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“空气湿度70%,风力3级,符合带电作业条件,可以开始登塔。”10月22日11时,上海电力检修公司输电运检中心带电作业班班长王志龙发出指令,身穿绝缘屏蔽服的作业人员张鸣和陈晓春携带专用工具包,开始攀登100多米高的1000千伏特高压吴塘Ⅰ线33号塔。 本次检修采用自由化进电场的方式开展带电作业,消除吴塘Ⅰ线导线联板开口销缺陷,提升外电入沪“大动脉”运行稳定性,确保线路以最佳状态投入第三届中国国际进口博览会保电中。这是自由化进电场方式在上海特高压线路带电作业中的首次应用。 自由化进电场方式是作业人员穿好专用绝缘屏蔽服后,通过“跨二短三法”越过耐张绝缘子串进入电场的一种方式。不同于吊篮法进入电场,自由化进电场方式更加灵活高效,可降低人工成本、提升作业效率。 此次作业前,国网上海市电力公司已在220千伏、500千伏输电线路上开展过自由化进电场带电作业,熟练掌握相关技术。为确保此次作业安全,上海电力检修公司成立专项工作小组,组织输电行业专家编制1000千伏带电作业指导书及“三措一案”,多次反复计算组合间隙的安全距离,确保作业过程中人员及设备安全。 当天11时30分左右,伴随一声清脆的放电声,张鸣通过电位转移棒顺利进入1000千伏强电场。经过十多分钟的高空作业,张鸣成功更换了存在缺陷的开口销,消除了影响线路安全运行的隐患。当天下午,作业人员采用同样的方式,在吴塘Ⅰ线35号塔消除了另一处导线开口销缺陷。 进博会开幕在即,上海电力检修公司将持续做好输电线路运维工作,加强新技术、新设备的应用,保障所辖5400千米输电线路安全运行。...
电动汽车起火已经不是什么新鲜事了,至少对于特斯拉来说是这样。但近日,现代汽车、通用、福特、宝马等多家主流车企也相继曝出电动汽车起火或因有起火隐患而密集召回的消息,引起了业内的高度关注。随着全球汽车产业逐步向电动化转型,电动汽车市场在蓬勃发展的同时,也开始出现数万辆规模的召回,而起火隐患作为电动汽车发展的安全瓶颈之一,也愈发显露出来。 多家主流车企电动车起火 提起电动汽车起火,业内最容易想到的就是特斯拉,近年来,特斯拉旗下车型已经发生了多起碰撞起火事故,例如2018年一辆特斯拉Model X在加州高速公路上发生碰撞事故后爆燃,车上驾驶员重伤,送往医院后不治身亡。 而今,随着主流车企争相向电动化转型,越来越多的电动车型出现在市场上,电动汽车起火的新闻也隔三差五见诸报端。近日,现代汽车宣布将在韩国召回2.5万辆Kona电动汽车,召回原因是车辆存在起火隐患,而在美国、加拿大售出的1.1万辆Kona也需回原厂检测。据了解,该车自2018年4月上市以来,在全球共售出10.7万辆,却已发生了16起起火事故,事发地包括加拿大、美国、奥地利。最近两起火灾发生在韩国,都是车辆在充电时突然自燃,引发了韩国民众的广泛担忧。韩国汽车召回中心已经接到了130多起关于Kona电动汽车的投诉,其中8成问题涉及到电池组件。韩国民众也对Kona的安全性表示质疑,要求政府尽快调查出真相。 无独有偶,10月14日,美国公路交通安全管理局(NHTSA)在接到通用汽车所通报的3起雪佛兰Bolt电动汽车起火事故后,开始对2017年至2020年间所生产的77842辆Bolt电动汽车展开调查。据了解,这3起起火事故,事发时车辆均停在停车位,且起火点都在后座,受损最严重的区域集中在电池舱周围,并从后座下方蔓延到车内。对此,通用汽车发言人丹·弗洛雷斯表示:“我们产品的安全性是整个通用汽车团队的最高优先级。我们正在配合NHTSA的调查,我们自己也在对这些投诉进行调查。”NHTSA需要在调查、汇总、评估后,再决定是否应该结案或提出召回要求。 至于同为美国车企的福特,日前也因担忧起火风险宣布将Escape插电式混合动力车的上市时间推迟到2021年。