做到±1℃。 3.更便捷的组网才是智能化快速发展的催化剂 组网的便捷体现在两个方面,一是免接或者少接通信线,即便捷安装;二是免调试或者少调试,即便捷调试。 免接或者少接通信线会用到微功率无线通信,或者电力线载波通信方式。几种通信方式有着各自的优势和特点:电力线载波适合长距离通信,有网随电通的特点,同时,依靠通信网络和电力网络共用的特点,还可以在一定程度上理顺电力拓扑结构;微功率无线通信作为电力载波通信的补充,在电力线上干扰信号对载波信号影响严重的场合下,电压设备通过无线通信。在该局域网内增加边缘计算器,可实现边缘控制。 如果通信地址唯一,数据模型明确,那么便可实现系统集成商或者电力成套公司的通信免调试工作。万物互联的时代已经开启,借助于IPv6技术,可以给电力物联网的每个节点划分一个唯一地址,而数据模型各断路器厂商又是明确的,因此随着电力物联网的发展,通信调试工作必然越来越方便。 智能低压断路器的设计原理 凯帆开关的新型高精度测量智能塑壳断路器采用了一二次融合思路,保护和测量独立设计。如图2所示,新型智能塑壳断路器由断路器本体、保护模块、保护互感器、测量模块、电流测量互感器、电压调理模块和电流调理模块构成。保护模块负责完成与保护相关的数据采集,实时计算和监测断路器状态。测量模块负责电压、电流采集计算,以及电量、谐波、功率和功率因数等电参量的实时计算。 图2 断路器结构图 参量的实时计算。保护电流互感器磁芯采用了硅钢叠压的处理。由于电流保护的范围较大,一般到5倍左右,电流互感器产生了部分饱和现象。反应出来的一二次电流曲线为非线性的特点,需要根据保护互感器的二次电流输出特性,采用二次曲线拟合方式对保护互感器进行校正。具体公式如下 Y=aX2 +bX+c 其中,X为一次侧电流值,Y为修正后的二次侧电流值,a、b和c为二次曲线参数。曲线拟合法可以对被测电流信号进行较为精确地修正,扩大保护的范围,为电力线路的保护提供可靠的检测信号。 由于塑壳断路器内部空间有限,电流测量互感器设计受到严格的结构尺寸限制,在互感器磁芯材料选择上选择饱和磁感强度大、磁导率高的铁基纳米晶材料缩小互感器的尺寸。纳米晶材料为一种新型软磁材料,具有饱和磁感应强度高、量程宽、精度高、工作温度范围宽及频率特性稳定的特点。 独立的测量电流互感器加上高集成度的测量电路使得塑壳断路器这类线路保护设备在保持原有产品尺寸的前提下,具备了测量能力。测量及显示通信电路具有独立于保护电路的电源供电回路,使塑壳断路器的可靠性得到提升。 智能低压断路器的通信方式 作为低压配电网络的重要设备,低压断路器的通信方式比较单一,以RS485通信为主。这种通信方式的优点是通信稳定可靠,通信成功率较高。但其缺点也很明显,部署调试以及运行维护的成本较高。新一代智能断路器的通信功能为实现数据交互的实时性、准确性和安全性等特点,通信功能必须具备高效率、高带宽、高可靠和低功耗等性能特点。 1)高效率:低压断路器在现场数量多,一个低压台区低压断路器之间的距离最大可达500m。快速高效的组网是首要考虑因素。 2)高带宽:由于配电台区终端低压设备数量多,智能配变终端与低压设备交互频繁,传输的数据量将是非常庞大的,对通信传输有较高的要求,在高速传输的同时有着高带宽的需求。 3)高可靠:通信电路集成于低压断路器内部应具有耐高温、耐湿和防尘;通信电路还应能抵抗噪声、电磁和雷电等干扰,保持稳定运行以及数据的不间断性和准确性;在低压断路器发生跳闸时,应能抵抗事故所产生的瞬间强电磁干扰。 4)低功耗:支撑低压断路器停电上报业务需求,满足停电期间告警信息上报。 5)低压电力线宽带载波(LVPLC)通信是利用低压电力配电线(380/220V用户线)作为信息传输媒介进行数据传输的一种特殊通信方式。 ①低压电力线宽带载波路由合理,通道建设投资相对较低。 ②低压电力线宽带载波通道带宽较宽,传输速率较高,比窄带载波性能更优良。 ③传输频段不受限,带宽范围内频段自适应。 ④受外界电力网络干扰小,低压电力线载波干扰频段限制在1MHz以下,而低压电力线宽带载波是建立在1MHz以上带宽的,低压宽带电力载波的基本频带为1~20MHz,扩展频带为3~100MHz,即可有效避免对外界的干扰。 ⑤不需要重新架设网络,只要有电线就能进行数据传递,运用维护应用成本低。 智能低压断路器集成宽带电力载波通信技术,只需要按照常规方式安装,即可实现通信链路的建立。低压断路器作为保护器件,分断后应保持通信链路的畅通,以防止下游设备的重要信息丢失。 低压电力线宽带载波耦合器利用信号变压器和电容耦合网络,并在断路器的断点之间,在断路器分断后,对于50Hz的交流电起到完全的隔离作用。断点之间的耐压值达到8kV,符合低压断路器的隔离要求。 如图3所示,利用信号变压器及电容网络搭建起对2~12MHz的一个高通信号通道,经过试验验证HPLC载波信号通过4级耦合网络,通信仍可以正常传输,解决了断路器多级连跳,近故障侧断路器数据不能上传的问题。 图3 电力线载波耦合模块 应用及结论 凯帆开关研制的高精度智能塑壳断路器已经在多个台区进行了验证(如图4所示)。现场验证显示,该产品的优势主要体现在以下几方面: 图4 智能低压断路器应用现场 1)传统低压柜内外置CT占用了抽屉柜巨大的空间,同时配合电能表测量低压柜出线电压、电流,接线复杂,柜门表显示数据较为单一。智能低压断路器配备柜门显示单元使该方案得到简化,接线方便,无外置电流互感器。同时,柜门显示单元除了显示电压、电流和电能外还可以显示断路器状态、断路器故障信息、事件记录和谐波等。 2)台区拓扑是台区管理的基础,线路损耗、窃电和故障定位等应用前提是有一个清晰明确地台区拓扑图。智能低压断路器依靠自身高精度的测量功能和实时通信能力,对于负载的特征可以进行有效的辨识。台区分路关系根据负载的特征通过配变终端的算法可以得到理清。对于台区的层级关系根据施工时的地址设定配变终端可以有效辨识。这种实施方案可以有效减少拓扑识别的模块施加,减少台区建设成本和施工、调试及维护成本。同时由于依靠负载侧用电特征,无需额外注入特征信号,保障台区用电安全,防止漏电保护动作。 3)智能断路器强化了线路故障研判能力。全面感知的智能断路器对于线路故障具有强大的研判能力,可对线路的电流短路、过载、漏电、电压失压、过压、缺相、闪变、接线超温、谐波、人为分闸、手动脱扣、远程分闸和试验跳闸等诸多故障进线研判。通过拓扑关系,快速定位故障点,缩短了故障抢修时间。 4)智能断路器强化了设备自身管理能力。全面感知的智能断路器加强了自诊断能力。对于断路器的线路板温度、电子元件故障、断路器本体寿命以及自身运行时间实时统计,这些信息通过配变终端进行采集。经过主站计算可以得到资产净值和资产折损率,精确评估当前设备的状态、设备健康情况,形成体系,提前有序制定设备维护、更换计划。 5)智能断路器强化了线路异常的监测能力。具有精确测量能力的断路器通过对配电网络分支节点的电压、电流和电量的实时监测,通过边侧配变终端的计算,实现了线路拓扑对异常变动的实时感知能力。低压台区拓扑的变更、窃电行为的实施,破坏了之前拓扑结构中的能量守恒,形成异常事件。线路异常事件精确定位并实时上报主站,形成派工单,进行线路异常点的排查。 由此可以看出,智能断路器在台区的实施具有明显的提质增效的作用。在提高台区管理效益的同时,减少了分路检测单元、温度传感器、柜门计量表、外置式CT、拓扑识别仪和末端感知终端等二次设备的使用,具有较高的实用价值和较好的经济性。      ...
2020年6月2日,ABB正式在华发布单相UPS不间断电源新品Powervalue 11T/RT系列,为关键用电设备在断电的情况下提供超长的后备时间供电保障,在使用过程中还可以净化输入电源,避免市电波动、暂升、暂降、谐波干扰对用电设备的影响,大大提高关键设备的可靠性。     PowerValue 11T 1-2-3-6-10kVA主机正面 ABB PowerValue 11T/RT系列是一款专门针对中国用户应用场景度身定制的单相在线式双转换不间断电源 (UPS),容量范围从1kVA到10kVA。 该系列产品广泛适用于各种小型通信机房、金融网点、小型数据机房、过程控制室、工业设备、广告展示屏、闸机、实验室设备、运输信号系统、安保设备、ATM、自动售货机等场合。 ABB单相UPS不间断电源新品包含两个子系列,塔式结构的Powervalue 11T系列以及塔式/机架式兼容的Powervaule 11RT。每一个子系列还提供内含电池的标准机和可以外接电池组的长机,丰富的产品组合能够为用户的应用提供更多选择。 PowerValue 11RT主机+电池包底座正面 Powervalue 11T/RT 系列产品的设计遵循全球产品设计标准。高可靠性的产品设计理念,严苛的可靠性测试,确保了产品的高可靠品质。 产品页面: PowerValue 11T TLC单相UPS不间断电源 https://new.abb.com/ups/zh/systems/single-phase-ups/powervalue-11t-tlc/?utm_source=news&utm_medium=referral&utm_campaign=case PowerValue 11 RT G2 TLC单相UPS不间断电源 https://new.abb.com/ups/zh/systems/single-phase-ups/powervalue-11-rt/?utm_source=news&utm_medium=referral&utm_campaign=case Read More...
做系统集成和安防系统的经常配置机房设备,而机房中UPS作为后备电源系统在大型项目中屡屡应用,面对市面上如此众多的品牌的ups我们又该如何选择,选择的标准又是什么,在选择中又应该注意哪些事项呢?配备了ups电池又该如何配置呢? 首先第一步要先确定功率段:简而言之,首先就是要确认我们希望UPS带载的设备的功率,然后就可以确认好UPS的功率。一般来说,我们建议负载功率占到UPS功率的30%~80%。如果负载太大的话,如同时启动时可能会造成UPS电源过载,负载太小时,不但造成了浪费,对电池的性能来说也不好。 第二步要落实UPS工作方式:目前市场上多见的工作方式有后备式、在线互动式、在线双变换(线纯在线)这三种,具体如下: (1)后备式的UPS,又称离线式UPS,在市电正常时由市电经过稳压滤波后给负载供电,蓄电池处于充电状态,逆变器处于非工作状态。当市电异常时,逆变器开始工作,将蓄电池组内的直流电逆变成交流电输出给负载使用。不带稳压,市电与电池转换时有转换时间,一般用于个人电脑保护,或对UPS电源性能要求不高的情况下使用,此类型的UPS功率段一般较小; (2)在线互动式,是介于后备式和在线式双变换式之间的一种UPS设备。当市电正常时,由市电直接向负载供电;当市电电压偏低或偏高时,由稳压电路稳压后向负载供电;当市电异常时,由蓄电池逆变后向负载供电,在线互动式UPS切换时间一般小于4ms。市电与电池转换时有转换时间,但有调压功能,一般用于配线间或微型机房,保护服务器及网络设备等,此类型的UPS功率段一般在5KVA以下。 (3)在线双变换UPS,无论市电是否正常,其逆变器一直处于工作状态,因此不存在切换时间的问题,能够达到输出电压零中断的要求。市电与电池转换时无转换时间,无切换时间一般也是用于保护服务器或网络设备以及机房里的其他设备,此类型的UPS功率段从小到大都有,跨度比较大1KVA~1000KVA,目前市场上较为多见。 (4)在三相大功率UPS中还有采用双逆变电压补偿在线技术(又称Delta逆变技术),即采用2个逆变器,减少了UPS电源对电网的污染,提高了能量的利用率,特别适用于感性负载(如电动机)或对电源质量要求不是非常高的负载。但是此类技术对电网的适应能力尚有待进一步提高。 以上几种UPS电源的性能从高到低依次为:在线双变换、在线互动式、后备式。价格一般与性能成正比。那是不是我们一定要选择贵的UPS呢? 答案是否定的。正如我们的标题,我们要选择适合自己的UPS。如果是给个人电脑用,那么您选择后备式的UPS就可以,如果是给服务器用,则应该在在线互动式与在线双变换中来选择,选择应该按以下条件来进行: 1、设备要求看您的设备是否需要很高精度的供电,可查看负载设备的铭牌上的标识或询问设备厂家。如需高精度的供电,则需要选择在线双变换的UPS。其次是看负载类型,有的负载是不允许供电有闪断,如:继电器类的设备或开关信号的设备,若您为这种类型的设备配备在线互动式的UPS,那么就有可能在UPS市电与电池切换时,负载有断电或误动作,因此对于这类的设备应该选择在线双变换UPS。如果您的设备没有以上两个要求,则可以继续下面步骤。 2、当地电网如果当地电网质量相对较好,也就是说平时电压波动较小,这个时候就可以考虑选择在线互动式的UPS。但是如果当地电网质量较差,电压波动较大,那么我们建议使用在线双变换的UPS,这是由于这类型的UPS对市电的适应能力要好于在线互动式。 3、UPS转电池后续航时间如果您要求较长时间延时,可以考虑选择标长两用的机器或买不带内置电池的UPS,这两种UPS电源都可以外配原装电池或第三方电池,以达到较长时间延时的目的。 4、安装方式一般来说,UPS电源有两种安装方式,一种是塔式安装,一种是机架式安装,可根据您的机房环境或现场环境来选择,而且还需要注意,不是所有的UPS电源都同时支持这两种安装方式,大多数情况下,机架式的UPS也可以做塔式安装,但塔式的UPS不一定能做机架式安装,因为塔式的UPS可能没办法安装导轨。因此,确认好UPS功率段及工作方式后一定要确认一下UPS电源是否可以满足您的安装要求。 第三步简单了解UPS不同种类电池的优点和缺点 一:UPS 常用电池的种类,影响电池寿命的因素,不同种类电池的优点和缺点: 在UPS应用中的电池共有三种:包括开放型液体铅酸电池,免维护电池,镍铬电池。现UPS厂家所配的电池一般为免维护电池,下面以免维护电池为主介绍三种电池的特点: 1:开放型液体铅酸电池:此类电池按结构可分为8-10年,15-20年寿命两种。由于此电池硫酸电解会产生腐蚀性气体,此类电池必须安装在通风并远离精密电子设备的房间,且电池房应铺设防腐蚀瓷砖。由于蒸发的原因,开放电池需定期测量比重,加酸加水。此电池可忍受高温高压和深放电。电池房应禁烟并用开放型电池架。此电池充电后不能运输,因而必须在现场安装后充电初充电一般需55-90小时。正常每节电压为2V,初充电电压为2.6-2.7v。 2:免维护电池:又名阀控式密封铅酸蓄电池,在使用和维护中需遵循下列原则: 密封电池可允许的运行范围为15度-50度 ,但5度-35度之内使用可延长电池寿命。在零下15度以下电池化学成分将发生变化而不能充电。在20度到25度范围内使用将获得最高寿命.电池在低温运行将获得长寿命但较低容量,在高温运行将获得较高容量但短寿命。 电池寿命和温度的关系可参考如下规则,温度超过摄氏25度后,每高8.3度电池寿命将减一半。 免维护电池的设计浮充电压为2.3V /节。12V的电池为13.8V。CSB公司建议每节2.25-2.3V。在120节电池串联的情况下,温度高于摄氏25度后,温度每升高一度浮充电压应下调3MV。同样温度每升高一度为避免充电不足电压应上调3MV。放电终止电压在满负荷(<30分钟)情况下为1.67V每节。在低放电率情况下(小电流长时间放电)要升高至1.7V-1.8V每节,APC SYMMETRA可根据负载量调节充电电压。 放电结束后电池若在72小时内没有再次充电。硫酸盐将附着在极板上绝缘充电,而损坏电池。 电池在浮充或均充时,电池内部产生的气体在负极板电解成水,从而保持电池的容量且不必外加水。但电池极板的腐蚀将减低电池容量。 电池隔板寿命在环境温度为30-40度时仅为5-6个月。长时间存放的电池每6个月必须充电一次。电池必须存放在干燥 凉爽的环境。在20度的环境下免维护电池的自放电率为3-4%每个月,并随温度变化。 免维护电池都配有安全阀,当电池内部气压升高到一定程度时安全阀可自动排除过剩气体,在内部气压恢复时安全阀会自动恢复。 电池的周期寿命(充放电次数寿命)取决于放电率,放电深度,和恢复性充电的方式, 其中最重要的因素是放电深度。在放电率和时间一定时,放电深度越浅,电池周期寿命越长。免维护电池在25度100%深放电情况下周期寿命约为200次。 电池在到达寿命时表现为容量衰减,内部短路,外壳变形,极板腐蚀,开路电压降低。 IEEE定义电池寿命结束为容量不足标称容量AH的80%。标称容量和实际后备时间非线性关系,容量减低20%相应后备时间会减低很多。一些UPS 厂家定义电池的寿命终止为容量降至标称容量的50-60%。 最后说说如何计算UPS所配电池的数量 一、前提条件 1、快速估算机房IT 设备功率:知道机柜数量,以1 个机柜负载3~5KW计算IT 设备总功率; 2、普通PC功率约200W,苹果机约300W,服务器约300W~600W,其它请查阅设备说明书; 3、设计UPS时,计算出UPS容量后,配置UPS数量推荐采用N+1 冗余部署; 4、电池计算,最快捷的方法可以查UPS厂家的电池配置表,简单快捷;想了解具体算法请参阅本文; 二、UPS 容量快速计算方法 计算公式:UPS 容量KVA =负载功率KW ÷功率因数÷0.7 ; 1、负载功率KW:需要带载IT 设备的负载功率,一般用KW表示(如10KW) 2、UPS容量KVA:UPS容量一般用KVA表示(如10KVA,UPS容量KVA*功率因数=KW,一般情况下KVA ≧KW ,只有当功率因素为1 时, KVA=KW) 3、UPS最大带载功率KW=UPS容量KVA×功率因数(功率因数一般在0.8 ~1 之间,查UPS参数表可得,一般取0.8 ) 4、配置UPS时,建议UPS所带的负载功率( KW)约为UPS最大带载功率( KW)的70%为佳; 计算示例:以10KW负载为例,计算所需要UPS容量步骤如下: 第一步:套用公式, UPS 容量KVA =10KW ÷0.8 ÷0.7=17.85KVA ; 第二步:选用合适的UPS,根据以上结果实际可选用20KVA 的UPS 满足要求; 三、UPS 电池容量的快速计算方法 计算所需电池安时数(AH) (此方法简单快捷,一般的估算,采用此方法即可) 计算公式:电池安时数(AH)=UPS 标称功率(VA) ×功率因素×延时时长(小时数)÷逆变器 启动电压(电池组电压)÷逆变器效率; 1、功率因数一般取0.8 ; 2、逆变器效率一般取0.9 ; 3、逆变器启动电压( 电池组电压) 根据不同型号UPS而不同(查UPS参数可得) 计算示例:以3000VA UPS 延时4 小时为例,计算步骤如下: 每一步:查UPS 参数,得UPS 逆变器启动电压(电池组电压):U=96V ,选用电池额定电压:U1=12V ,得出每组电池数量:N=U ÷U1=96V ÷12=8 节/ 组;第二步:套用公式,电池安时数(AH)=3000VA ×0.8 ×4 小时÷96V ÷0.9=111AH ; 第三步:选用合适的电池, 以上结果得出需要111AH 的蓄电池才能满足4 小时的供电,但是常规蓄电池一般没有容量为111AH 的,且需要8 节/1 组,我们可以选择2 组(16节)65AH 的蓄电池并联进行配置,其延时时间为:65AH ×2÷3000VA ÷0.8 ×96V ×0.9=4.68 小时; 注:以上算出的电池安时数(AH) 也常理解为:电池放出容量;如果电池放电效率不为1,参照以下公式换算出电池标称容量,再选电池。电池放出容量= 电池标称容量×电池放电效率;电池放电效率不同型号参考值有:0.4 /0.5/0.6/0.7/0.8/0.9/1 。  ...