据了解,在欧洲发生的7起福特Kuga插电式混合动力车起火事故,导致2万辆Kuga被召回,而Escape与Kuga共享许多零部件,其中包括电池和电机。因Kuga起火原因还未调查出结果,福特“为了避免不必要的损失”,决定将Escape在美国的上市时间由今年夏季推迟至明年。目前,福特在欧洲暂停了Kuga的销售,并建议车主不要给车辆充电,即将车辆仅作为混合动力车使用,直到解决这一问题为止。为此福特还延长了Kuga的保修期,并为相关车主发放汽油卡作为补偿。 宝马也因担忧起火风险,对2.67万辆插电式混合动力车进行召回或停售。据外媒报道,由于电芯在生产过程中渗入了杂质,导致宝马多款插电式混动车电池充满电时,可能存在起火风险。基于此,宝马发起了全球召回,涉及车型包括X系和3系、5系、7系,以及MINI品牌的Countryman等。宝马还要求顾客暂时不要给车辆充电。 电池供应商成众矢之的 鉴于动力电池是电动汽车的重要部件,在电动汽车发生起火事故后,正式调查结果发布前,人们的目光会习惯性地聚焦于电池,发生在现代、通用、宝马等身上的一系列电动汽车起火事故也不例外。当然,这对于电池厂商来说并不是好消息,尤其是近期密集发生的一系列事故,使得作为供应商的LG化学、三星SDI等成为众矢之的。 目前,韩国国土交通部正在对最近的两起起火事故进行调查,初步认为Kona的动力电池存在制造缺陷,隔离膜可能有瑕疵,导致电池内部短路从而引发火灾。此前,韩国国立科学调查研究院对去年多起Kona起火事故调查,也认为是电池内部故障引发火灾。Kona的电池由LG化学负责制造,而电池组的组装由LG化学与现代汽车的合资公司完成。为此,LG化学强调,起火的确切原因尚未确定,不该草率地把错误归咎于电池。 不过,同样发生起火事故的通用Bolt电动汽车,使用的电池也来自LG化学。虽然目前NHTSA并未指出电池就是直接的起火原因,却也提到起火处在电池部位,暗示火灾可能与电池有关,引发外界猜测。另外,今年2月,美国一辆保时捷纯电动跑车Taycan也在自家车库起火,而Taycan的电芯供应商也是LG化学。虽然起火原因还在等待最终调查结果公布,但这么多巧合事件集中发生,还是令人担心。如果真的是电池存在缺陷,那很容易引发类似于高田气囊的连锁反应。 今年上半年,LG化学已经取代宁德时代,成为全球装机量最高的动力电池供应商。除了上述提到的现代Kona、通用Bolt外,雷诺Zoe、奥迪e-tron等畅销车型的电池供应商也是LG化学。 至于宝马旗下的电动车型,主要采用的则是另一家韩国电池厂商三星SDI的电池。与LG化学一样,三星SDI的装机量也在全球疫情的背景下迅速增长。对于宝马的召回,三星SDI相关人员表示,虽然该公司所生产的电芯有被用于问题车型,但还不能确定起火事故是由电芯导致的。 高能量密度与安全如何兼得 当然,无论起火原因是否在于电池,现代、宝马等车企能果断发出召回,仍是负责且有勇气的做法。现代汽车计划对涉及召回的车辆进行检查,并进行软件升级和电池更换。 从另一个角度来看,电动汽车起火事故和召回事件的增加,某种程度上也可以说是电动汽车市场发展到一定量级的体现。“最近,电动汽车起火事故频发,这在很大程度上是由于近几年来大量电动车型上市,电动汽车销量猛增。也就是说,起火事故增加,最直接的原因是市面上的电动汽车越来越多。”凯恩能源研究顾问公司董事总经理山姆·杰夫指出,“在各种因素的推动下,2021年将成为电动汽车销售的拐点。”该公司预测,随着各国出台刺激政策鼓励消费者购买电动汽车,2021年全球电动汽车销量将激增,有望首次突破300万辆。《美国汽车新闻》也统计称,到2024年在美国上市的电动车型将接近100款。 “汽车制造商首先是安全工程师,其次是性能工程师,所以我希望每家汽车制造商都能非常小心地应对起火事故。”杰夫说。目前,全球各地的车企、电池供应商、科研机构等正在积极摸索电池材料组合的更多可能性,并展开一场制造更便宜、更轻、更强大汽车的竞赛。