西门子将推出一款SITOP PSU8600单相480W主电源模块,扩展了该系列的产品线。新产品集成了4路输出,每路输出的电流为5A,且每路输出的电压均可在电源运行时手动调节,或者通过软件和控制器实行远程调节,调节范围为4V至28V,因此无需额外电源来支持5V或12V电压的设备。通过使用CNX8600扩展模块,可扩展到最大36输出,所有输出均可实现远程监控。 PSU8600可全面集成到TIA Portal工程平台,因此有助于自动化工程的快速实施。可以通过Sitop Manager软件直接用计算机进行参数设置和远程诊断。借助两个集成的以太网/Profinet 端口和OPC UA,用户可获取全面的诊断和维护信息,并在自动化系统中直接对其进行分析,从而快速定位故障,减少停机时间。 主电源模块能够单独运行,也可以搭配BUF8600 缓冲模块或UPS8600 不间断电源模块(搭配BAT8600 电池模块)来应对各类交流电网问题,PSU8600电源系统具备全面的监控和诊断功能,当发生过热、过载时会发出预警,因此可有效预防严重故障。通过集成的Web server和OPC UA server功能,完美支持远程诊断和第三方通信。可以集成到TIA Portal或Step7中,这将有利于用户进行网络集成和设备参数设置,以确保工程组态的简便高效。在Step7软件中提供了用于Simatic S7-300/-400/-1200/-1500的功能块。 对于Simatic PCS 7过程控制系统,可使用专用的Sitop库来集成,包括工程块和Simatic WinCC预制面板。每路输出的电流和电压都可单独采集,并能通过 PROFIenergy 进行所有输出的开关控制,从而实现可靠的能源管理,使用户显著获益。...
当前,机场已然成为综合能源服务市场的主战场之一。 综合智慧能源系统成机场标配 2020年5月8日,国家电投旗下江西中电投新能源发电有限公司公司与江西省机场集团公司宜春明月山分公司签订《绿色机场综合智慧能源项目》合作框架协议,将在宜春明月山机场范围内建设绿色示范区综合智慧能源项目,为机场提供热源、冷源、充电桩等服务。 2020年4月29日,厦门翔安新机场综合能源服务合作协议签约,国网综合能源服务集团有限公司、国网福建综合能源服务有限公司、厦门翔业集团有限公司与厦门电力成套设备有限公司将共同出资组建合资公司负责实施。这是首个国家电网投资的交通领域制冷能源站项目,未来可望建成国内规模最大的水蓄冷系统综合能源站项目。 2020年2月,民航局正式批复天津滨海国际机场总体规划(2019版),根据规划建设思路,天津滨海国际机场将以智能配电网为基础,建设1个综合能源智慧管控平台、2种循环利用系统、3套典型智慧应用场景和N个含可再生能源的多能互补分布式能源站。 在顶层设计上,国家民航局正在加快推进以“平安机场、绿色机场、智慧机场、人文机场”为核心的“四型机场”建设,其中机场的能源建设涉及绿色和智慧两大层面。 除了上述机场外,已经建成的北京大兴国际机场、长沙黄花国际机场,在建的成都天府国际机场……在数字化和智能化大趋势的背景下,智慧已经成为现代机场的关键要素,而其能源系统的智慧性则主要由综合能源服务来实现,综合智慧能源系统已成机场建设的标准化配置。 机场智慧能源管理是重中之重 在一个综合能源服务系统中,多种能源的供应可以看作是“硬件”,实现多种能源的智慧管理则可以看作是其“软件”。对于机场这一复杂的应用场景,能源管理系统的建设尤为重要,可以说是其重中之重。 机场智慧能源管理系统是指运用先进的信息化、智能化技术对机场能源系统的供能和用能进行多种能源的匹配、智慧调控,提升机场能源系统的运行水平,降低机场能源系统的运行成本。 国家民航局于2019年12月27日专门发布了《机场智慧能源管理系统建设导则》,该行业标准已于今年2月1日起正式实施,该标准的编制即是为了规范机场的智慧能源管理系统建设,促进机场的节能减排和持续发展。 以已建成的大兴国际机场为例,国家电网部署的“国际机场智慧能源服务系统”综合数据平台,集成电网、机场和客户信息,实现了客户需求智能感知、服务保障智能指挥。机场两座110千伏变电站内,国家电网安装了9大类智能采集终端,全面应用智能巡检机器人、变电在线监测、智能安防等技术,实现图像、仪表自动识别,油色谱在线监测、红外热成像等信息也都能快速传送到大兴机场供电服务中心的数据平台上。这就是机场智慧能源管理系统的一个缩影。   ▲北京大兴国际机场智慧能源服务系统实现24小时远程监测 在长沙黄花国际机场,智慧能源管理平台以人工智能和大数据为引擎,以新能源和数字技术为支撑,集智能监控、多能源管理、用供能一体化、泛能调度于一体,通过设备远程监控、数据实时采集、运营智能优化,智能调配电、气、冷、热等各类能源,将航班、旅客、天气等信息流集合优化后联动能源流,实现能源供需精准匹配、精细对接,显著提高了旅客用能舒适度,提升了长沙机场整体能效及能源服务水平。2018年和2019年,通过平台精细管控,长沙机场能耗分别下降11.7%和8%,年度节约标准煤3750吨,降低碳排放9293吨。   ▲黄花国际机场智慧能源管理平台 机场的综合智慧能源系统革新正在路上,这不仅仅限于新建机场,既有机场的智慧能源改造亦是必然。  ...
当前,在环境问题突出、可再生能源发展、电力体制改革等背景下,智慧能源、能源互联网等技术应运而生,综合能源项目伴随着技术升级得到了快速发展,特别是以园区为代表的多能互补综合能源项目。新冠疫情的爆发,让各大企业的产业园区陷入了停工停产的局面,未来园区的正常供能及用能生产管理更是需要朝着智能化方向发展。 园区多能互补是智慧园区的重要组成之一,常见的园区多能互补系统组成包含分布式发电电源、大电网电能、分布式电化学储能、充电设备等。长园深瑞园区多能互补及综合能效的整体解决方案,可提供一体化项目服务,为用户打造园区能源系统的协同供应,提高能源利用效率,提高供电可靠性,减少客户电能支出费用。同时也可为用户打造智慧能效管理系统,实现平台多人同时操作和实时监控,无需现场集中办公,满足用户远程运维,有效减少人员接触,提高智能化水平。 项目案例1:贵州铜仁BIPV的电力区域绿色仓库标准化建设项目—在建 项目概况 多能互补系统:屋顶光伏一座、磷酸铁锂电化学储能一套、并网设备一套、交直流充电设备多台; 照明系统:交直流供电照明系统一套; 综合能效管理系统:智慧能源综合能效管理系统一套。 方案介绍 本项目将电力区域仓库园区的屋顶光伏发电系统、储能系统、直流照明、电动汽车快速充电装置等四者结合起来,构成光储充用一体化系统。系统可通过光伏、电网、储能带动负载,多能互补、协同供应,满足并网及离网模式下园区的正常供电使用,提高园区用电经济性及供电可靠性。 项目创新点 提出基于BIPV的区域电力物资仓库标准化设计,既可利用区域仓库空间优势接入多类型分布式光伏电源,又可促进区域仓库向绿色化方向发展; 提出电力区域仓库光伏发电、储能设备与物流电动汽车充电站功能复用技术,以提高城市土地的利用效率; 提出电力区域仓库采用直流微电网供电技术,优化区域仓库用能模式; 提出园区一体化监控,多种能源及用能实时监控,提升园区整体智能化水平。 智慧能源综合能效管理系统可采集全系统内发电、储能、负荷数据,通过智能调度算法控制整个园区电网的功率平衡、电压稳定,从而优化园区的用能模式。同时,可以满足接入水电气热空调等系统,实现整体能源一体化管理,实现园区整体节能降耗。 项目案例2:深圳招商供电智慧能源示范项目—在建 项目概况 多能互补系统:停车棚光伏两座、磷酸铁锂电化学储能一套、并网设备一套、充电设备多台; 综合能效管理系统:智慧能源综合能效管理系统一套,集成了光储充能量管理系统、节能管理系统、空调管理系统三部分子系统。 方案介绍 系统由智能仪表(电表、水表等)、智能开关、采集设备、能耗监测平台组成,通过智慧能源综合能效管理系统实现对智能开关、智能仪表、储能、充电桩、光伏发电系统等的数据监测与控制,可对照明、空调、水、电等各种能耗进行分类监控与管理。 项目创新点 园区智慧能源能效管理系统,集成光储充一体化能量管理系统、节能管理系统、视频安防系统、环境监测系统及空调监控等系统的功能,实现园区能源整体一体化管理; 具备智能调度、全景数据分析、运维支撑、APP、WEB 发布等功能,实现移动运维。 国家能源结构、社会民生需求不断变化,长园深瑞能源布局和技术方向也跟着在不断调整。深耕电力行业二十余载,长园深瑞具备电力一次、电力二次多方面领域的交付能力,具备先进的系统研发集成能力。未来,长园深瑞将在综合能源领域保持专注和创新,为客户提供更安全、更全面、更智能的解决方案、产品及服务。  ...
随着生产自动化程度的不断提升,机械设备已经成为工业生产中的“主角”。但任何机械都存在一定风险,使用不当或安全措施不力就会酿成事故,给生命和财产带来损失。 安全继电器可在机械设备发生故障或损坏时紧急停止,从而保护生产安全。因此,在设计一套安全电路中,安全继电器及安全传感设备担任着举足轻重的作用。ABB一直致力于研发多样化的安全控制产品,默默为设备安全可靠运行保驾护航。 Sentry安全继电器                                                                 Eden安全传感器 Sentry安全继电器和Eden安全传感器是监控危险机械上的门和窗口的理想解决方案,可实现轻松安装,持续保障设备的安全运行。功能强大、易于使用,拥有从基本的扩展型到具有高级定时功能高度灵活的通用型的完整产品系列。视窗显示功能以及LED诊断功能,简化了设置和故障排除程序,更可靠地保障设备安全运行。 Eden是ABB自主研发的非接触式安全传感器,具有高安全等级,是严苛环境应用的不二之选,智能LED辅助判断安全链断裂的位置,简单直观。具备集成复位功能的Eden安全传感器,复位按钮可以直接连接到传感器,从而节省电缆长度以及配件数量。 此外,单个Sentry安全继电器可监控多达30个串联的Eden传感器,确保达到理想的安全性等级。 颜值高、能力强的Sentry安全继电器和Eden传感器,凝聚了ABB百年来在电气行业的积淀,以及当前安全控制领域最高峰的技术精华。相信有它们的坚守,会为您带来更安全、更高效的生产体验。未来,ABB将持续凭借丰富的实际应用经验,为用户提供广泛类型的创新型机械安全产品和系统,解决机械安全的后顾之忧。 Read More...
能源作为经济发展的重要引擎,堪称是国民经济的命脉。采矿业一直是能源工业的重要支柱,我国的矿业生产主要来自井下开采,环境恶劣,就以煤矿为例,煤矿井下存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板五大自然灾害,加上生产环境复杂,易发生恶性事故。 出于安全考虑,矿山井下低压配电系统的接地形式按规定采用的是IT系统。IT系统就是电源中性点不接地、用电设备外露可导电部分直接接地(PE线)的系统。 IT系统的特点是发生第一次接地故障时,接地故障电流仅为非故障相对地的电容电流,其值很小,外露导电部分对地电压不超过50V,不需要立即切断故障回路,因此可以保证供电的连续性。但此时非故障相对地电压会升高1.732倍,对线路耐压要求提升;同时一旦发生二次接地,则构成危险的相间短路,所以须配置绝缘监测装置,以便在发生第一次接地时就要及时排除隐患。 而对于以煤矿为典型代表的井下环境来说,在开采过程中,由于工作场所空间小、纵深长,加上空气潮湿、多尘、巷道滴水和积水等诸多恶劣因素,很容易引起电缆和电气设备老化和绝缘电阻下降,从而导致井下设备、电缆经常发生绝缘强度降低、单相漏电或单相接地故障,不及时处理就可能进一步发展成相间短路。因此,井下作业人员比正常环境下更容易遭受电击的危险,而且还可能导致瓦斯、煤尘的爆炸。 显而易见,对矿山井下IT系统的实时绝缘监测具有更重要的意义。 1 标准规范中的相关规定 为了保证井下生产的正常开展和保护井下人员的操作安全性,国家制定了不少相关标准和规范,对IT系统安装绝缘监测装置进行了具体规定。 例如《GB 50070—2009 矿山电力设计规范》规定如下: “4.1.3 井下低压配电系统接地型式应采用IT 系统,并应符合下列规定: 1 )配电系统电源端的带电部分应不接地或经高阻抗接地,且配电系统相导体和外露可导电部分之间第一次出现阻抗可忽略的故障时,故障电流不应大于5A。 2 )配电系统不宜引出N 线。” “4.2.9 井下低压配电IT 系统应采取自动切断电源的间接接触防护措施,并应符合下列规定: 1 )低压配电IT 系统均应装设绝缘监视装置,当绝缘下降至整定值时,应由绝缘监视器发出可听和(或)可见信号。 2 )有爆炸危险环境矿井,当发生对外露导电部分或对地的单一接地故障时,防护装置应迅速切断故障线路。”  《GB 50058-2014 爆炸危险环境电力装置设计规范》中的5.5.1条款也规定了“爆炸性环境中的IT型电源系统应设置绝缘监测装置。” 此外,各种不同矿类也都有自己专门的规范和工作细则,例如《煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则》就对绝缘监测的报警定值设置等做了更具体的规定。 2 国内外绝缘监测仪在线监测现状 我国的电气设计在建国之初师从前苏联电气规范,主要是广泛的采用TN—C系统,它可以节省一根PE线,比较经济,但存在很多缺点,如中性线断裂后设备外壳对地将带220V危险接触电压,不能装用RCD防电击等等。改革开放之后我国引进了国际电工学会标准,也随着我国电气技术的不断提高,在应用中TN-S、TT、IT系统得到了一定程度的推广和应用,以IT系统为例,在医疗IT方面目前应用比较成熟,但在很多工业场合,由于对接地系统的理解和应用尚不尽深入和全面,比如煤矿井下场合比较缺乏国产绝缘监测装置就是一个证明。 目前矿用井下IT系统的绝缘监测装置以进口品牌为主,欧美等发达国家已经较广泛地在IT配电网络中应用绝缘检测技术,而且经过长期的在线运行使发达国家积累了大量监测数据和经验,这是目前国内生产厂家需要学习和追赶的。 但采用进口品牌绝缘监测装置造价昂贵,而且人机界面往往是英文,不利于现场人员的使用,在这种背景下,也不断有国内企业逐步推出了自己的工业用绝缘监测装置,其中就包括了安科瑞电气股份有限公司的AIM-T系列绝缘监测仪。 3 安科瑞工业绝缘监测仪  AIM-T系列绝缘监测仪主要应用在工业场所IT配电系统中,主要包括AIM-T300、AIM-T500和AIMT500L三款产品,均适用于纯交流、纯直流以及交直流混合的系统。 其中AIM-T300适用于450V以下的交流、直流以及交直流混合系统,AIM-T500适用于800V以下的交流、直流以及交直流混合系。AIM-T500L则是相比AIM-T500增加了绝缘故障定位功能。 1)AIM –T系列产品的技术参数如下表所示:   2)AIM –T系列产品的外观尺寸如下图所示:   3)AIM –T系列产品的典型应用如下图所示: 4 小结 安科瑞AIM-T系列工业用绝缘监测仪目前已经在矿井、纸业、船舶、冶金厂等的诸多工业场合的IT系统中得到了应用,能够实时监测系统对地的绝缘状况,在系统出现绝缘下降或接地故障时,及时报警提醒相关人员排查故障,在应用中起到了很好的监控和预防效果。  ...