不过,一些分析师警告称,这可能以牺牲安全为代价。 国泰君安证券驻中国香港分析师托利弗认为:“追求更高的电池能量密度通常意味着需要牺牲安全性,这一问题始终没有解决。电池供应商希望生产出续驶里程更长的电动汽车电池,而这正是汽车制造商对他们提出的要求。” 安全仍是电动军备赛的前提 当前,由松下率先研发,宁德时代也在批量生产的高镍NCM 811电池成为电池行业的“网红”。而现代Kona采用的也是高镍NCM622电池,高镍低钴方向在提升电池能量密度方面具有明显优势,但随着镍含量的提高,材料的热稳定性下降,会导致安全风险加大。为此,宁德时代做了多种尝试,其董事长曾毓群在9月底召开的2020世界新能源汽车大会上透露,宁德时代已经开发出不起火只冒烟的电池产品,将于年底在一些车型上使用。 作为电池原材料咨询公司的基准矿物信息公司首席顾问、特斯拉电池供应链团队前成员维瓦斯·库马尔也指出:“电池是在无数不同的设计、成本、安全和性能因素之间进行优化的过程。如果这种因起火而召回的趋势继续下去,将迫使汽车制造商放弃在其他一些方面取得的进展,考虑加大对安全的重视。” 对于整个电动汽车产业来说,近期发生的密集召回显然会影响到电动汽车的推广和应用。以福特为例,Escape最初预计于今年春季投产,之后因疫情推迟到夏季,而今又因起火隐患再度推迟。至于Kuga,福特发言人杰伊·沃德不久前透露,福特欧洲公司正努力修复Kuga的电池散热问题,这可能需要数月时间。插电式混动车是福特115亿美元电动化转型计划的重要组成部分,而Kuga和Escape的起火隐患,无疑让福特的电动化战略陷入被动。...
据了解,目前国内诸多船用电池厂家的磷酸铁锂动力电池产品已通过实验测试,获得了中国船级社认可证书。 一些先知先觉的电池企业已经开始瞄准前景广阔的电动船舶市场。但是,电动船舶产业和市场仍处于起步阶段,需要业界广大从业者不断努力。 在新能源汽车市场交战正酣之际,一些先知先觉的电池企业已经开始瞄准前景广阔的电动船舶市场。 近日,国内首艘纯电动港作拖轮在连云港正式开工建造。在主动力系统上,该船采用了亿纬锂能的磷酸铁锂动力电池组替代常规柴油机组作为主推进动力,整船设计多组电池组互为备用,安全系数高,更是解决了传统柴油机推进的油污染和碳排放问题。在充电模式和装置上,该船可以采用快充和慢充两种模式,快充2小时可充满,慢充6-8小时充满。 据悉,按照当前在港拖轮的平均利用率、油耗等方面进行测算,虽然纯电动拖轮造价要高于常规柴油拖轮,但每年可以节约能源消耗300吨左右。若从全生命周期效益分析,当纯电动拖轮使用寿命达到30年时,基本可节省一条常规拖轮的造价,经济性十分可观。而纯电动拖轮的使用,每年每艘将可减排约900吨碳氧化物、12吨硫化物,相当于300多辆小汽车的减排量,环保效益巨大。 无独有偶。前不久,福建省首艘电动高端内河游船“闽江之星”在福州台江码头成功首航。该船动力电池系统采用宁德时代大容量高安全磷酸铁锂电芯,配备936kWh电量,以13km/h的速度航行,可持续运行8小时。 据了解,这套动力电池系统满足中国船级社最新、最严苛的规范标准,每颗电芯都设有两个独立的温度传感器,能够实时、精确监测电芯状态,有效保障船舶安全。据估算,采用“闽江之星”电动游船替代传统游船,每年将可以实现一氧化碳减排约1.5吨、氮氧化物减排约1.7吨。 “目前,99%以上水运船舶采用柴油作为推进系统动力,混合动力和纯电动船迎来巨大发展机遇。”在中国·湖北绿色新能源船舶行业发展研讨会上,中国船级社武汉分社副总经理唐健表示,大力发展绿色航运,不仅能降低综合成本,对经济发展也具有重要现实意义。 船舶电动化大趋势 近年来,全球交通领域新能源转型已是大势所趋,航运业正逐步将绿色发展指向电动船舶。传统的装配柴油机动力系统的船舶技术等级低,航行和进港过程产生大量的油污水和有害气体及颗粒物,且噪音污染严重,对水域生态环境造成严重影响。