继2020年1月份上海轨道交通18号线一期御桥站至航头站区间铺轨完工后,经各参建单位全力推进建设,2020年4月21日上午,18004号列车正式上线开启列车首次“热滑”试验。此前,全球动力管理公司伊顿顺利交付了为18号线提供的部分Power Xpert® DX 低压开关柜。 在伊顿看来,上海地铁项目素来以对技术和产品的高标准、严要求著称,只有达到先进水平的技术和产品,才能够被应用到项目建设中。伊顿创新、前瞻性的技术和价值主张,以及对上海地铁需求的精准把握和专业细致的服务,是促成此次双方合作的坚实基础。 为上海地铁18号线提供强劲动力 上海地铁18号线作为换乘的重要补充,被视作上海南北轨道交通大动脉,采用全自动驾驶技术,实现了包括列车自动运行、自动开关门、自动折返、自动出入库、自我诊断和维护等全自动驾驶功能,多个检测系统加持,安全系数更高。作为关键基础设施,安全稳定的配电设备和良好的电能质量才能为日夜穿梭在地下和地上空间的列车提供强劲动力。 在这条科技感满满,施工技术难度高的地铁线上,伊顿Power Xpert® DX 低压开关柜凭借其持久稳定、运行安全和不受环境影响等特点,成功运用于上海18号线全线37个站点,主要负责地铁机电设备的输电、配电、电能转换,以及对电能的集中控制和分配,为车站电力系统长时间持续稳定运行保驾护航。目前,已完成了航头站至御桥站一期工程8个站点的交货、协助安装、调试等工作。 Power Xpert® DX 是伊顿公司推出的满足IEC/GB 标准的低压开关柜设备,电流范围最大可达6300A,主要由母线区、电缆连接区、设备区构成,可搭配伊顿高品质全系列低压元器件。标准的全绝缘配电母线设计可在确保安全性的同时实现免维护;柜身采取模块化设计,结构紧凑,占用空间少,十分易于升级、扩展及后续维护。 另外,Power Xpert® DX 低压开关柜还拥有包括电弧故障保护系统及自主机械连锁功能在内的独特安全特性,确保操作人员的人身安全,减少潜在的人身安全危害和设备损坏风险。产品运行安全可靠、操作维修简便、配置方案紧凑有效,结合伊顿低压应用领域的专业知识,使DX 成为配电应用的核心所在,进一步确保列车的安全运行,提高运行效率,降低系统的运维成本。 与工期赛跑,攻坚克难赶进度 在全球疫情越来越严重的情况下,中国逆势而行,冲开了一条光明之路。从18号线一期工程的第一个站点鹤立西路站正式交货,到最后一个站点航头站设备安装结束,伊顿电力设备有限公司(常州工厂)众多的一线工作人员,不畏艰难奋战在项目一线,逆行而上,全力为车站早日通车提供高质量的产品和专业服务,再一次彰显了电力因我们而不同的实力与担当。 面对工期紧、任务重等挑战,伊顿组织了专门的服务团队,及时应对因项目进度而多次临时调整的交货顺序,通常要在两三天内加班加点完成一个站点20多台低压开关柜的出厂和检验。同时,在后期的产品安装过程中,工程师全程跟踪指导并配合解决安装过程中的各项问题,保证现场施工进度。特别是在送电前期,伊顿安排了21人的服务突击队,配备专职安全员,5天内完成了800个火灾报警装置的安装和接线工作,协助客户在预定时间具备送电条件,受到了高度赞扬。  知行合一,专业与创新的坚守 上海18号线运行的是全过程无人值守的全自动驾驶列车,在技术协议中,伊顿承担了PLC 系统调试工作,通过把各配电回路的运行状态数据和电量参数数据发送至中央控制室,并执行中央控制室发来的编码控制指令,实现长期、安全、稳定的运行目标。为此,伊顿紧急成立重点项目工作组,快速响应客户需求,提供专业解决方案与定制化服务,顺利完成现场调试与送电工作。 伊顿以专业和实力支持上海地铁18号线打造全自动化轨道交通项目,也是在轨交交通行业的又一次成功实践。伴随“云计算、大数据、物联网”等新技术在轨道交通领域的深入应用,信息化、数字化、智能化已成为轨道交通发展的必然趋势。伊顿将以先进理念、技术,以及在轨交行业积累的深厚经验,不断创新数字化能力,加快产品与IoT技术的融合,为城市地铁实现智能化升级提供更多创新产品和解决方案,助力智慧交通。  ...
1 什么是单相接地故障 我国10kV中压配电网多采用中性点非有效接地方式,单相接地故障又被称为小电流接地故障,占比配电系统故障的80%以上,多发于在潮湿、阴雨天气,故障成因包括导线搭接横担、断线触地、避雷器或绝缘子的击穿/闪络、异物搭接等。由于单相接地故障一般不影响用户的正常供电,因而传统处理方法允许系统在1~2小时内带故障运行,在此期间由人工巡线找出故障位置进行处理。这种处理方式虽显著地提高了供电可靠性,但随着配网规模的逐渐扩张,单相接地故障电流不断增大,接地电弧难以自动消除,间歇性电弧引起的过电压对电气设备的危害增大,若不及时处理,极易演变为两相短路故障,使事故范围扩大,甚至在故障长时间存在的情况下,易造成周边人员伤亡,存在较大安全隐患。提升单相接地故障的快速处置能力对于保障人身、设备、系统安全具有重要意义。 2 单相接地故障有哪些危害 2.1 对变电设备的危害 10KV配电线路发生单相接地故障后,变电站10KV母线上的电压互感器监测到零序电流,在开口三角形上产生零序电压,电压互感器铁芯饱和,励磁电流增加,如果长时间运行,将会烧毁电压互感器。 单相接地故障后,也可能产生谐振过电压。几倍于正常电压的谐振过电压,危及变电设备的绝缘层,严重时使变电设备绝缘击穿,造成更大事故。 2.2 对配电设备危害 单相接地故障发生后,可能会发生间歇性弧光接地,产生几倍于正常电压的的过电压,进一步使线路上的绝缘薄弱点击穿,造成严重的短路事故,同时可能烧毁配电变压器,使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,也可能发生电气火灾事故。 2.3对人畜危害 对于导线落地这一类单相接地故障,如果配电线路未停运,对于行人和线路巡视人员(特别是夜间),可能会发生跨步电压引起的人身电击事故,也可能发生牲畜电击伤亡事件。 2.4对供电可靠性的影响 发生单相接地故障后,一方面进行人工选线,对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电,中断正常供电,这就会影响供电可靠性;另一方面发生单相接地的配电线路将停运,在查找故障点和消除故障中,不能保障用户正常用电,特别是在庄稼生长期、大风、雨雪等恶劣天气条件下,不利于查找和消除故障,将造成长时间、大面积停电,对供电可靠性造成较大影响。 3 各种接地方式下单相接地故障处理的技术特点 3.1中性点不接地或经消弧线圈接地系统 中性点不接地或经消弧线圈接地系统目前主要通过暂态特征量进行故障判断。尤其是中性点经消弧线圈接地系统,受消弧线圈过补偿的影响,单相接地故障后,不同线路区段的稳态特征不明显,采用稳态量难以实现故障检测。通过暂态零模功率方向法理论上可实现故障检测,但原理相对复杂,对测控装置的技术原理、性能要求较高,目前仍属工程实践的难点,整体上该接地方案下单相接地故障判断技术实现难度较高。 3.2中性点经小电阻接地系统 中性点经小电阻接地系统单相接地故障判定主要采用零序过流法,原理较简单,技术实现难度较低,从而对于大部分单相接地故障判定准确率相对较高,但是对于瞬时性故障跳闸率明显增加,影响供电可靠性指标,且接地电流较大带来的接触电压与跨步电压触电安全风险。同时该接地方式耐过渡电阻能力较弱,据测算,在接地过流定值设置为40A时小电阻接地系统耐过渡电阻能力不到150Ω,不利于实现高阻接地故障保护,而据统计,高阻接地在架空线路单相接地故障占比为15%左右。 3.3消弧线圈并联小电阻的灵活接地系统 消弧线圈并联小电阻的灵活接地系统,采用故障发生时中性点延时投小电阻的方式,保留了谐振接地系统可抑制瞬时性故障的优点,同时也继承了中性点经小电阻接地方式下,故障特征量突出,易于检测的优点,近年来逐步推广应用。同时,一次永久性单相接地故障,在两类中性点接地方式下,可产生两种典型特征,从某种意义上,亦为采用不同的保护原理进行故障检测,提升判断准确率创造了有利条件。 4 单相接地故障灵活处理技术方案 基于对单相接地故障特征的深入研究,国网湖北电科院能源互联网技术中心结合全省配电自动化建设应用与变电站中性点接地方式改造工作,针对消弧线圈并联小电阻的灵活接地方式,提出了一种基于一二次融合成套开关实现的配电网单相接地故障就近就地隔离方法,通过对分段开关同时部署零序过流保护、暂态零模功率方向保护功能且同时投入,并设置不同的动作时间,有效提高单相接地故障快速处置的准确性与适应性。 2018年起,国网湖北电科院能源互联网技术中心联合国内主流设备制造厂商开展研发,并在实验室完成了一二次融合成套开关单体设备的性能检测与功能验证工作。2019年9月6日,该项技术在鄂州110kV红莲湖变电站10kV馈线成功通过现场测试,现场测试结果表明,该团队提出的单相接地故障处理方法全面取得预期成效,有效实现了各类接地故障的就近就地快速隔离与健全区段的转供恢复,大幅降低了故障处理时间。  ...
一.实施背景 1.厦门概况 厦门市是经济特区城市和计划单列市,与大小金门和大担岛隔海相望,与漳州、泉州并称厦漳泉闽南金三角经济区。厦门陆地面积1699平方公里,海域面积390平方公里,常住人口401万人,城镇化率89.1%。2015年4月,挂牌成立福建自贸区厦门片区。 金砖厦门会晤期间,习近平总书记多次推介、点赞厦门,把厦门称为“高素质的创新创业之城”和“高颜值的生态花园之城”。 2.电网概况 厦门电网以3座500千伏变电站、嵩屿燃煤电厂、新店燃气电厂为电源注入点,220千伏系统形成多环互联网架。重要负荷集中于厦门岛内,通过4个跨海通道交直并济(6回220kV交流,2回±320kV柔性直流)供电。110kV系统以链式(73.8%)和双辐射(26.2%)为主10kV电缆网以单环网(76.7%)、双环网(9.3%)接线为主。10kV架空网以多分段适度联络接线(80.8%)为主。 3.电网规模 4.时代背景 党的十九大提出:实现社会主义现代化和中华民族伟大复兴、构建清洁低碳、安全高效的能源体系。能源结构清洁化转型和能源消费革命。深化国有企业改革,发展混合所有制经济,培育具有全球竞争力的世界一流企业。 5.城市定位 经济社会发展质量和效益不断提升。近五年来,负荷增长率约7%,人均用电量提高约30%,1度电支撑GDP产出增长约15%。城市的发展对电网发展提出更高的要求。到2020年,厦门将建成“美丽中国”的典范城市,到2035年,厦门将建成展现“中国梦”的样板城市,一流的城市需要一流的配电网。配电网是现代城市的命脉,其可靠性、服务水平、清洁能源接纳能力是支撑城市经济发展、社会和谐、绿色低碳、环境友好的关键。 6.国网部署 全球能源革命的引领者、服务国计民生的先行者;推动再电气化,构建能源互联网,以清洁和绿色方式满足电力需求;打造“三型两网、世界一流”企业,建设泛在电力物联网;贯彻国网公司世界一流城市配电网建设、“2019年厦门全年用户平均停电时间降至1小时以内”等工作部署。 7.国网厦门片配网建设情况 国网公司2009年启动智能电网建设以来,厦门公司在配网方面先后承担并完成五项试点示范项目,得到国网公司肯定。   二.一流城市配电网建设进展及阶段成效 1.建设概况 2017年以来,厦门公司按照国网总部的统一部署,坚持以客户为中心,以提升供电可靠性为主线,强化标准化建设、精益化运维、智能化管控,努力打造“五好”海湾型城市特色配电网,计划到2020年全面建成“安全可靠、优质高效、绿色低碳、智能互动”的世界一流城市配电网,助推大型重点供电企业高质量发展。 2017年世界一流城市配电网启动建设以来,累计下达世界一流配电网建设项目投资总37.58亿元。 2.阶段成效 2019年目标:实现全年户均停电时间≤1小时。2019年上半年,根据国家能源局发布《2019年上半年全国电力可靠性指标报告》,全国52个主要城市户均停电时间低于0.5小时/户的共3家,厦门排名第2(0.4小时/户)。截至10月:用户平均停电时间0.7小时,全口径平均供电可靠率99.9904%,累计停电时户数15997时户比降73%。 (1)主要指标提升 (2)打造示范窗口,高标准建设5个一流现代化配电网综合示范区,涵盖城市多种发展形态和区域特点,为后续全面推广提供可复制样板。 三.一流城市配电网示范工程实践 通过示范工程落地实践,初步实现示范区“站—线—变—线—箱—户”中低压全景感知,运检业务全程在线,探索构建具备“智能感知、快速自愈、中压合环、低压互备”特征的高可靠性配电网。 1.智能感知 按照“投资最优、集成最高、覆盖最广”的原则,广泛部署设备状态感知元件,除监测电压、电流、功率等传统电气量外,在开关站、配电室、环网箱、台区、用户表箱等典型场景,部署无线温湿度、电缆T型头无线测温、局部放电等16种感知元件,实现配电网运行状态、设备状态、环境状态及用户用电状态的泛在感知。 (1)智能配电站房 推广建设智能配电站房,完成示范区102座配电站房环境监测全覆盖,实现对配电站房温湿度、水浸、烟感等环境信息的采集、分析、告警,对站内设施及人员的视频监控,及时处置站房进水、火灾、潮湿等异常,及时防控人员违规入侵,实现对配电站房环境由被动管理到主动监控的转变。特别重要站房部署6套巡检机器人,实现电气设备状态、运行环境7*24小时智能巡检。 (2)智能配电台区 推广建设智能配电台区,以新型智能配变终端为边缘计算核心,低压各支线及重要节点广泛部署智能开关和各类监测终端,依托低压自动化主站,一期已实现台区状态全景感知、低压故障主动抢修等功能的规模化应用。后续将按“台区总表+融合终端+HPLC模块电能表”的方式加快推进智能配电台区建设,2020年将实现全市50%台区覆盖。 低压故障主动抢修典型场景:依托智能台区建设,基于实时上报的电表停复电信息和开关跳闸信息,综合低压计划停电、中压故障停电信息,实现台区级、分路级、表箱级、用户级低压故障停电实时自动研判,并将研判结果以主动抢修工单型式推送至抢修人员,把停电事件管控颗粒度由配变细化至低压表计,填补电网调控在低压研判领域短板。 (3)智能移动应用 遵循“一个终端、一个平台、多微应用”建设思路,在智能装备、大数据分析、移动互联等技术支撑下,整合多个APP,研发统一入口的智能运检APP,全面支撑配网运维检修、故障抢修、应急指挥、工程管控等多场景业务,在抢修现场、施工现场等应用场景方面,深入拓展故障辅助抢修、网络化下令、电子化许可、作业过程风险管控等应用,有效解决“一人多机”问题,实现基层班组减负,提升现场作业效率。 智能巡视APP:为运检现场运维工作提供辅助支撑,实现巡视任务派发、设备导航、巡视人员签到、缺陷/隐患填报、照片采集、巡视统计、巡视质量评估等功能。通过RFID扫描签到或GPS签到等手段,巡视到位率达100%。 网络化下令、电子化许可APP:通过建设与配网调度台在线交互的移动应用APP,实现工作票电子化许可和终结、指令票电子化下令和汇报、工作延期和负责人变更的全过程电子化办理,实现将指令票业务流程从电话许可、纸面执行向线上实时协同转化。 2.快速自愈 (1)集中式馈线自动化 全市范围主要采用集中型馈线自动化模式。通过自动化主站配网故障全研判功能升级,构建横向覆盖配网全类型故障、纵向贯穿配网故障和预警事件处置全流程的故障处置体系,全市1659条馈线全自动FA已全部投入运行,全面提升配网自愈能力,故障隔离与非故障段恢复供电时间1分钟左右。 (2)速动型分布式馈线自动化 A+供电区域网架已成熟的电缆网采用智能分布式自动化。环内主干开关为断路器,分布式FA终端通过高速通信网络,与同一环网内相邻终端信息交互,在变电站出口动作之前切除故障区域,实现线路零停电。故障隔离时间为毫秒级。0ms:故障发生40ms:故障定位100ms:故障上游开关启动跳闸200ms:故障上游开关隔离350ms:故障下游开关隔离1500ms:负荷转供(联络开关闭合)。 (3)缓动型分布式馈线自动化 用于主干为负荷开关的10KV电缆环网,依据终端采集故障信息、FA控制器故障逻辑判断,在变电站出口动作之后,实现自治区域内的故障快速处理。故障处理速度比集中式FA快,故障隔离时间5s以内。0s:故障发生0.6s:变电站出口跳闸5s:故障上、下游开关隔离故障15s:负荷转供(联络开关闭合)。 3.中压合环 (1)网架结构及一次设备配置要求 新建接线方式 用于高新技术园区、金融中心等敏感负荷集中区域,故障隔离时间可控制在100ms以内,非故障段不会出现瞬时停电。 由同一变电站同段10千伏母线两回10千伏线路组成一个“花瓣”,合环运行;两个“花瓣”之间增加联络开关,正常运行方式下联络开关断开运行。“花瓣”合环馈线的应符合“N-1”供电安全要求,每个单环最高供电容量原则上不超过单回线路额定供电能力。环网节点应根据用户负荷分布情况选择适当位置,邻近区域的用户经环网节点间隔接入,用户专用配电室不得成为环网节点。环网节点均应配置断路器。 过渡接线方案 原双环网或同变电站出线的单环网进行“花瓣”型接线方式改造,调整为同一变电站同段10千伏母线时,应合理调整变电站10千伏出线间隔,避免不同馈线交叉跨越。因考虑改造后原双环网所接双电源用户的电源点应取自不同的单环,现有双环网改造成“花瓣”式结构时,应对相邻两个双环网进行交叉组合。两个单环网如不能同期改造为“花瓣”型接线方式,可采用“单花瓣”带联络(UI)的合环接线方式作为过渡方案。 (2)“花瓣”合环运行保护配置及功能要求 低压互备 1)方案一: 方案说明:末端联络:在两个台区各回主干线末端增加联络箱(开关常开)运行方式说明:当其中一台变压器停电时,由智能终端遥控跳闸JP柜低压进线总开关,联络箱中装备自投装置,自动判断合闸条件。 2)方案二: 方案说明:首端联络:在JP柜增加1回出线,将新增出线连接。新增出线开关亦可作为应急接入口。运行方式说明:1.当其中一台变压器停电时,连接开关(5QF)合闸完成负荷转供。2.当分支回路停电时(以4QF为例),3QF仍在运行,则需满足合环条件才能投入,降低了互联的功用。 3)方案三: 方案说明:在每个台区的JP柜进线开关前各增加一台ATS,ATS的两个电源分别来自于2个不同的台区。ATS可自动判断实现备自投,当其中1个台区失电后自动转到另一个台区供电。运行方式说明:当其中一台变压器停电时,ATS自动检测,具备备自投条件后完成电源切换,无需人为操作,安全可靠性高。 四、近期探索方向 通过示范工程建设应用,打造一套主线清晰、模块组合、简单实用的易于复制与推广的“厦门样板”,以点带面、连线成片,逐步通过成果推广形成规模效应。 1.搭建智慧互动服务平台 建设源网荷储多能智慧调度系统,实现源网荷储的协调互动和安全运行。拓展高精尖电压敏感用户电能质量感知与电压暂降治理智慧互动平台,实现电压暂降监测评估与风险预测,为用户主动提供治理辅助策略与效益分析。 2.深化智能配电台区应用 加快推进台区自动拓扑、台区能源自治等功能研究应用,积极推动终端即插即用、端云协同等关键技术的落地实践。 3.推动5G技术在配网应用 依托SA组网模式的外场验证环境,加快开展分布式自动化终端、配网差动保护端到端通信,用电信息采集及站房巡检机器人等业务5G外场验证测试,验证5G网络在复杂地理环境下的控制类业务端到端的时延、速率等性能指标,实现了不同业务的网络切片功能。 4.建立配网全景感知图谱 基于电网设备全景感知综合应用系统实现对配网中低压运行、用户侧、储能侧、智能园区等的整体感知和深度应用,实现与现有各生产系统功能的深度融合,提升传统业务管理效率,加快服务响应速度。  ...