因此,具有能耗低、零排放、低噪音、无污染的电动船舶是实现节能减排和船舶系统转型升级的重要路径。 根据国际海事组织环境规则,2020年起,船用燃料含硫量在公海需低于0.5%,近海区需低于0.1%。各国与船舶大气污染有关的环保法律、法规都在密集出台,很多国家港口已实施严格的船舶排放标准,倒逼船舶制造转型。 自2015年起,我国研制的500吨级、2000吨级纯电动货运船成功运行在长江、珠江水域,填补了世界同吨位内河纯电动散货船的空白,标志着我国内河水运开启了电力驱动的新时代,成为业界绿色水运转型的典范。2017年11月,全球首艘2000吨级纯电动散货船在广州龙穴造船基地吊装下水,填补了世界同吨位级内河双电驱动散货船的市场空白。 2018年12月,全国首条京杭运河千吨级纯电动运输船舶合作协议在江苏常州签署。在该项目中,作为电动货船核心部件的动力系统采用具有高比功率的超级电容和高比能量的动力锂电池相组合进行供电,通过了国家发改委、工信部、中国船级社CCS等权威认证。 为推广纯电动船舶,国家有关部门正完善船舶检验法规和建造规范、加快推进船舶岸电受电设施改造、船舶使用岸电激励机制等。其中中国船级社已建立涵盖LNG(液化天然气)运输、加注、利用各环节的LNG水上应用规范标准体系。 磷酸铁锂是最佳选择 “磷酸铁锂电池以其高安全性、长寿命、低成本、性能均衡等多方优势成为现阶段船舶动力电池的最优选择。”宁德时代副总裁吴凯表示。基于安全性和经济性,近年磷酸铁锂动力电池及BMS电池管理系统发展迅速,充放电倍率的提高使船舶启动加速及动力操控性更好,已经具备了在船舶上推广应用的技术条件。 据了解,目前国内诸多船用电池厂家的磷酸铁锂动力电池产品已通过实验测试,获得了中国船级社认可证书。目前用于电动船舶的磷酸铁锂电池,单体能量密度可达160Wh/kg。而且,磷酸铁锂电芯价格已经下降至0.6元/Wh,在船舶应用领域已具备经济性。不过,虽然船舶用磷酸铁锂电芯与新能源车用磷酸铁锂电芯几无差别,但是船舶锂电池系统要求较高,对安全、消防系统要求都比车用高。 根据国际市场研究机构发布的《2015—2024全球电动船舶、小型潜艇及自动水下船舶的市场报告》预测:由于良好性能、可承担成本、法律禁令等因素,电动船市场正迎来快速增长,到2024年全球电动船舶市场的规模将达到73亿美元,市场前景非常广阔。船舶电动化带来的锂电池需求将快速增长,业内预计,到2025年的电池需求将超过6GWh。 不过,值得注意的是,尽管电动船舶市场潜力巨大,但是电动船舶产业和市场仍处于起步阶段,当前电动船舶大规模推广应用仍受制于相关标准缺失、充电设施不完善、电网供电能力有限及商业模式不清晰等问题;仍需要业界广大从业者不断努力。...
中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议,于2020年10月26日至29日在北京举行。 全会提出了到二〇三五年基本实现社会主义现代化远景目标,包括广泛形成绿色生产生活方式,碳排放达峰后稳中有降,生态环境根本好转,美丽中国建设目标基本实现。 全会提出了“十四五”时期经济社会发展主要目标,能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高,主要污染物排放总量持续减少,生态环境持续改善,生态安全屏障更加牢固,城乡人居环境明显改善。要提升产业链供应链现代化水平,发展战略性新兴产业,加快发展现代服务业,统筹推进基础设施建设,加快建设交通强国,推进能源革命,加快数字化发展。 详情如下: 中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议公报 (2020年10月29日中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议通过) 中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议,于2020年10月26日至29日在北京举行。 出席这次全会的有,中央委员198人,候补中央委员166人。中央纪律检查委员会常务委员会委员和有关方面负责同志列席会议。党的十九大代表中的部分基层同志和专家学者也列席会议。 全会由中央政治局主持。中央委员会总书记习近平作了重要讲话。 全会听取和讨论了习近平受中央政治局委托作的工作报告,审议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》。习近平就《建议(讨论稿)》向全会作了说明。 全会充分肯定党的十九届四中全会以来中央政治局的工作。一致认为,一年来,中央政治局高举中国特色社会主义伟大旗帜,坚持以马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观、习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中全会精神,增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”,统筹推进“五位一体”总体布局,协调推进“四个全面”战略布局,坚持稳中求进工作总基调,坚持新发展理念,坚定不移推进改革开放,沉着有力应对各种风险挑战,统筹新冠肺炎疫情防控和经济社会发展工作,把人民生命安全和身体健康放在第一位,把握扩大内需这个战略基点,深化供给侧结构性改革,加大宏观政策应对力度,扎实做好“六稳”工作、全面落实“六保”任务,坚决维护国家主权、安全、发展利益,疫情防控工作取得重大战略成果,三大攻坚战扎实推进,经济增长好于预期,人民生活得到有力保障,社会大局保持稳定,中国特色大国外交积极推进,党和国家各项事业取得新的重大成就。 全会一致认为,面对错综复杂的国际形势、艰巨繁重的国内改革发展稳定任务特别是新冠肺炎疫情严重冲击,以习近平同志为核心的党中央不忘初心、牢记使命,团结带领全党全国各族人民砥砺前行、开拓创新,奋发有为推进党和国家各项事业,战胜各种风险挑战,中国特色社会主义的航船继续乘风破浪、坚毅前行。实践再次证明,有习近平同志作为党中央的核心、全党的核心领航掌舵,有全党全国各族人民团结一心、顽强奋斗,我们就一定能够战胜前进道路上出现的各种艰难险阻,一定能够在新时代把中国特色社会主义更加有力地推向前进。 全会高度评价决胜全面建成小康社会取得的决定性成就。“十三五”时期,全面深化改革取得重大突破,全面依法治国取得重大进展,全面从严治党取得重大成果,国家治理体系和治理能力现代化加快推进,中国共产党领导和我国社会主义制度优势进一步彰显;经济实力、科技实力、综合国力跃上新的大台阶,经济运行总体平稳,经济结构持续优化,预计二〇二〇年国内生产总值突破一百万亿元;脱贫攻坚成果举世瞩目,五千五百七十五万农村贫困人口实现脱贫;粮食年产量连续五年稳定在一万三千亿斤以上;污染防治力度加大,生态环境明显改善;对外开放持续扩大,共建“一带一路”成果丰硕;人民生活水平显著提高,高等教育进入普及化阶段,城镇新增就业超过六千万人,建成世界上规模最大的社会保障体系,基本医疗保险覆盖超过十三亿人,基本养老保险覆盖近十亿人,新冠肺炎疫情防控取得重大战略成果;文化事业和文化产业繁荣发展;国防和军队建设水平大幅提升,军队组织形态实现重大变革;国家安全全面加强,社会保持和谐稳定。“十三五”规划目标任务即将完成,全面建成小康社会胜利在望,中华民族伟大复兴向前迈出了新的一大步,社会主义中国以更加雄伟的身姿屹立于世界东方。 全会强调,全党全国各族人民要再接再厉、一鼓作气,确保如期打赢脱贫攻坚战,确保如期全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗目标,为开启全面建设社会主义现代化国家新征程奠定坚实基础。 