对于许多都市人而言,地铁作为每天上下班通勤的首选交通工具,已成为日常生活必不可少的一部分。上海交通指挥中心最新数据显示:上海地铁日均客运量超过 1 100万人次。 人们每天享受便捷安全出行的背后,不仅有地铁工作人员在各自岗位上的坚守和付出,同时稳定可靠的供电系统是确保地铁正常运行的首要保障,这就好比整个轨道交通网络的“心脏”,为日夜穿梭在地下和地上空间的地铁提供强劲动力。 1993年5月,上海地铁一号线开始试运营,使上海交通实现了立体化,进一步缓解上海的交通压力。这条地下长龙贯穿上海最繁华的闹市中心,日运载设计能力约100万人次。 时隔26年,现已有十多条地铁线路宛如城市脉络般布满上海,延伸、触及到更多的角落,惠及更多老百姓。早晚高峰时段,人流如潮水般涌入地铁站。万一这时,广播通知因线路故障,地铁站采取限流措施,就会像“晴空霹雳”般,扰乱每位出行者的行程。 上海地铁一号线 敢为中国先 从一号线便开始服务上海地铁的西门子中压气体绝缘开关柜,历经多年一直没有令人失望。上海地铁供电公司总经理郭德龙回忆当年,饱含感情地说:“上海地铁敢为人先,在第一条地铁项目中就选用了气体绝缘开关柜,这在当时是全国首例,备受瞩目,比第二个同类型地铁项目早了整整10年。” 确实,早在20世纪90年代初期,国内还以空气开关柜为主流。考虑到地铁变电站往往曝露在地面以下,潮湿和污秽在所难免,气体绝缘开关柜脱颖而出。西门子中压气体绝缘开关柜得益于一次高压部件终生气密压力系统以及单极可靠绝缘,密封电缆插头等设计,使其不受恶劣环境影响,并防止异物进入。而且,西门子中压气体绝缘开关柜的免维护设计确保人身安全,节省运维费用,实现了更高的供电可靠性和更长的服务寿命,甚至高达40年。气体绝缘开关柜的可靠性在地铁行业实施中得到了体现。要知道,西门子中压气体绝缘柜成功安装在海拔超过5 000 m的唐古拉山的变电站,为青藏铁路提供电力,十余年来当地苛刻的高海拔、超低温环境也丝毫没有影响供电的稳定性。 历经26个年头,上海地铁几乎所有的线路背后都可以找到西门子中压气体绝缘开关柜的身影。目前有超过3 000台西门子气体柜在服务上海地铁的各条线路,踏踏实实地为列车输送稳定的电流,仿佛是城市脉络的坚实后盾。 广泛应用在地铁项目中的西门子中压气体绝缘开关柜8DA/B 经典永传承 基于多年来在技术、生产和应用方面的经验,西门子率先将气体绝缘开关柜技术引入中压领域(6~40.5 kV),于1982年3月推出世界上第一间隔中压气体绝缘金属封闭开关设备,充气柜的型号为8DA10型(单母线)和8DB10型(双母线),并在全球范围内成功运行。 除了能确保操作人员安全,其紧凑、模块化和免维护的设计,都传承了西门子的一贯品质。同时,此系列开关设备气密单极封闭、多气室的设计使得其在运行过程中不会发生相间故障。西门子中压气体绝缘开关柜既能按照客户需求订制,又能提供标准化的、具有成本优势的产品解决方案。成熟可靠的开关柜理念、更低的生命周期成本以及久经验证的西门子质量,使得西门子中压气体绝缘开关柜成为地铁铁路、配电系统、工业企业以及公共设施的首选。其不畏海拔高度以及恶劣环境影响的优秀品质,更使得其在某些特定行业及领域繁花似锦。 目前,西门子中压气体绝缘开关柜已成功应用于几乎所有行业,如机场港口、汽车业、楼宇、石油石化和铁路运输等,超过1 0万台8DA/B系列开关柜成功在全球交付使用,中国也已经过万台。西门子中压气体绝缘开关柜不仅是目前运行中最多的开关柜之一,且由于其本身特点,可以既满足设计要求,又可以为客户节省一定数量的开关柜。可以说8DA/B系列开关柜对重要的用户、重要的变电站和重要的负荷设备,都是最好的、长期效益最佳的选择。 随着技术的不断发展,例如继电保护装置等的进步,物联网技术的不断发展,GIS开关柜将更趋智慧及完美,而西门子30多年的SF6绝缘介质的成功运行经验,以及超过20万面气体绝缘开关柜交付使用(一次配电系统)的经验也将不断传承下去。 急客户所急 得益于全球采购战略,中压气体绝缘柜由西门子中压开关技术(无锡)有限公司生产。作为西门子全球中压气体开关柜位于德国以外最大的生产基地,无锡厂生产的西门子气体柜已经有超过80%的零部件实现本地化,核心的进口部件也设有长期安全库存,在积极保证生产的同时,还解决客户紧急需求。 西门子中国配电系统事业部的项目管理团队服务上海地铁客户已经20多年。说起上海地铁,大家还是充满激情。西门子服务可以称得上是“急客户所急”。如果客户有需求,即使是由于其他品牌设备原因引起的供电故障,西门子技术团队也会随时赶赴现场,尽可能地配合故障分析并实现恢复送电。 西门子在上海有强大的项目管理团队,也有常驻服务工程师,令响应更迅速。 多年来,西门子逾50万台开关柜在世界各地运行,为各行各业的客户输送稳定的电流。长期的承诺依赖的不仅是质量可靠的产品,而且也离不开周到的服务。 地铁线路穿城而过,不仅在北上广这些特大型城市,而且,在越来越多的二三线城市,地铁也成为城市靓丽的风景,是人们出行的便利选择。 纵观整个城市版图,轨道交通线路如偌大画布上画笔交错游走留下的痕迹,背后可靠的配电设备为其注入更强劲的活力,脉动全城。...
国之重器,制造为本,一国的经济实力与机械制造业的发展程度关系莫大。依赖于工业化进程及机械制造业的崛起,目前中国已建立起世界上门类最全、规模最大的机械制造业体系。睿智的制造商主动布局,以求在数字化时代抢夺竞争制高点。 2020年新冠疫情爆发则将这一概念推向现实,只有率先实现“数字化”、“智能化”转型的制造商,才更具备抵抗风险的能力。 常州市乐恒自动化设备有限公司(以下简称“常州乐恒”),一直以来是一家力求创新的企业,为了实现传统集成商的角色转变,摆脱单一客户、行业的困境,常州乐恒开启了智能制造探索之路,寻求软硬件及服务的全面升级,而这一需求与威图(Rittal)及其姐妹公司易盼(EPLAN)联袂打造“软件+硬件+服务”价值链体系不谋而合。 机械行业的转型之急 转型智能生产是当前机械行业制造商发展的一次关键性升级。常州乐恒开启打造“智能化”与“数字化”的“双引擎”,作为一家专业生产电柜且产品远销海内外的传统集成商,常州乐恒时常会遇到短周期、大批量交付订单,此次升级更应聚焦设备的自动化应用以及软硬件的数据化协同。同时,作为一家生产规模位于行业前列的机械制造商,常州乐恒需保证生产过程中电气、温控等系统的稳定运行,并在此基础上尽可能节约环保,控制成本。 因此,常州乐恒亟需一家能够从工程设计、加工制造、工厂运维等各个方面提供专业化解决方案的合作伙伴。 威图价值链助力“智造”升级 在充分了解了常州乐恒的需求后,威图(Rittal)和易盼(EPLAN)为其提供了“软件+硬件+服务”的完整价值链,助其实现生产全周期的价值全面提升。 首先,易盼提供机箱机柜柜体设计软件 Pro Panel、制造商数据库Data Portal以及电气设计和管理软件 Electric P8,帮助常州乐恒在一体化及集成化程度高的数字化设计平台中进行电气控制和机柜设计,而这些设计数据还可向下游精准传达,帮助下游生产环节实现价效率、价值的全面提升。 在硬件及设备自动化方面,威图自动化系统(RAS)提供了卓有成效的解决方案组合,为常州乐恒的电气控制、开关柜制造的每一个生产环节提供了专业的智能解决方案;威图TS 8系列柜机则凭借稳定、高质量的电气性能确保了常州乐恒车间设备的运行稳定性;同时,威图BLUE E+温控解决方案以无损组件的冷却方式显著延长了机箱机柜和空调组件的使用寿命,且平均节能可达75%。威图BLUE E IoT 适配器则为常州乐恒实现了温控系统的远程运维、监测预警,充分助力数字化升级。 在整个项目的交付过程中,威图从技术环境分析着手,为常州乐恒提供了电气选型、软件配置、设备调试、指导培训等高质量服务,有效帮助常州乐恒实现从设备到环境再到技术人才的全面升级。 如今,传统机械行业的数字化改造正如火如荼,作为机柜行业的创新先锋,威图(Rittal)携手易盼(Eplan),以具有行业前瞻性的“软件+硬件+服务”的价值链体系帮助常州乐恒实现了生产全周期的智慧升级,为布局工业4.0奠定了坚实基础,也给期待实现数字化升级的机械行业同行树立了标杆。 威图德国——力量和远见! 德国威图(Rittal)自1961年成立以来,经过不断发展,成为世界领先的箱体技术和系统供应商,威图产品包括机箱机柜系统、配电组件系统、温控系统、IT基础设施和软件与服务。 威图在全球拥有19家高技术生产工厂,60余家国际性子公司、70余家代理机构、150余个销售和物流中心、10,000余名员工、1,500余项专利。威图是欧盟标准委员会 制定机柜标准的5个成员之一;并且连续5年被德国权威机构(CRF)评为“德国顶级雇主”;被全球知名的咨询机构 埃森哲(Accenture) 评为全球增长速度最快的2000家企业之一,而德国只有6家公司在这个名单中。 威图中国 1996年,威图进入中国市场;2001年,威图电子机械技术(上海)有限公司在松江正式成立;2004年3月松江工厂建成投产,它是威图在亚太地区的研发生产中心。威图在当地政府的大力支持下,得到了飞速发展。公司员工数量从2004年的100多名发展到2015年超过1000余名;自2012年至今,威图连续多年被政府评为纳税标兵企业。2016年度荣获政府颁发的区域经济贡献奖以及领军企业特别奖。 目前,威图在中国设有5个物流中心、1个中央仓库、13个销售办事处,拥有员工近1,200名。十多年的耕耘,威图产品受到了中国客户的广泛认可,并先后多次参与国家重大项目的建设,同时也被众多知名企业列为指定供应商。威图拥有受中国政府保护的专利项目1500余项,2011年威图更凭借其领先的创新技术通过了国家高新技术企业认证。 威图产品涉及机柜、温控、配电和IT基础设施等领域,其产品的丰富性和系统性,广泛地应用于各工业领域,如机床制造、汽车、化工、电力、IT以及电信等。...
· 业界领先的 ODB++ 数据交换格式现已扩展到 ODB++ 系列,可提供涵盖设计、过程和制造信息流的完整端到端数字解决方案 · 新的 ODB++Process 格式完善了整个数字线程开放格式的完整解决方案,帮助客户利用全面的机器编程数据集,快速可靠地推出新产品 · 完整的电子制造流程数字化双胞胎可帮助客户充满信心且高效地实现其最新的智能工厂或工业 4.0 计划 西门子近日宣布对其行业领先的 ODB++™ 语言智能单一数据结构进行扩展,该数据结构可利用针对整个数字线程的开放式数据格式的统一电子制造解决方案,将 PCB 设计转移到制造、组装和测试中。西门子数据交换格式在全球拥有 50000 多家 ODB++ 用户,现更名为 ODB++Design、ODB++Process、ODB++Manufacturing,并全部归于 ODB++ 之下。其中最新的数据交换格式 ODB++Process(以前称为 OPM)有助于在不同机器、软件供应商和独立流程之间实现过程工程信息的开放式交换,从而帮助加快新产品导入 (NPI) 并实现“首次即成功”的制造,目前还没有其他标准机构或解决方案提供商提供该功能的数据交换格式。 该数据交换解决方案不仅免费,并且已经得到市场验证,能够帮助用户轻松地将机器程序从一种机器类型转移到另一种机器类型,例如来自不同供应商的目标机器或位于不同平台上的机器。ODB++Process 格式提供了过程工程信息的开放式交换,可以将其转换为能在任何生产机器或工作站上立即使用的数据。 高迎检测技术有限公司(Koh Young Technology) 首席销售官 JD Shin 先生表示:“借助像 ODB++Process 这样的单一组装格式文件输出,可以在整个生产线上通过 vShapes 标准化设备封装库,帮助我们将检查设备和贴片机等机器之间的程序差异最小化。改进的编程方法可减少人为错误和差异,并显著缩短 NPI 编程周期。而且,ODB++Process与机器无关,可以在不同生产线之间轻松地转移生产组装数据和工艺要求,甚至能够在世界各地的工厂之间进行转移。” 在支持完整产品设计数据表述的 ODB++Design 和归一机器车间数据的 ODB++Manufacturing(以前称为 OML)基础之上,ODB++Process 现在让电子产品的开放式从设计到制造的数字线程形成完整闭环。每一个智能数据交换模块都是中性且开放的,支持所有 SMT 机器供应商(放置、检查、测试和焊接)和所有 EDA 软件提供商。借助完整的电子制造流程(产品、工艺和性能)数字化双胞胎,客户可以充满信心且高效地实现自己最新的智能工厂或工业 4.0 计划。 这些数据交换格式解决方案提供了完整的电子制造信息流数字化双胞胎: · ODB++Design:完整的产品设计数据表述,由设计工具创建,用于制造、加工、测试和装配分析 (DFx) 的设计,是电子装配和加工的设计数据的单一载体。 · ODB++Process:用于准备设计数据并将其转换为可在任何生产机器或工作站上使用的格式。 · ODB++Manufacturing:所有车间事件的规范,在机器之间以及机器与智能工业 4.0 软件解决方案之间都是双向的。 西门子数字化工业软件 Valor 部门总经理 Dan Hoz 表示:“西门子是 IPC 的活跃成员,我们将继续投资于自己的数据交换格式,以确保为全球社区提供出色的质量和资源。我们对多领域数字化解决方案的专注将持续为客户提供关键优势,帮助他们以极小的风险和更快的盈利时间来生产创新产品。” 西门子最新的数据交换格式 ODB++Process 有助于在不同机器、软件供应商和独立流程之间实现过程工程信息的开放式交换,从而加快新产品导入 (NPI) 并实现“首次即成功”的制造。 西门子数字化工业软件致力于推动数字化企业转型,实现满足未来需求的工程、制造和电子设计。西门子 Xcelerator 解决方案组合可帮助各类规模的企业创建并充分利用数字化双胞胎,为机构带来全新的洞察、机遇和自动化水平,促进创新。 西门子数字化工业集团(DI)是自动化和数字化领域的创新领袖。数字化工业集团与合作伙伴和客户一起,推动过程与离散行业的数字化转型。通过数字化企业业务,数字化工业集团为各类规模的企业提供可以集成在整个价值链的端到端产品、解决方案和服务,并实现数字化。针对各行业的不同需求,数字化工业集团不断优化其独特的业务组合,帮助客户提升生产效率和灵活性。数字化工业集团持续创新,将前沿科技不断融入产品系列。西门子数字化工业集团总部在德国纽伦堡,在全球拥有大约7.6万名员工。 关于西门子在中国: 西门子股份公司是全球领先的技术企业,成立170余年来,始终以卓越的工程技术、不懈的创新追求、优良的品质、出众的可靠性及广泛的国际性在业界独树一帜。西门子业务遍及全球,专注于发电和配电、服务于楼宇和分布式能源系统的智能基础设施,以及针对过程工业和制造业的自动化和数字化等领域。通过独立运营的西门子交通业务,西门子作为轨道和道路交通领域领先的智能交通解决方案供应商,正在重塑全球客运和货运服务市场。凭借在上市公司西门子医疗股份公司和西门子歌美飒可再生能源公司的多数股权,西门子在医疗技术和数字化医疗服务以及陆上和海上风力发电等领域也是全球领先的环境友好解决方案供应商。西门子自1872年进入中国,140多年来始终以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地对中国的发展提供全面支持。2019财年(2018年10月1日至2019年9月30日),西门子在中国的总营收达到84亿欧元,拥有超过3.5万名员工。截至2019财年,西门子在中国拥有超过21个研发中心,超过5000名研发和工程人员,以及大约13200项有效专利及专利申请。西门子已经发展成为中国社会和经济不可分割的一部分,并竭诚与中国携手合作,共同致力于实现可持续发展。...