全会深入分析了我国发展环境面临的深刻复杂变化,认为当前和今后一个时期,我国发展仍然处于重要战略机遇期,但机遇和挑战都有新的发展变化。当今世界正经历百年未有之大变局,新一轮科技革命和产业变革深入发展,国际力量对比深刻调整,和平与发展仍然是时代主题,人类命运共同体理念深入人心,同时国际环境日趋复杂,不稳定性不确定性明显增加。我国已转向高质量发展阶段,制度优势显著,治理效能提升,经济长期向好,物质基础雄厚,人力资源丰富,市场空间广阔,发展韧性强劲,社会大局稳定,继续发展具有多方面优势和条件,同时我国发展不平衡不充分问题仍然突出,重点领域关键环节改革任务仍然艰巨,创新能力不适应高质量发展要求,农业基础还不稳固,城乡区域发展和收入分配差距较大,生态环保任重道远,民生保障存在短板,社会治理还有弱项。全党要统筹中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局,深刻认识我国社会主要矛盾变化带来的新特征新要求,深刻认识错综复杂的国际环境带来的新矛盾新挑战,增强机遇意识和风险意识,立足社会主义初级阶段基本国情,保持战略定力,办好自己的事,认识和把握发展规律,发扬斗争精神,树立底线思维,准确识变、科学应变、主动求变,善于在危机中育先机、于变局中开新局,抓住机遇,应对挑战,趋利避害,奋勇前进。 全会提出了到二〇三五年基本实现社会主义现代化远景目标,这就是:我国经济实力、科技实力、综合国力将大幅跃升,经济总量和城乡居民人均收入将再迈上新的大台阶,关键核心技术实现重大突破,进入创新型国家前列;基本实现新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化,建成现代化经济体系;基本实现国家治理体系和治理能力现代化,人民平等参与、平等发展权利得到充分保障,基本建成法治国家、法治政府、法治社会;建成文化强国、教育强国、人才强国、体育强国、健康中国,国民素质和社会文明程度达到新高度,国家文化软实力显著增强;广泛形成绿色生产生活方式,碳排放达峰后稳中有降,生态环境根本好转,美丽中国建设目标基本实现;形成对外开放新格局,参与国际经济合作和竞争新优势明显增强;人均国内生产总值达到中等发达国家水平,中等收入群体显著扩大,基本公共服务实现均等化,城乡区域发展差距和居民生活水平差距显著缩小;平安中国建设达到更高水平,基本实现国防和军队现代化;人民生活更加美好,人的全面发展、全体人民共同富裕取得更为明显的实质性进展。 全会提出了“十四五”时期经济社会发展指导思想和必须遵循的原则,强调要高举中国特色社会主义伟大旗帜,深入贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,坚持以马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观、习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的基本理论、基本路线、基本方略,统筹推进经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设的总体布局,协调推进全面建设社会主义现代化国家、全面深化改革、全面依法治国、全面从严治党的战略布局,坚定不移贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,坚持稳中求进工作总基调,以推动高质量发展为主题,以深化供给侧结构性改革为主线,以改革创新为根本动力,以满足人民日益增长的美好生活需要为根本目的,统筹发展和安全,加快建设现代化经济体系,加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,推进国家治理体系和治理能力现代化,实现经济行稳致远、社会安定和谐,为全面建设社会主义现代化国家开好局、起好步。