“变者,天道也”。于企业而言,处于时代变革中,是被动裹挟、仓促应对,还是主动出击、积极部署,已成为企业是否能抢占先机、重塑竞争力的首要特征。 如今,全球领先的全彩LED显示应用与服务提供商——深圳艾比森光电有限公司(以下简称艾比森)在智能制造浪潮下,与三菱电机携手开启了新一轮变革的序幕:在e-F@ctory理念和技术框架下,建立为“以客户为中心”战略服务的最优体制,打破信息孤岛、延伸产业链管理、解决知识自动化难题,推进产线规划、流程再造和管理优化,赋能未来先进制造。 艾比森园区风貌 艾比森车间一角 缘来由此,面向智能制造的数字化转型 不久前,艾比森凭借数字化转型的成功探索与实践,入选了由清华大学全球产业研究院发布的“2019中国数字化转型新锐榜”,艾比森副总裁丁崇彬也荣获“2019中国数字化转型先锋人物”。付出的努力得到了业界认可,让我们走进艾比森,感受e-F@ctory带来的变革力量。 艾比森副总裁丁崇彬先生 丁崇彬先生介绍,艾比森计划在2020年,完成“以客户为中心”的流程组织构建,进入信息化2.0时代,“出于战略定位和业务需要,强化制造能力,智能制造是必由之路”。以客户为中心是重大的战略转变,意味着商业模式的改变,整体流程由客户需求出发,逆向反馈到设计、研发和生产系统,搭建高效化、流程化和数据化的运营网络,将制造业现场和信息系统进行高效协同,满足更具有竞争力的定制化需求。 2015年,艾比森惠州工业园建成投产后一年,管理层决定开始进行深入的市场调研,选择切合艾比森的智能制造模式。 市场调研,三菱电机可提供最优智能制造路径 艾比森MES项目经理王次平总监是调研组的负责人之一,他强调了调研的重要性:“董事长丁彦辉先生倡导产品实现、先进制造、资本资金、国际销售、管理基础、团队文化等六个核心竞争力。我们开始走访很多企业,思考如何提升这六个核心竞争力的水平。制造端的方案和途径很多,我们必须避免试错成本和实施风险。” 艾比森MES项目经理王次平总监 调研测评由案例可行性、品牌知名度、行业适用性、团队专业度和成本要素等方面综合打分。“三菱电机在测评中获得一致认可。首先,三菱电机是制造型企业,方案输出很多,效果也非常好。其次,三菱电机与艾比森具有行业贴近性,能更好地提供制造经验。第三,三菱电机是自建团队,专业性和敬业程度都很高。”王次平给予了三菱电机极高的评价。 企业咨询,智能制造规划设计的第一步 在走访了三菱电机大连工厂、常熟工厂和三菱电机日本多家制作所后,艾比森与三菱电机签订了合作协议,三菱电机在e-F@cotry框架下助力艾比森搭建可持续演进的智能制造系统蓝图,提供从咨询到SCADA系统,实施FA-IT和硬件导入的综合方案。 智能制造信息化建设蓝图 在智能制造项目中,咨询往往被当作服务的一部分,为咨询单独立项的情况并不多见。“从企业内部看,艾比森不断自上而下推行各个业务板块的信息化系统,从战略主航道上强化销售端的拿单能力。但是,统合这些系统需要进行周密的部署,我们希望独立的咨询能从更广的视角切入,有针对性地提出问题,而不是只为后期的产品导入做铺垫。” 丁崇彬进一步解释说,“我们希望在做产线调整和系统整合的时候,能够借鉴三菱电机制造领域的经验,导入先进的方法论和工具,进一步提升企业管理能力。” 三菱电机该项目的负责人张建已经成为这里的“常驻大使”,从生产技术咨询、业务梳理和信息化规划,到生产线布局、业务流程、工艺梳理、仓储物流、设备可视化管理等方案设计,他承担了现场勘察、汇报总结、多方沟通的职责,“三菱电机很多技术部的同事来这里一住就是好多天,日本的专家也来现场支持,我们希望能把三菱电机在生产制造和生产管理中的经验都分享出来,帮助客户解决现场课题。” 导入SCADA系统,e-F@ctory促进FA和IT融合 FA(工厂自动化)与IT(信息系统)融合,设备联网和数e-F@ctory据采集是一大难题。艾比森借助三菱电机在电子制造业行业深厚的行业知识和广泛的合作生态,有力解决了这一课题。“首先,双方确定哪些数据需要采集;然后,定义和解读设备的关键参数;接下来,增加自动读取可追溯性数据,并进行品质管控;第四步,导入MC Works,将数据进行分析后,实现可视化管理。”张建详细介绍了三菱电机SCADA系统的实施步骤。 三菱电机为艾比森建立先进的SCADA系统架构 “三菱电机在产线上增加了二维码雕刻和识别设备,为芯片添加了‘身份证’。”艾比森IT组组长刘礼健介绍,二维码包含了芯片的生产信息,通过管控点的扫描枪准确记录产品信息,实现了产品品质可追溯。“还能够实时管控各节点流程,防止人为因素导致的不良,在漏站和重复过站等异常情况下停止轨道行进。” 视觉识别二维码读取芯片信息 芯片二维码可追溯生产信息 通过对生产设备进行数据采集、分析、呈现,迅速在工厂实现了设备状态、生产情况、品质管理、故障预防和分析的可视化和实时可控,从而实现计划协同、采购协同、生产协同、销售协同等多方面目标,提升企业上下游的协同与整体决策能力。“实现了可视化、可分析、可改善的e-F@cotry智能制造。”张建自豪地介绍。 产品信息采集 生产可视化管理 深化合作,实现数字驱动的智能制造 2019年11月21日,恰是项目启动一周年,也是项目取得阶段性成果的时刻,艾比森举办了隆重的项目总结会,邀请重要客户、行业媒体、合作伙伴和公司管理层现场听取汇报,参观工厂运行效果。无疑,这些成功经验对于智能制造路径探索具有研究和借鉴意义。 艾比森董事长丁彦辉先生 合作思考一:相互信任,规范落实 在项目中,艾比森的IT部门被设为一级部门,项目也被设为优先等级。丁彦辉董事长在项目启动会上曾要求:“除非是根据艾比森的产品和行业特点做了调整,哪怕我们自己削足适履也要按照系统规范去做”。目前一期项目目标已经圆满达成,未来需要进行新的思考,解决先进制造面临的多种课题。 合作思考二:实战中培育人才团队 艾比森通过实战,已经培养起一支40多人的人才队伍。王次平在项目总结会中上说:“艾比森善于选择同一格局的合作伙伴,和优秀的企业一起,在项目实践中积累,这也是艾比森选择三菱电机的重要原因。”这与三菱电机的合作初衷相契合,三菱电机期望通过各种渠道培养行业人才,为自动化发展和智能制造实现提供坚强支持。 结语: 艾比森在十八年的发展历程中,不断鼎新革故,率先在业内突破10亿元销售额大关,出口份额占比70%以上,在美国、德国、日本、巴西、墨西哥、迪拜、俄罗斯、阿联酋等国家均设立了子公司,已成为全球领先的全彩LED显示应用与服务提供商。 三菱电机e-F@ctory基于近百年的制造经验,致力于FA和IT的深层融合,促进自动化控制技术的迭代更新,并不断导入AI技术、边缘计算、TSN技术,实现立足制造现场、贯通供应链和工程链的智能制造。现在,艾比森与三菱电机携手夯实智能制造基础,未来必将实现由数据驱动的智能制造。...
韩国智慧工厂(KOSF)是由韩国政府成立的联盟,专注于为工业机械和过程自动化领域开发解决方案。该协会的主要使命是为因财力和技术有限而难以独立开发新型智慧工厂解决方案的中小型制造商提供支持。KOSF致力于提供关键技术和解决方案,这些解决方案能够帮助中小企业提高生产力,在市场竞争中站稳脚跟。 KOSF的重点项目之一是智能工作站(smart cubes),这些单元化工作站能在自动化生产过程中执行指定的任务,比如质量检验、测试单元、机器人组装、包装处理等。智能工作站作为智慧工厂中的集成式单元,可以对整个制造过程预先进行模拟和建模,从而有效地节约成本和时间。移动式智能工作站配有轮子,能够灵活移动,连接在一起,组成完整地生产流水线。 挑战:工作站之间地自动互联 智能工作站通过远程导航实现互联,从而组建定制化生产线。因此,连接设备需要具备良好的耐用性和耐插拔性。连接器配置必须能够实现数据传输、用于人机通信(M2M)的信号传输、压缩空气连接以及电源连接等。随着智能工作站解决方案的不断发展演化,连接器还需具备模块化配置性能。  KOSF的智能工作站左右两侧板上配有两个大型导向装置和两个可连接其他单元的爪具,利用这些配置即可实现单元间的远程互联。因此,连接器除了需要具有良好的耐用性、安全性和可靠性之外,还需要能够补偿偏差。 解决方案:可配置的模块化连接系统CombiTac 模块化CombiTac连接器系统具有公差补偿功能,并且在两个智能工作站互联时能确保最高的接触稳定性。无论是流体,还是涉及数据和信号或任何其他与电源相关的组合,连接类型完全可根据需要进行配置。这种模块化连接解决方案可以作为面板安装系统集成到任意结构中。 客户应用:实现灵活的定制化生产线 史陶比尔提出的这套解决方案凭借其可靠稳定的表现,以及CombiTac在压缩空气连接模块中的坚固性,给KOSF留下了深刻的印象。该解决方案的连接高效性,也进一步印证了其出色的性能。凭借该方案,智能工作站能快速互联,并且将所有连接类型集成在一起。史陶比尔工程师随时随地提供服务,双方通力合作,开发出工作站互联的最佳工程解决方案,为KOSF移动式生产过程自动化单元的模块化概念提供了支持。智能工作站的实现,得益于史陶比尔产品所具有的可靠性、耐用性等优势以及强大的模块化CombiTac系统。  “我们非常感谢史陶比尔员工给出的个性化咨询方案,而且他们全身心地投入到我们的项目。CombiTac模块化解决方案兼具耐用性和可靠性,是我们的智能工作站实现高效互联的完美选择。”——项目经理 Chan-Hee JANG...
随着全球制造业迈入智能制造,企业以智能优化生产制造,提升企业市场竞争力,已是必然趋势。传统电子组装行业,贴片机上料防错、锡膏及湿敏元件在线使用管控、钢网使用次数统计等都是通过传统的人工作业方式,容易出错并造成品质不良,并且影响生产。此外,生产进度及库存状态无法实时掌握、设备/物料异常无法及时处理、设备参数需手动调整、信息不透明、贴片机无低位预警、焊点位置度测试/功能测试无SPC管制等问题也一直困扰电子组装业企业。 在面对少量多样的订单时代,市场的需求日益复杂,越来越多的电子组装企业发现,工厂目前的信息化水平很难满足多样化、客制化的需求,对企业精益化管理也带来极大挑战。因此,发展MES技术成为电子组装业推行信息化进程中举足轻重的一环。 台达DIAMES制造执行管理系统 以 IPO(Inputs/Process/Outputs)的方式,从前期准备(工厂建模、料卷/料枪/钢网/刮刀等条码化、物料 BOM 展开等)到执行过程监控(上料防错、治具使用寿命管理、即时数据收集、看板管理、自动化整合等),再到数据、报表的效益分析,进而管理,达到精益生产与持续改善。   台达最新解决方案:从诊断到元件管理都不用人员监管 台达为某领先精密光电薄膜元器件制造商提供了一套完整的电子组装业数字划工厂解决方案,主要通过台达 DIABCS整线自动化控制系统搜集所有设备资料与数据,上传 DIAMES 制造执行管理系统,实现制品管理、设备管理、质量管理、异常分析、预防保养等功能。方案并与 ERP、WMS 等系统整合,帮助企业整合计划、生产、仓储等环节,达到内部信息协同化与透明化。 针对表面粘着 (SMT) 制程普遍关注的重点, DIAMES的SMT模组提供相对应的解方,包含: 上料防错:通过扫描物料、料枪及料架站位条码,与系统中料站表作比对,一致则通过,不一致则警示;支持替代料的管控。 低位预警管理:实时获取贴片机耗料、抛料信息;当剩余数量低于设定的预警管控线时,触发低位预警,并通知仓库提前备料,实现 JIT (Just In Time)供料。 湿敏元件管理:设定湿敏元件等级代码及允许暴露时间;管控湿敏元件时效性,避免元件质量异常造成成本浪费。 治具管理:机种使用钢网/刮刀防错管理,提供追溯查询分析;钢网/刮刀使用次数记录,达到使用预警次数提示保养,超过上限次数,报警管控;领用、归还时提供治具量测功能,确保质量。 锡膏的全生命周期管理:计算回温时间,回温时间未到和超过进行报警或报废;开封以后开始使用,开封未用完的进行回存,并进行机种防呆校验。   全面整合工厂资源:提升效能、质量、生产力 面对全球智能制造浪潮,制造工厂转型刻不容缓。IT顾问公司 Gartner 曾分析,全球的联网物件数于“2021年将达到 250 亿”,接下来最大的技术挑战将是,面临“不同品牌设备,通讯协定各异”的数据整合难题。 台达DIAMES 成功扮演了智能制造承上启下的角色,将计划层与现场设备层无缝对接起来,执行 ERP 系统制定的生产计划,整合工厂内、外部资源,提升生产效率和管理执行能力,从设备层、控制层、管理层三层搭建智能工厂。 在实际上线使用后,台达 DIAMES制造执行管理系统的智能制造应用为客户带来以下效益: 提升生产力:低位预警,提前备料,减少待机时间;节省近半的备料周期工单完工清尾时间。 提升质量:实时的质量异常管制,掌握不良率状况,让人员持续追踪和管制不良品的处理;通过日本原厂稽核;达到0错料事故月发生率。 提升效能瓶颈:上系统后每颗镜头的检查时间缩短约50%,节省约75%的换线时间。 面对全球智能制造浪潮,制造工厂转型刻不容缓。通过信息整合与数据分析回馈,工厂能提升营运水平,达到降低成本、提高产值,同时积极与具备产业知识、实战经验的伙伴合作,根据自身工厂需求逐步转型智能制造,才是致胜的关键。  ...
在当前日趋激烈的市场竞争中,建设智能工厂成为企业实施差异化竞争、提升自身市场竞争力的重要途径之一。南自自动化在企业现有的基础上,结合多品种、小批量和离散型制造的生产特点,建立了具备自身特色的数字化、自动化、网络化和精益化制造系统,在行业内起到了标杆引领作用。   顺应新趋势,把握新需求 1. 行业发展新趋势 伴随着中国电力制造业发展步伐的不断加快,中国电网也得到迅速发展,特别是智能电网建设已成为我国电力建设的主要方向。我国计划2020年全面建成统一的坚强智能电网,初步实现建设世界一流电网的目标。作为电力行业二次设备的主要制造商,面对激烈的市场竞争格局,同时为了不断满足包括电力、工业等应用领域在内的快速发展的市场需求,迫切需要应用自动化和信息化技术对传统工厂进行升级改造。 高端、精密且技术密集、集成化的智能制造装备,有效缩短了产品研发与生产周期,大幅度提高了产量和质量,支撑了更加严格的生产安全与可追溯性要求。智能工厂是实施智能制造的基础,智能制造具有以智能工厂为载体、以关键研发与生产制造环节智能化为核心、以端到端数据流为基础和以网络互联为支撑等特征,能够有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量和降低资源能源消耗。在当前日趋激烈的市场竞争中,智能工厂的建设成为企业实施差异化竞争策略、提升自身市场竞争力的重要手段之一。 2. 企业发展新需求 由于传统制造业过多的依赖人力进行生产,因此收集完整、可靠的数据化信息非常困难,同时人为因素也造成了质量的不可有效控制和追溯,直接影响了企业的竞争力。用智能化生产系统代替人工劳作,一方面帮助企业节约了劳动力成本,另一方面则促使企业将节约的资金投入到提高全要素生产率的领域,进而推动生产管理、人力资源管理及信息化管理等的转变和创新。 作为电力设备制造商,南京国电南自自动化有限公司(以下简称“南自自动化”)在多品种、小批量和离散型智能制造行业中,面对的市场竞争格局越来越为复杂,不仅需要面对激烈的国内竞争,同时也参与到了国际竞争当中。为此,企业迫切需要应用信息化、网络化、自动化和智能化技术对传统工厂进行升级改造。 建设电力装备智能制造项目被南自自动化视为超越竞争对手、取得成功的关键。该项目是将信息技术与制造技术深度融合的对标项目,充分体现了数字化、智能化制造的行业发展方向。 电力装备智能制造解决方案 针对电力产品多品种且小批量的生产模式,南自自动化自主设计了生产工艺流程,通过校企联合开发NEW MES系统,构建了车间的数字化制造平台,实现了制造数据管理、计划排产管理、生产进度管理、库存管理、质量管理和工艺文件管理等,同时通过智能设备的互联互通,实现了全生产过程中的数据采集,有效降低了生产成本,在确保按期交货的同时,还大大提高了产品质量和服务质量。 1. 打破信息孤岛,实现系统集成 为了解决日益突出的“信息孤岛”问题,南自自动化将3套信息服务系统——ERP、MES和条码系统集成为NEW MES,如图1所示,实现数据采集和资源共享。NEW MES系统被定义为位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统,它为操作人员和管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料和客户需求等)的当前状态,目的是解决工厂生产过程中的黑匣子问题,实现生产过程的可视化、可控化。 图1 NEW MES信息流图 NEW MES系统直接指导生产一线的操作工人、生产线和库房的管理人员,通过手持PDA或条码扫描枪进行操作,数据通过覆盖整个园区的无线网络传递到NEW MES服务器,NEW MES系统将数据处理后,再传递到ERP接口,在ERP中实现物料转移和财务核算。NEW MES系统上线投入使用后,实现了对计划、生产过程、质量、工艺、库房、设备和资料等的信息共享和统一管理。 NEW MES系统体系架构如下: (1)计划管理 计划管理主要包含从ERP导出插件、装置和屏柜的生产计划,生成配料计划,制定作业计划,进行挪料管理和BOM查询等。 (2)非标管理 非标管理主要针对非标准化的生产过程,如新品、变更以及产品技术和参数更改需要完成的各种处理。非标管理中的大部分功能在现有MES系统中都已具备,新系统中将结合条码和用户的新需求,对其进行整合,以提高系统的运行效率,满足生产管理的需要。 (3)工艺管理 工艺管理是本系统中最为复杂的部分,需要跟踪到生产过程中的每个工艺流程。在这个过程中,从工单被制定了作业计划后即产生条码,条码可以定位到每一个插件、装置和屏柜,将来还可以追溯到每个元器件成品。 在生产流程控制中将条码与转序结合,在插件生产中让条码驱动转序,并且要在需要扣料的工序为ERP生成接口数据,便于ERP中实现物料扣除。 (4)条码管理 条码管理模块可以生成、打印元器件、插件、装置、工业交换机屏柜和外购设备的条码,还可以识别作废的条码和报废的插件。 (5)合格证管理 该模块对出厂产品实现合格证的电子化管理,使每一个出厂产品都有唯一的合格证ID,并且通过打印方式出具合格证,有效地避免了外部产品的仿制和假冒问题。合格证管理模块包含了生成合格证、变更合格证、打印合格证和作废合格证功能。 2. 利用信息化技术,实现生产过程自动化、智能化 通过信息化改造,建立NEW MES系统的仓储物流、计划分析和产线生产模块,可对物料进行齐套分析、信息化派工。仓储、物流和产线可通过各智能终端获取并传递生产信息,施行齐套下单、配料上线、信息化派工及生产,减少物料缺项及纸质信息传递的等待和浪费。图2所示为NEW MES生产功能流程图。 图2 NEW MES生产功能流程图 3. 自主开发智能测试系统,大幅提高生产效率 南自自动化自主开发了PCBA在线式自动测试系统(如图3所示)和IED装置的自动化测试系统(如图4所示),并集成到生产线,对产品进行在线测试,替代了原有的手工模式。通过扫描产品条码,实现了自动选择相应的测试程序,对产品进行耐压、功能和在线老化测试,同时各测试步骤间还具有防错和追溯的功能,测试效率提高200%。 图3 自主设计的IED自动测试系统 图4 自主设计的 PCBA自动测试线 整个测试系统在条码信息采集时用数据库记录并管理产品的序列号和测试信息,并定期发送到NEW MES服务器端以便工作人员查询产品的条码、测试结果和一次通过率等信息。在条码信息采集阶段,数据库将产品的各组成硬件的序列号及运行所需软件的版本号和产品自身的序列号进行关联,使得在测试过程中测试软件依据输入的产品条码信息即可判定产品的种类,选择相应的测试序列来对产品进行测试,避免了人工干预可能造成的错误。各测试环节中还加入了反查功能,即在进行当前的测试时会检索前一个测试环节的测试结果,检索不到则无法进行当前测试以保证每一台产品都经过严格测试。 自主开发的机器人智能化进料检测系统(如图5所示),测试数据实时上传NEW MES服务器。该系统由上位机主控软件系统、机器人自动入料出料机构及软件系统、仪器仪表自动测试系统、PLC自动控制及软件系统等子系统组成,综合组成了一套完整的自动测试继电器动作电压等级并完成分类筛选的智能自动化测试系统,同时具备测试特殊规格继电器的微小吸合动作时间值的功能。该系统效率比手工操作提高300%,节省人力成本每年约30万元,大大提高了检测的精度与速度。 图5 自主设计的机器人智能化进料检测系统 NEW MES系统的特点及先进性 电力装备智能制造项目的核心是建设NEW MES系统。该系统是在消化吸收国外先进技术和生产经验的基础上,结合企业自身的生产特点和需求,研制开发出的智能化系统。项目实施后,南自自动化提高了生产效率,降低了制造成本,产品质量和可靠性得到显著提升,产品上市时间得到大幅缩短。这种引进和自研、自制相结合的方法与成功经验,在电力装备制造和相关行业具有较强的示范与引领作用。 1. 提高了IED生产线的生产效率,降低了运行成本 通过NEW MES系统驱动生产,解决了企业日益突出的“信息孤岛”问题。通过信息化改造,建立NEW MES系统的仓储物流、计划分析和产线生产模块,对物料进行齐套分析、信息化派工,仓储、物流和产线可通过各智能终端获取并传递生产信息,提高了IED生产线工作效率,优化了流水作业,最终达到缩短合同齐套交货期的目的,生产线整体效率提升50%,减少非增值时间的浪费3 h/天,大大降低了运行成本,可帮助企业每年节省约110万元的制造成本。 2. 促进生产工艺流程的优化,提升了产品的质量 混线生产施行预组装工序,消除了不同型号装置生产的工序差异,优化了生产节拍;适用的装配夹具,减少了装配不良现象的出现;皮带流水作业代替了原先的搬运传递,大大降低了外观的不良;由于手工操作存在着人为操作的因素影响,开发自动化测试机柜,逐步推广至各产线,减少并减轻了员工的劳作需求,同时提高了生产效率和测试质量。经过数据对比,产品的一次通过率由原来的92%提高到接近99%,产线不良品的返工大幅减少。 3. 实现数据的可追述性 通过与NEW MES系统互联,能够实时地将生产数据保存到服务器中,避免了人工记录带来数据的误差与出错,取消了原有的纸质保存记录,实现了数据的实时可追溯性。 4. 自动化测试设备提高了检测的效率和精度 自主开发了PCBA和IED装置智能化自动测试系统,并集成到生产线中,对产品进行在线测试。通过扫描装置条码,实现了自动选择相应的测试程序,对产品进行耐压、功能和在线老化测试,同时各测试步骤间还具有防错和追溯的功能,测试效率提高200%。 做产业升级的先行者 在现有的信息化和自动化的基础上,结合当前企业产品多品种且小批量的离散型制造的生产模式,南自自动化建成了具备自身特色的数字化、自动化、网络化和精益化制造系统,形成了从上游到下游的整合型服务体系,拥有低成本制造基地,帮助企业优化供应链、缩短产品量产和面市所需时间,同时降低了资本投入和生产成本,在行业内起到了标杆引领作用。 该项目建立了设备的唯一身份认证二维码,利用微信企业号中的服务管理中的扫码功能,可追溯该设备的版本、板卡及插件更换记录,给国网、南网乃至各大电厂将来的设备运行维护提供了必要的数据支撑,对系统运维将起到非常重要的支持作用。未来,我们还可以将系统的部分功能开放给用户,通过工业互联网技术,让用户可实时了解到产品全生命周期生产的情况。同时作为设备制造商,我们也可以监测到客户终端的产品运行质量数据,真正实现了与用户的对接。接下来,我们还要继续拓展NEW MES系统中高级排产模块(APS),结合车间资源实时负荷情况和现有计划执行进度,真正实现生产的敏捷制造。...
作为汽车制造业的合作伙伴,LMT TOOLS利美特与国际知名车企保持着长期的合作关系。凭借几十年来在汽车零部件加工领域积累的丰富经验,LMT TOOLS利美特不仅可以为发动机、变速箱等复杂精密零部件提供创新、高效及可靠的专用刀具和加工方案。同时,针对电动汽车关键零部件的加工,LMT TOOLS利美特也已做好充分的准备。 精加工后的电机壳体 随着能源危机的出现,电动汽车应运而生并得到快速发展。从燃油汽车到电动汽车的转变标志着汽车工业及其零部件供应商的价值增值链在缩短,越来越多的车企开始向上游延伸。由于传统的发动机被替代了,电动汽车上机械部件数量大大减少,针对发动机缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴和连杆等零部件的专用加工刀具的市场需求量逐年递减。 与此同时,电动汽车的出现又衍生了新的金属切削项目,比如对电机轴、电机壳体、电池托架以及新增加的各类模具的金属切削加工,其大部分零部件在满足较高的生产效率下,对加工精度和质量要求也更为苛刻。此外,轻量化对于电动汽车也非常的重要。其车身轻量化主要体现在新材料的应用及其结构设计、模具设计和相应的工艺制造技术上,这给刀具和机床制造商提出了新的挑战。 凭借几十年来在汽车零部件加工领域积累的丰富经验,LMT TOOLS利美特不仅可以为发动机、变速箱等复杂精密零部件提供创新、高效及可靠的专用刀具和加工方案。同时,针对电动汽车关键零部件的加工,LMT TOOLS利美特也已做好充分的准备。 用于汽车电机壳体精加工的多刃导条式铰刀 电机壳体主孔大直径的精密加工 电机是电动汽车的关键部件之一,主要由定子组件、转子组件以及零部件端盖和壳体等组成。 作为定子和转子组件之一的载体,电机壳体的加工尤为重要。电机壳主孔的孔径大小取决于定子的大小。由于电动汽车需要足够高的能量密度,所以转子上的线圈直径需要在合理的范围内。一般电动汽车中所用电机的定子直径至少在200 mm以上,这意味着电机壳体主孔直径大小也必须在200 mm以上。对于刀具制作来说,200 mm已经是大直径刀具。另外,驱动电机系统承担着把电能转换为机械能,通过一级变速齿轮,输出电动汽车所需要的扭矩和功率。为了把能量转换过程中的损失降到最低,电机壳体、电机轴和定子等组件等之间的配合必须优化到最合理的区间。在机加工领域,对于电机壳体的加工内容,特别是主孔和轴承孔的形位公差的要求特别严格。电动汽车电机的外形尺寸要求要尽可能小,质量要尽可能轻,功率密度要最优化,因此电机壳体在满足大直径的前提下,只有控制壁厚才能让质量变轻。 LMT TOOLS利美特的PCD螺旋刃玉米铣刀 综上所述,电机壳体具有这样的特征:精度高、直径大和薄壁易于变形。为确保加工精度,LMT TOOLS利美特采用导条刀具设计理念,刀具尺寸可达到微米级调节,支撑导条起到了支撑、导向和吸振的作用,导条的设计能够抵消深孔加工中的变形。 作为汽车制造业的合作伙伴,LMT TOOLS利美特与国际知名车企保持着长期的合作关系。针对电动汽车,LMT TOOLS利美特与保时捷公司率先开展了紧密合作。保时捷公司将其一款新型电动汽车中的电机壳体加工交给LMT TOOLS利美特,由其负责整套项目工艺、加工方案和刀具设计及制造。 根据电机壳体的加工特点,同时为了满足电机壳体主孔和轴承孔非常高的圆度、直径和圆柱度要求,LMT TOOLS利美特为保时捷公司制定了半精加工和精加工方案。半精加工采用多刃的ISO镗刀,其轴向和径向尺寸可以根据精加工要求进行调整,同时安装了PCD刀片,确保高效稳定的加工。精加工刀具采用多刃导条式铰刀设计,在满足较高的直径精度和形位公差要求下,利用PCD刀片高速切削的性能,再加上Z=4的多刃设计,可以在获得较高表面质量的同时,把切削效率最大化,大大提升了客户的生产效率。LMT TOOLS利美特提供的刀具和工艺方案,以超高质量标准完成了保时捷公司对精度和表面质量的苛刻要求。 薄壁且复杂的电池包壳体加工 LMT TOOLS利美特为加工各种不同类型的电池包壳体提供了具有最佳加工策略的相应刀具。LMT TOOLS利美特采用PCD刀片材料和油雾润滑技术的铣削工艺,可减少铣削力对加工质量的影响,确保了加工的经济性。例如,在加工某些轮廓时,最佳的方式就是采用用于大切除量切削的铣刀。在这里,最合适的就是选用LMT TOOLS利美特的PCD螺旋刃玉米铣刀,该铣刀具有超大正前角和最佳布置的容屑空间,与常规铣刀相比可使切削力减少高达15%。 LMT TOOLS利美特的PCD螺旋刃玉米铣刀的加工精度很高且十分耐磨,根据最新的生产技术制造而成。通过优化调整刀刃的几何形状和切削材料,刀具寿命得到大幅提高。更为重要的是,该刀具在加工轮廓时几乎不会产生毛刺。 针对轻型材料的加工方案 对于电动汽车而言,因为净增电池质量达到了300 kg以上,因此对轻量化的需求就更加的迫切。目前,电动汽车轻量化最重要的途径就是使用轻量化材料,工程塑料和复合材料成为汽车轻量化的首选用材。 LMT TOOLS利美特拥有40多年开发工程塑料与复合材料切削技术的历史。作为切削刀具的专家,LMT TOOLS利美特致力于为客户提供适合应用和工件材料要求的刀具。秉承全球合作的传统,LMT TOOLS利美特已将旗下关于复合材料的加工进行整合,从而能够提供更为广泛的面向复合材料的加工刀具,例如面铣切削、成型切削、锯切、铰削、雕刻、钻削与精密孔加工等。为了满足被加工材料多层次的技术需求,LMT TOOLS利美特在切削刀具材料方面为用户提供了一个很大的选择范围:无涂层的整体硬质合金、PVD与金刚石涂层、PCD或MCD金刚石等。...
智能的雄克(SCHUNK)电池组机械手为锂离子电池的生产带来了效率优势。这款智能机械手在一个紧凑的模块中结合了对锂离子电池的灵活搬运、识别以及100%质量检验。几何形状、温度和电量水平方面的所有已记录过程数据和特性曲线均采用在夹持模块等级所集成的PC系统进行处理,并将处理后的信息通过以太网TCP/IP送至工厂控制器和上级数据库系统。 智能的雄克电池组机械手能够在搬运过程中测定所有与质量相关的锂离子电池的几何和电参数 锂离子电池因其较高的效率和储电能力,是实现电动出行和固定储电领域技术的重要组成部分。密集的研发活动使锂离子电池的性能得以快速提高,充电所需时间也大幅缩短。但同时,每个电池组的收益也以每年20%的速度递减。目前,受制于人工操作部分,想要以成本经济的方式大批量生产电池组依然十分困难。例如,从发出单个锂离子电池进行成组工序,到电池包的组装,整个过程仍大量由人工借助测量设备完成监测工作。这一工作耗时巨大,并且操作失误往往会带来海量的错误测量结果数据。预计未来几年行业将会出现需求的快速增长,因此,这一过程必须彻底自动化。 自主监控所有相关参数 主监控所有相关参数为达到这一目的,抓取系统和夹持技术的专家德国雄克公司已经研发出了一款高度集成的抓取系统,能够主动利用其“最靠近工件”的接触位置,自主完成搬运和质检所需的全部生产步骤:机械手轻柔地夹起菱形的锂离子电池,在搬运过程中将其移动到机械手设定的测试位置。 在这里,利用条形码或矩阵码对电池自动进行识别和几何测量。同时,还测定电池表面的温度和曲率,以及其他的重要电参数:用于确定电量水平(SOC)的开路电压,以及隔离电阻、两频率下的阻抗,以确定电容量。利用在抓取模块等级集成的PC系统,可实时将已准备好的信息通过以太网TCP/IP发送至工厂控制器以及ERP系统和上级数据库系统。之后,可自动对出错或有误差的模块的评估情况进行记录,并在必要情况下直接发送到供应商处。这些数据曲线在可视化系统中相互独立地予以显示。利用对测量数据的分析,可获得产品信息以及改进建议。当内部集成质量检验功能完成后,机械手便会将模块生产中的电池组放入正确的生产线上,或将电池组插入到制造商的分配托盘中。而不合格产品会被自动移除。 高效电池组装配:雄克抓取系统实现了电池模块的自动化捡取和堆叠,实现了快速组装过程,具有较高的过程可靠性 模块化概念简化了过程规划 雄克的电池组机械手可通过标准接口与多种类机器人或龙门系统组合,由数字I/O驱动。得益于模块化概念和自由可配置的控制回路,能够单独定义每个测试程序的类型和范围。此外,还可按要求集成额外的测量和评估。模块化的传感器概念和可配置的控制回路确保了极高的灵活实施可能性。峰值工况下,节拍时间甚至可小于2 s。 智能自动化促进高效的电池生产 智能抓取系统,例如雄克的电池组机械手,为自主生产提供了可能性,在多个方面为未来的生产做出了重要的贡献:完全集成的方案降低了整个系统的成本,不再需要额外采用测量计数,还降低了空间要求和调试需求。从每一块生产出的电池组所获得的测量报告结果,能够提供多种有价值的信息,以便能够设计出更为高效的系统,以及在早期就对生产过程中出现的误差进行干预,从而降低成本。尤其是在电池生产中,类似雄克电池组机械手的智能一体化解决方案,对于提高电池生产的工艺质量和大批量生产的效率有着十分关键的促进作用。    ...
从手动工具,到气动工具,再到有线电动工具、无线电动工具和自动装配系统的过程,从以往传统汽车的装配过程进化史中,我们看到,科技的创新不仅改变了传统燃油汽车的生产制造,也对电动汽车产生了深远的影响。现在,动力电池作为电动汽车的重要零部件,已经走在了汽车工业创新装配的最前沿。 在交通运输领域,车辆的电动化已逐渐成为一种潮流。电动汽车利用来源多样化的电能取代传统的化石能源,不但可以显著提高能源转化效率,而且有助于减少温室气体排放、改善空气质量和降低噪声污染。此外,车辆的电动化还能提高国家的能源安全性,实现可持续发展,符合多种政策的要求。作为汽车行业中最具创新性的产业集群之一,电动汽车还具备增强经济和产业竞争力的巨大潜力,提高投资吸引力。 近年来,电动汽车市场在不断扩增,国家政策对电动汽车的扶持力度和汽车产业在电动汽车业务上的扩大投入都表明:这一趋势在未来10年内不会减弱。作为纯电动汽车的“心脏”,动力电池直接决定了车辆的安全、寿命和性能。随着电动汽车的普及,不仅其应用范围和数量不断扩大,单只电池的能量也越来越高,在动力电池能量密度和性能不断提升的过程中,安全性也成为备受关注与争议的话题。 由于动力电池多为锂电池,其对温度和安全防护的要求极高。因此,锂电池的装配安全是电动汽车装配环节的重中之重。 动力电池装配的关键流程 动力电池系统是一个复杂的系统,包括电池管理系统、外壳部分和众多的电池模组。电池包由多个模组组成,每个模组又由多个动力电芯串并联组合而成。电池管理系统,对电池进行监控和管理的系统,通过对电压、电流和温度等参数的采集、计算,进而控制电池的充放电过程,实现对电池的保护,保证电池组正常且安全的工作。 动力电池包的装配主要是对多个模组进行排列、紧固,检测接线盒。在装配过程中,有很多工位都涉及到安全连接,这些装配过程直接关系到整车乘员的安全。 动力电池包的关键装配流程具体如下: 1. 高低压连接器的装配 电池包或者BMS上分布有很多高低压连接器,这些接口的装配都是安全件,需要收集数据反馈,必须使用传感器式工具;接口拧紧时通常都是单手持工件,单手持工具,因此最好采用枪式工具,握持拧紧最为方便;扭矩范围不大,易选用紧凑型的工具。 2. 高压线束的安装 电池包内有总正总负的高压线束需要连接装配,模组充上电时,这部分连接的电压高达数百伏特。通常工位地面都会做绝缘处理,为高压防护工位。除此之外,在装配上也需要做绝缘处理,这部分工位的绝缘处理不仅影响着电池的安全,更影响着操作者的生命安全。 3. 高压铜巴的连接安装 高压铜巴用于连接模组之间的导通,电流大且使用密集,装配复杂,作为电池导通的关键结构,装配安全同样至关重要,装配的疏忽很有可能导致电池发生短路。 4. 模组安装 电池包由多个电池模块组成,电池模块的装配要求松紧度适中,各结构部件具有足够的强度,防止因电池内部外力的作用而发生变形或破坏。电池模组又由多个动力电芯串并联组合而成,电池模块的装配需要将电池模块固定在铝制箱体里,一般使用长螺栓穿过模组固定到箱体底部的螺母上;也有电池包为了节约空间,采用双层模组的形式,会有安装模组支架用于固定上层模组。 5. 上盖安装 为了减重,电池包通常采用铝制壳体。电池包铝制壳体上盖和下箱体之间通过数十个螺栓连接装配,螺栓数量多且分布规则,拧紧方向都为垂直向下,在装配时需要顺序拧紧,保证上盖拧紧应力分布均匀。 动力电池的装配重难点及解决方案 从动力电池的关键装配流程可以了解到,动力电池的装配重难点主要集中在以下几方面: 1. 过流件问题 动力电池中有很多部件在装配时或者装配之后会通过电流,称之为过流件。这些过流点通常为接线端子,接线端子未锁紧,会造成端子连接处的接触不好,有较大的接触电阻,相当于在回路中串接了一个电阻。由于这个电阻的存在,在流过电流时,此处将发热;流过大电流时,接线端子上会有较大压降,此处会过热,有可能烧毁接线端子。 据此,建议使用传感器式电动工具,实时监控拧紧过程曲线,保证装配接线端子达到正确的扭矩,防止假贴合、假扭矩等情况发生。 2. 绝缘问题 电池模组在生产工厂中会进行充放电,安装和更换模组一般也都是在带电情况下进行操作。因此使用手持式有线工具就存在导电金属导通,最终形成回路的风险,电势差经由螺栓到拧紧工具,再到控制器,人手持着工具也会被串联到回路中。这种工况存在着很大的风险,因为在400~600 V下产生的短时电流就可以让人致命。而电池包的装配中存在着很多装配位置会有高达几百伏特的电压,在这些位置的螺栓装配时,绝缘的处理尤为重要。 因此在使用电动装配工具时,为了预防人员伤害,杜绝环境的危害和产品责任案件,严格遵循工具使用的绝缘要求非常重要。通过可靠且正确的方式使用装配工具能为生产提供安全、高效的装配解决方案。 图1 Desoutter电动工具 如图1所示,Desoutter电动工具给出了专业的绝缘工具解决方案,工具采用专为电池包设计的绝缘输出头:绝缘输出头完全内置集成,防止错用常规套筒;保护操作者,防止放电打火;通过国际电工委员会认证(IEC),有效绝缘电压高达1 000 V/AC和1 500 V/DC。 图1 Desoutter电动工具 3. 残余扭矩问题 在电池包的装配中,上盖工位、连接器装配工位等特别容易出现扭矩衰减的问题,主要是由于连接的位置安装有弹性材料、密封件等导致,所以在装配的时候要尤为注意螺栓拧紧的先后顺序,并需采用多段不同的螺栓装配拧紧速度,从而缓解螺栓的扭矩衰减。必要的时候还可以选用数显扭矩扳手检测螺栓的残余扭矩来进行质量的管控。 如下表所示,针对于不同的扭矩衰减产生的原因,会采用不同的方式缓解。 表 残余扭矩产生的原因及解决方法 产生原因 解决方法 被装配件的表面粗糙度:材料变形─局部嵌入 尽量避免部件的表面粗糙度过大,选择表面粗糙度较小的零部件 弹性连接材料:尤其是塑料或密封件 1. 降低最终拧紧的速度 2. 分步拧紧,如分步骤设置目标扭矩 3. 使用“拧紧+反松+最终拧紧”的方法 过快的装配速度、不合理的装配动作 1. 选用合适的工具 2. 多轴同步拧紧 3. 按照拧紧顺序来拧紧 其他:如装配过程中的温度 1. 避免不合理的摩擦 2. 避免热膨胀系数不同或相差过大 4. 拧紧顺序问题 电池包上盖等大平面的零部件拧紧装配时需要保证应力分布均匀,因此会有拧紧顺序要求。通过控制拧紧螺栓的先后顺序,保证应力分布得尽可能均匀,同时这也能从一定程度上缓解扭矩衰减的发生。 通常,工厂里常用的拧紧顺序控制是采用人机工程学的力臂通过编码器来实现对位置点的控制。这种方式比较常规,但是对于电池包上盖的螺栓定位并不是最优解,因为电池包上盖通常尺寸范围比较大,用力臂覆盖布置会很困难,人员操作也很困难,且容易有覆盖死角。在此,Desoutter专门为电池包上盖螺栓顺序拧紧定位设计的视觉定位系统能完美解决这一问题,视觉定位系统由红外摄像头实现三维坐标定位,定位精度高且稳定性好,安装操作十分方便。同时,它还能完美地与Desoutter的装配工具进行集成。 未来动力电池装配技术的展望 现在,动力电池作为电动汽车的重要零部件,已经走在了创新装配的最前沿,我们用到了很多的电动有线工具和无线工具,这些工具能很好地适应动力电池的装配工况,帮助动力电池这一关键部件实现全装配拧紧数据的可靠追溯。特别是无线电动工具(如图2所示),针对于动力电池扭矩不太大,产品操作范围较大的情况,能很好地兼顾便携灵活性与高性能的表现。 图2 无线工具智能拧紧中枢 除此之外,自动化的装配系统(如图3所示)也在动力电池的装配中得到了广泛的应用,从电池包的上盖到模组的装配,自动化的装配系统帮助客户提高了防错等级,提高了产品的装配质量,加快了生产节拍,节省了人力资源,为动力电池乃至电动汽车走向智能制造往前迈进了一大步。 图3 集成了送钉与拧紧的自动化装配系统...
在政策和市场的驱动下,我国新能源汽车和动力电池产业近年来迎来了新的发展契机。作为新能源汽车的核心部件,动力电池智能制造的步伐一直走在整个产业的前端。智能制造可以提高电池企业的产品质量,提高制造安全性,降低生产成本,对提升企业的整体竞争力有着重要的意义。智能工厂的规划建设是一个十分复杂的系统工程。   随着新能源汽车用动力电池市场的快速扩大,应用领域对电池的高安全性、高一致性、高合格率和低制造成本提出了新的要求,如果继续沿用过去半自动化、半人工的生产方式,产品将难以适应国际化竞争的需求。电池企业必须投入更多资源,通过技术创新、自动化生产和规范化管理,加快实现产业的转型升级。 2017年3月,工信部、发改委、科技部和财政部四部门印发关于《促进汽车动力电池产业发展行动方案》的通知,要求按照《<中国制造2025>重点领域技术路线图》的总体部署,加快形成具有国际竞争力的动力电池产业体系;明确将高端装备支撑产业发展作为5大目标之一:到2020年,动力电池研发制造、测试验证和回收利用等装备实现自动化、智能化发展,生产效率和质量控制水平显著提高,制造成本大幅降低。 智能工厂的规划建设是一个十分复杂的系统工程。如何实现智能化动力电池工厂的规划设计?本文从动力电池工厂的规划流程、总体规划及智能化设计理念三方面展开论述。 规划流程 1. 规划思路 电池工厂的规划设计一般分6个步骤进行,如图1所示。 图1 工厂规划设计步骤 目标产品定位,首先要做市场调研、分析,确定项目产品的应用领域,是乘用车、商用车、物流车还是专用车等,根据市场情况,确定项目的规模,预估产品的价格定位。 根据产品定位,进行电芯的产品设计,设计电芯的基本参数,如电芯产品性能(容量、充放电倍率、循环性能和安全性能等)、材料体系、尺寸结构以及Pack规格等。 再通过扣电试验、产品试制和中试线验证,确定工艺制程(流程)、对各工序的参数进行验证,如合浆工序的材料配比、固含量、黏度和细度等。 根据工艺制程参数、项目规模,进行工艺设备选型,如确定合浆系统、涂布线等的规格和数量。进一步确定各工序设备对土建公用的需求,包括能源需求(水电气)、环境需求(温湿度、洁净度)以及土建需求(基础荷载、地面要求、吊顶高度和厂房高度等)。 上述内容确定后,可以进行工厂设计阶段。获得用地的土地规划条件、能源供给条件,根据项目需要撰写项目建议书、厂址选择意见书,并开展可研、环评、能评、安评和职评的前期规划准备工作,然后进行初步设计、方案设计以及施工图样设计。 2. 项目建设流程 智能化动力电池工厂项目建设流程遵循一般的工程设计程序,包括项目立项、设计招标、修改详细规划设计以及方案设计。图2所示为智能化动力电池工厂项目流程图。 图2 智能化动力电池工厂项目流程图 工厂的总体规划 1. 设计原则 智能化动力电池工厂的规划设计要从产品品牌、企业文化、节能环保和绿色生态的角度考虑,以展示企业品牌和文化、体现节能环保绿色生态为根本。一般遵循以下6项设计原则: 1)人员、物流分开且保持顺畅,消防疏散措施周到且人性化。 2)生产单元集中工序间的转运便捷。 3)公用设施靠近负荷中心,减少能源损耗。 4)贯彻数字化、智能化工厂理念,提高生产管理自动化水平。 5)布局合理,合理优化空间,节省建设和运行成本。 6)设备选型要配套产能,先进可靠且经济适用。 2. 工厂构成 智能化动力电池工厂主要由电芯生产车间、PACK车间、原材料库、电芯库及材料库、成品库等构成,具体如图3所示。 图3  智能化动力电池工厂的组成 3. 建线模式和特点 智能化动力电池工厂可以根据产品建线,也图2智能化动力电池工厂项目流程图可以根据工序建线。 (1)产品建线 按照产品划分车间,将同一个产品的不同生产工序布置在一个车间内,完成整个产品生产流程。其特点是:库房集中设置,生产区集中,便于专项管理;生产车间模块化,便于分期建设;单线工序间衔接紧密,物流距离短,利于保证产品的一致性;单个生产车间面积较大,消防要求略高;生产线刚性大,连续化生产对设备的可靠性要求高;各模块的工艺设备、人员管理和公用设施等相对独立,综合利用率相对低。 适合于市场需求不明显,产品定位不明确,分期投资,降低一次性建设成本的项目。 (2)工序建线 按照生产工序,将不同的工序布置在独立的车间内,如电极车间、装配车间和化成车间等,不同车间之间采用连廊连接。其特点是:生产车间分散,单个生产车间面积小,便于消防疏散设计;生产工序有缓冲库,生产刚性小,设备可靠性要求略低,生产组织灵活;工艺设备、人员管理和公用设施能充分共享、综合利用率高,设备综合投资低;物流输送距离远,输送成本高,对产品一致性不利;车间需要一次建成,一次建设成本高。 适合于产品较为单一,市场需求较明确、稳定,一次投资建设规模较大的项目。 智能化设计理念 智能工厂的建设融合了信息技术、先进制造技术、自动化技术、智能化技术以及先进的企业管理技术。通过工业互联网和大数据分析,实现工厂的透明化,具体包括数字化的厂房、透明化的物流、透明化的质量跟踪追溯、产线和设备状态实时监控以及工厂能耗的智能化管理。 1. 智能厂房设计 智能工厂的厂房设计,引入建筑信息模型(BIM),通过三维设计软件进行工厂建模,尤其是水、电、气、网络和通信等管线的建模;使用数字化制造仿真软件对设备布局、产线布置和车间物流进行仿真。 同时,智能厂房要规划智能视频监控系统、智能采光与照明系统、通风与空调系统、智能安防报警系统、智能门禁一卡通系统及智能火灾报警系统等。采用智能视频监控系统,通过人脸识别技术以及其他图像处理技术,可以过滤掉视频画面中无用的或干扰信息,自动识别不同物体和人员,分析抽取视频源中关键有用信息,判断监控画面中的异常情况,并以最快和最佳的方式发出警报或触发其他动作。 2. 先进的工艺设备 工艺设备是工厂智能化的基础单元,制造企业在规划智能工厂时,必须高度关注智能装备的最新发展。锂电生产的工艺设备更新换代、升级尤其的快速,如涂布分切一体机、辊压分切一体机、模切分切一体机、激光模切裁切一体机、裁切叠片一体机、高速叠片机和自动化堆垛式化成机等逐步被行业应用到生产中,提高了生产效率、减少了输送量。 产线装备自身的自动化程度提高。通过传感器、数控系统或RFID与自动化物流系统进行信息交互,通过数字化仪表接受能源管理系统能耗监控,通过控制系统、网络通信协议、接口与MES系统进行信息交互,进行生产、质量、能耗和设备绩效(OEE)等数据采集,并通过电子看板显示实时的生产状态;产线具有一定冗余,如果生产线上有设备出现故障,能够调整到其他设备上进行生产;针对人工操作的工位,能够给予智能的提示,并充分利用人机协作。 设计智能产线需要考虑如何节约空间,如何减少人员的移动,如何进行自动检测,从而提高生产效率和生产质量;分析哪些工位应用自动化设备及机器人,实现工厂的少人化甚至无人化需求。 3. 自动化物流系统 智能工厂建设中,生产的智能化物流十分重要,工厂规划时要尽量减少无效的物流输送、充分利用空间、提升输送效率、避免人员的繁琐操作和误操作,实现自动化输送系统与MES系统、企业ERP系统的信息交互,实现工厂物流的透明化管理。锂电工厂中自动化物流系统的应用非常广泛,主要有自动化立库及输送系统、智能提升装置、堆垛机、AGV和机器人等,如图4所示。 图4  自动化物流设备 锂电池工厂的自动化物流系统规划时,还要充分考虑到锂电生产的消防安全问题,如电芯带电后的自动化立体仓库,要配置烟感控、温度传感器及消防报警、喷淋灭火系统。 4. MES生产管理系统 MES是智能工厂规划落地的着力点,MES是面向车间执行层的生产信息化管理系统,上接ERP系统,下接现场的PLC程序控制器、数据采集器、条形码和检测仪器等设备。构建适合锂离子动力电池制造工艺的MES系统,是为了最终完善电池生产制造信息系统,实现智能工厂乃至工业4.0,推进工业互联网建设。 实现MES应用,最重要的基础就是要实现M2M,即设备与设备之间的互联,建立工厂网络。设备与设备之间的互联,需要制定通信方式(有线、无线)、通信协议和接口方式、采集数据处理等,建立统一的标准。 基于数字化工厂理念、MES系统功能特点及锂离子动力电池制造工艺流程,构建适用于锂离子动力电池生产制造的MES系统核心功能如图5所示。 图5  MES核心功能图 从业务流程出发,MES系统提供实现从订单下达到完成产品的生产活动优化所需的信息;运用及时准确的数据,指导、启动、响应并记录车间生产活动,能够对生产条件的变化做出迅速的响应,从而减少非增值活动,提高生产效率。建立起基于二维码的全生命周期可追溯系统的锂电生产大数据平台,MES系统对生产过程质量数据进行可追溯性管理,并通过双向追溯、多维度追溯和全面追溯实现。 5. 智能化能源管控系统 如果说MES系统是对电池生产的每一步工艺,进行必要的生产过程控制、过程参数采集、品质信息记录、物料消耗追踪和工序物料移动等,那么智能化能源管控系统则是以计算机控制技术和计算机网络通信技术为基础,对建筑内的各类公用机电设备进行集散式的监视、控制,对能耗数据进行分类、分项及分区域统计分析,可以对能源进行统一调度、优化能源介质平衡,达到优化使用能源的目的,全面实现对建筑的综合管理和能源利用。 如图6所示,智能化能源管控系统采用三层系统架构:管理层、控制层和现场仪表设备层。 图6  智能化能源管控系统架构 1)管理层:利用能源计量数据的采集、诊断和分析,对工厂实施有效管理。科学准确的计量数据能够指导工厂能源的利用,建立科学合理的节能流程,由此达到节能降耗的目的。 2)控制层:总控中心显示需要监控设备的运行状态,监测参数值,调节设定值,并实时记录数据。 3)现场仪表设备层:快速的故障反应及处理、完备的警报及历史资料,帮助工厂精简了人力和物力,实现对公用设备的综合管理和能源利用。 结束语 根据《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》,到2020年,我国纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力要达到200万辆、累计产销量超过500万辆。随着我国双积分政策的落地以及各国出台的燃油车退出计划,也将形成倒逼机制,促进传统车企转型。预计未来几年新能源汽车市场会继续扩大。新能源汽车产业的快速发展必将带动动力电池市场的快速增长。 智能化工厂对关键生产环节实现基于模型的先进控制和在线优化,建立工厂通信网络架构,实现工艺、生产、检验和物流等制造过程各环节之间,以及实现电池生产过程动态优化,制造和管理信息的全程可视化,持续提高动力锂电池产品的一致性、安全性,降低生产成本等有着显著优势。随着 5G到来、人工智能应用,未来的动力电池工厂将更加的智能化,具有巨大的想象空间。...
成立于2011年的卧龙电驱EV电机事业本部,专注新能源汽车电机的研发、制造和销售。依托集团电机生产领域的全球领先优势,整合市场资源和创新技术,卧龙电驱打造的新能源电机数字化工厂,解决了汽车电机智能制造的关键技术瓶颈,带动行业创新发展,向数字化、智能化制造转型。   随着全球性能源危机日趋严重,汽车能源和动力转型势在必行。自“十五”以来,我国新能源汽车进入快速发展阶段,在政策支持下中国有望成为世界新能源汽车产业中心,作为新能源汽车关键零部件之一的电机市场需求巨大。 卧龙电气驱动集团股份有限公司(以下简称“卧龙电驱”)经过三十多年的创新发展,现已成为全球主要的电机及驱动解决方案的制造商之一。卧龙电驱从2016年开始对新能源汽车电机智能制造新模式应用项目展开攻关,结合智能制造标准,攻克虚拟仿真、信息安全等关键技术,研发生产管理等核心软硬件,集成应用数控机床等关键技术装备,实现了融合研发设计等多系统为一体的智能制造新模式,最终建成了拥有自主知识产权的集冲压等多个关键工艺的新能源汽车电机制造数字化车间,现已投入实际运营。 实现信息化平台互联互通 要建设“高透明度、高效率、高水平、自动化”的数字化车间就要实现信息化平台的互联互通。卧龙电驱在新能源汽车电机制造数字化车间的建设中,主要从以下几方面入手: 1)对产品生产计划、制造工艺、质量管控、设备管理、物料配送和人员管理等多方位的业务流程进行梳理,对生产制造流程进行标准化和规范化,建立起流程之间的有效连接与信息共享。 2)建立一套基于制造运营的MES系统管理信息平台,在对车间各个环节生产数据实时采集的基础上,对数据进行跟踪、管理与统计分析,打造高效、精益及可视化现场管理,提升生产透明度与效率。 3)建立灵活、高效的制造过程控制体系,加强实行实时监控,基于MES系统的数据统计和分析,及时发现异常并进行快速处理,从而保证和提高生产过程能力,提高生产过程的稳定性,降低不良率。 4)构建产品快速追溯体系,为产品质量控制及质量改进提供高效追溯查询支撑。 5)实现生产过程信息数据的集中存储和网络共享,建立全公司信息平台,打通车间及SAP、PLM、WMS和自动化相关硬件,实现透明化、数字化工厂,构建智能化工厂管理系统。 项目实施后,电机数字化车间实现了7种信息化平台的互联互通和互操作,在原来孤立的各信息平台间建立了互联互通的渠道,实现了电机制造信息化系统中的信息流转,最终形成了电机行业的数字化车间信息化平台互联互通的智能制造新模式。这7种平台包括电机产品数字化三维设计与工艺仿真平台(PLM)、制造执行系统(MES)、过程控制系统(PCS和DNC)、企业资源计划系统(ERP)、智能物流仓储系统、在线检测系统和能效管理系统。 同时,本项目建设的数字化车间,从工业控制、信息管理与信息安全等方面建立全面的安全体系。 数字化车间建设的技术创新点 新能源汽车电机制造数字化车间建设了基于不同直径的定转子数字化生产线、嵌线数字化生产线、金加工数字化生产线、绝缘系统数字化生产线以及智能化装配数字化生产线。在这里,应用了大量自主研发的基于信息化的电机设备及关键部件生产和检测的自动化设备。 1. 基于不同直径的定转子数字化生产线建设 (1)自动冲压 针对传统冲压工艺中手工收集冲片速度慢、效率低且安全隐患大的问题,创新开发了定、转子冲片自动收集、转运、检测和码垛等技术。系统采用高精度机器人导向、定位、进给、调整控制技术及视觉检测等关键技术,完成了自动冲工序和在线检测系统,实现了产品的有序排列及自动装箱码垛。自动冲压关键技术实现了硅钢片冲压的最高生产速度达到350片/min,硅钢片的利用率达到70%以上。每个机器人都带有“安全域”的核心安全控制软件技术,确保机器人与机器人之间、机器人和设备之间保持安全距离。 (2)自动铸铝系统 针对传统铸铝工艺中生产环境差、产品质量难以保证、自动化程度低、工人劳动强度高和效率低等缺点,创新设计了转子铁芯自动进料、自动压铸及自动后处理等技术,完成转子铸铝的自动化和产品在线自动化检测。铸铝自动化使得电机的电性能可提高约5%,整体节拍约80 s/件;采用在线自动化检测可做到产品100%检测,达到控制转子质量的目的。 2. 嵌线数字化生产线建设 针对传统手工下线劳动密集度高、产品质量不易保证和生产效率低等缺点,该项目开发了有绕组铁心的自动嵌线系统,具体为插槽绝缘、绕线、下线、中间整形、绑扎、封槽口、整形和检验等工序。实现嵌线的自动化,实现工件的自动化流程,提高了生产效率,打破了生产瓶颈,生产节拍可达到120 s/台。同时,还结合电机过程管理与生产管理的统一应用平台,设计安排了电机定子数字化生产车间的信息流与物流方向,制定了电机定子有绕组铁心制造的数字化信息的流转方案。 3. 金加工数字化生产线建设 针对汽车电机批量大、工艺复杂且质量要求高等特点,创新开发了机床、夹具、机器人、物流和测量单元。所有外部信号都通过独立的I/O模块输出至总线控制系统,总线控制系统通过实时采集的信号,完成对所有的设备下达正确合理的指令,实现生产线的自动运行及监控。结合DNC联网系统、车间条码管理系统等工具,使设备生产状态、利用率、加工产量和生产效率得到大幅提升。 4. 绝缘系统数字化生产线建设 针对传统浸渍工艺自动化程度低、产品质量难以保证和生产效率低等缺点,创新开发了真空连续浸渍工艺,达到自动化连续作业的目的,使浸渍更加充分,浸漆品质更纯更优,可以做到线圈浸透、烘干填满和粘牢;定子外表形成一层坚韧的漆膜,漆膜厚度≤0.1 mm(视粘度);线圈表面形成的漆膜平整、光滑、无流痕及明显漆瘤,大大提高了线圈的导热性能和绝缘性能、电气强度和机械强度,提高了电机品质和生产效率,增产节能、降低浸渍成本,并实现了环保生产。 5. 数字化装配生产线建设 (1)上下双顶尖精定位技术创新开发了定、转子总装机上下双顶尖精定位技术,实现转子压入定子,同轴度控制在0.02 mm以内。 (2)电动螺栓扭紧机和扭紧系统创新开发了电动螺栓扭紧机,配套的扭紧系统具有防漏拧功能、扭矩和角度监控功能,整个系统操作和显示设备以及连接件按照现代化用户友好型设计进行排列,结构清晰可进行直观操作,无需任何复杂配置,壳体安全符合防护等级IP54。模块化接口,高度灵活,整个拧紧过程轻松实现自动化。 6. 数字化车间多总线集成与接口技术 过程控制系统是数字化车间数据的源头,系统之间数据信息的形成、交换,以及高效、实时和准确的通信是数字化车间稳定运行的前提。数字化车间的过程控制系统中有许多不同类型的系统及设备,如DNC系统、嵌线生产流水线系统、PLC、远程I/O、AGV小车、仪器仪表和条码扫描器等。这些系统与设备都具有不同的通信接口及通信协议,种类繁多。本项目充分调研了这些系统与设备,制定统一的接口与规范,解决了多总线系统的网络化集成架构、多协议通信技术、网络的静态规划配置与动态通信、对等通信等关键技术。针对DNC、嵌线生产流水线等系统,通过数据库直接访问或OPC的形式接入以太网,与MES、PLM系统交互数据。而具有Modbus、USB、WIFI、Zigbee及其他现场总线接口的设备,则通过数据采集器进行数据中转,实现现场总线到以太网的无缝集成。 结束语 卧龙电驱通过建立电机设计数字化系统,研发实现电机过程管理与生产管理的统一应用平台,并通过对现有硬件系统的智能化改造,实现了汽车电机的智能化制造。新能源汽车电机制造数字化车间建设拥有多项技术创新: 1)建设拥有自主知识产权的定转子、嵌线、金加工、装配和绝缘系统等多工艺为一体的新能源汽车电机制造数字化车间; 2)建设DNC联网系统、车间条码管理系统等系统,使设备生产状态、利用率、加工产量和生产效率大幅提升; 3)研发真空连续浸渍工艺,达到自动化连续作业目的,生产效率大幅提高,同时使浸渍更加充分,浸漆品质更纯更优; 4)定、转子总装机上下双顶尖精定位技术,实现转子压入定子,同轴度控制在0.02 mm以内,解决电机装配难题; 5)电动螺栓扭紧机和扭紧系统,可防螺栓漏拧、扭矩和角度监控功能; 6)建设具有工业控制、信息管理与信息安全等全面的安全体系,保障新能源汽车电机的智能化生产顺利进行。 本项目的实施突破了汽车电机智能制造的关键技术瓶颈,引领全产业链向数字化、智能化制造转型,实现总体生产效率提高25%、生产运营成本降低25%;产品不良品率降低40%、产品研制周期缩短35%;能源综合利用率提高10%;实现产品设计的数字化率达到100%、关键加工工序数控化率达到85%及故障率<3%。 ...
智能电能表制造业现状 全国电能表生产和销售的厂家约为300家,其中主流的电能表厂家约130家。其中浙江省26家,江苏省24家,上海市7家,广东省22家,沿海城市(浙江、江苏及上海)共57家,占比43.85%,如图1所示。 图1 国内主流电能表厂家的区域分布图 在国内主流电能表销售业绩方面,以2017年中国电工仪器仪表行业发展报告统计数据显示:宁波三星、杭州海兴、长沙威胜、杭州华立及江苏林洋等实力强劲企业排列靠前,2017年国内电工仪器仪表产品销售收入前20名的企业及销售额情况,如图2所示。 图2 2017年国内电工仪器仪表前二十名企业销售情况 国内主流仪器仪表企业在国外市场销售情况,在国网与南网市场中的实力强的电能表企业,如浙江正泰、杭州海兴、深圳科陆、宁波三星、浙江华立、江苏林洋和长沙威胜等在国外市场都有一定的占有率。 中国智能电能表市场需求分析 2018年中国智能电能表及用电信息采集世界银行分析报告,针对国家电网公司和南方电网公司年对智能电能表2019—2021的市场容量进行了预测,到2021年,国网公司电能表年需求量是5 000万只,而南网公司的年需求是2 000万只。三年内,两家公司对智能电能表需求总计将达19 418万只。 总体来说,中国电能表未来市场的需求主要着眼于五个方面: 1)失准更换需求:利用用电信息采集系统,基于大数据分析对电能表进行状态监测,电能表出现失准后才进行更换。 2)新增用户需求:未来国网和南网公司新增用户数量将保持稳定增长。 3)新兴业务需求:贸易型结算电表向“基表+手机”“基表+主站”“基表+终端”定制化方向发展。 4)非贸易结算型市场需求:结合泛在电力物联网各专业业务要求,非贸易型测量电能表应向模块化、随器化以及传感器化方向发展。 5)特殊电能表市场需求:中国幅员辽阔,电网环境复杂,其运行环境差异性很大,针对不同的运行环境应设计不同的电表,以适应其运行需求。 智能电能表的技术发展展望 智能电能表的技术发展主要关注四个主要方向,关键元器件发展方向、电能表技术发展方向、电能表安装技术发展方向和用电信息采集系统发展方向。 1. 关键元器件发展方向 一方面是关键元器件发展与操作系统,随着科学技术的不断创新,要发展适合电能表用的芯片与操作系统;另一方面要提升元器件性能及可靠性,如材料突破、制造工艺发展及技术革新等将大幅提升元器件性能质量。 实现核心元器件性能突破,主要是指分流器、微型电流互感器等,要能够研制出高可靠性、高精度和宽量程的新一代电能表。核心芯片国产化,是指要研制高精度、高可靠性及自校准功能一体的计量芯片与低功耗嵌入式CPU管理芯片,支撑未来智慧能源服务需要。而在操作系统方面,要有适用新一代电能表的嵌入式操作系统,实现电能表软件模块化设计、任务并行处理能力、数据安全性储存及远程应用任务升级等功能。实现关键材料性能突破,重点在于提升电能表表壳的防冲击、防外磁场及防窃电等性能;提升微型断路器开断大电流能力,研制大电流内置电能表,未来计量表箱与外置断路器将消失。 随着半导体制造技术发展,电子元器件将向片式化、小型化方向发展。随着低温共烧陶瓷(LTCC)技术突破,使无源集成技术进入了实用化和产业化阶段,电子元器件将向集成模块化发展。另外,随着材料元件的多功能性与不断提升的设计水平,电子元器件将向多功能化发展。随着安全环保意识加强,绿色环保电子元器件制造技术发展,电子元器件将向无毒无害、安全环保性发展。 2. 电能表技术发展方向 首先,是电能表个性化发展。将电能表分为三种类型:贸易型结算电能表、非贸易型测量电能表及区域化电能表,根据运行环境向区域化方向发展。贸易型结算电能表向“基表+手机”“基表+主站”“基表+终端”方向发展;非贸易型测量电能表向模块化、随器化及传感器化方向发展;区域化电能表是指针对辽阔的地域及复杂的电网环境,设计不同的电能表。 为适应营销计量业务多元化发展,如图3所示的“手机”电能表和如图4所示的“主站”电能表将逐步代替智能电能表,让计量回归本质;计量芯及其外围电路组成“基表”,完成电量、电参量等数据保存。基于高速电力线载波或无线通信技术,利用5G通信技术优势,实现海量数据快速高效传输至大数据中心(营销主站),电能表、采集终端与营销主站构成一只“大电表”。强化营销主站大数据处理能力,既可建设分布式营销主站(以地市供电公司为单位),又可建设区域性营销主站,实现营销主站与泛在电力物联网海量数据实时交互。 图3 “手机”电能表原理框图 图4 “主站”电能表原理框图 其次,是智慧能源多元业务发展。一是大幅提升用户用电感知,基于手机电表,用户可在移动终端(手机等)APP查看历史电量、当前负荷状态及档案信息等;二是提供灵活多变电价政策,适应电力交易市场发展的需要;三是不断拓展营销新业务,基于区域性营销主站,建设大数据分析中心,实现网荷互动,开展负荷预测、提供能效分析、制定节能方案等,不断拓展营销新业务。 第三方面,是要完善电能表标准体系。随着仪器仪表行业技术不断创新,在新型元器件研制、原材料性能、整表设计理念及智能制造水平等方面也将不断突破。从而带来电能表标准体系的不断完善,可从几方面体现:新的计量特性、整表技术标准体系、关键元器件技术标准体系及智能制造工艺标准等。 3. 电能表安装技术发展方向 主要包括集中式安装向分散式安装发展,以及手工安装向自动化、少人化和无人化安装发展。 4. 用电信息采集系统发展方向 随着泛在电力物联网建设的不断推进,新一代用电信息采集系统将突破原有架构与专业应用限制,支撑多专业、多业务发展需求,个人认为,新一代用采系统将向以下几个方向发展: 1)多专业应用支撑。基于用采系统,扩大电网数据种类,增加数据颗粒度,实现几大类数据分钟级采集:电测量数据、电能计量数据及事件记录,支撑多专业应用需求。 2)分布式架构布局。重塑用采系统架构,搭建分布式业务架构,形成多个小型用采系统,“以硬件模组化,软件平台化”设计思路,研制新一代模组化采集终端,加强边缘计算能力。 3)多业务深化融合。不断强化各专业、多业务融合,优化用采集系统数据流,加强各业务系统数据交流,深化设备全生命周期全链条数据融合,实现营配调多业务融合。 智能电能表的智能制造 智能电能表的一体化结构设计是非常重要的,首先应做功能分区,硬件分功能模块化设计,内部无软件焊接,一体化设计理念;其次要进行先进的软件架构设计,基于实时操作系统搭建统一应用平台;另外,要保证安全可靠性,基于文件系统与数据备份机制,保证所有数据安全可靠;应具有良好的扩展性,具有模组化设计思路,未来未知功能可随意扩展;还应进行优化型式结构设计,接线方式自适应结构、取消弱电辅助端子,多通信方式(近场红外、无线WiFi及电力线载波通信技术)等;整表结构设计满足自动化生产线,实现电能表生产过程全自动化。 因此,要利用智能设计、智能仿真制造、智能化制造及智能物流等过程,实现电能表生产过程的智能制造。 体现智能制造的另一个重要方面就是监管模式的变化。传统的监管模式由政府主导,在生产环节对电能表制造企业进行监管,在验收及运行环节对电能表运营商进行监管,虽能在电能表全生命周期环节进行监管,但是单一、垂直的监管模式。未来的监管模式,应该是行业监督,政府监管。建立行业质量信用库,实现全生命周期过程监管,保证质量可追溯。...

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