坚持党的全面领导,坚持和完善党领导经济社会发展的体制机制,坚持和完善中国特色社会主义制度,不断提高贯彻新发展理念、构建新发展格局能力和水平,为实现高质量发展提供根本保证。坚持以人民为中心,坚持新发展理念,坚持深化改革开放,坚持系统观念。 全会提出了“十四五”时期经济社会发展主要目标,这就是:经济发展取得新成效,在质量效益明显提升的基础上实现经济持续健康发展,增长潜力充分发挥,国内市场更加强大,经济结构更加优化,创新能力显著提升,产业基础高级化、产业链现代化水平明显提高,农业基础更加稳固,城乡区域发展协调性明显增强,现代化经济体系建设取得重大进展;改革开放迈出新步伐,社会主义市场经济体制更加完善,高标准市场体系基本建成,市场主体更加充满活力,产权制度改革和要素市场化配置改革取得重大进展,公平竞争制度更加健全,更高水平开放型经济新体制基本形成;社会文明程度得到新提高,社会主义核心价值观深入人心,人民思想道德素质、科学文化素质和身心健康素质明显提高,公共文化服务体系和文化产业体系更加健全,人民精神文化生活日益丰富,中华文化影响力进一步提升,中华民族凝聚力进一步增强;生态文明建设实现新进步,国土空间开发保护格局得到优化,生产生活方式绿色转型成效显著,能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高,主要污染物排放总量持续减少,生态环境持续改善,生态安全屏障更加牢固,城乡人居环境明显改善;民生福祉达到新水平,实现更加充分更高质量就业,居民收入增长和经济增长基本同步,分配结构明显改善,基本公共服务均等化水平明显提高,全民受教育程度不断提升,多层次社会保障体系更加健全,卫生健康体系更加完善,脱贫攻坚成果巩固拓展,乡村振兴战略全面推进;国家治理效能得到新提升,社会主义民主法治更加健全,社会公平正义进一步彰显,国家行政体系更加完善,政府作用更好发挥,行政效率和公信力显著提升,社会治理特别是基层治理水平明显提高,防范化解重大风险体制机制不断健全,突发公共事件应急能力显著增强,自然灾害防御水平明显提升,发展安全保障更加有力,国防和军队现代化迈出重大步伐。 全会提出,坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑,面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,完善国家创新体系,加快建设科技强国。要强化国家战略科技力量,提升企业技术创新能力,激发人才创新活力,完善科技创新体制机制。 全会提出,加快发展现代产业体系,推动经济体系优化升级。坚持把发展经济着力点放在实体经济上,坚定不移建设制造强国、质量强国、网络强国、数字中国,推进产业基础高级化、产业链现代化,提高经济质量效益和核心竞争力。要提升产业链供应链现代化水平,发展战略性新兴产业,加快发展现代服务业,统筹推进基础设施建设,加快建设交通强国,推进能源革命,加快数字化发展。 全会提出,形成强大国内市场,构建新发展格局。坚持扩大内需这个战略基点,加快培育完整内需体系,把实施扩大内需战略同深化供给侧结构性改革有机结合起来,以创新驱动、高质量供给引领和创造新需求。要畅通国内大循环,促进国内国际双循环,全面促进消费,拓展投资空间。 全会提出,全面深化改革,构建高水平社会主义市场经济体制。坚持和完善社会主义基本经济制度,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,更好发挥政府作用,推动有效市场和有为政府更好结合。要激发各类市场主体活力,完善宏观经济治理,建立现代财税金融体制,建设高标准市场体系,加快转变政府职能。 全会提出,优先发展农业农村,全面推进乡村振兴。坚持把解决好“三农”问题作为全党工作重中之重,走中国特色社会主义乡村振兴道路,全面实施乡村振兴战略,强化以工补农、以城带乡,推动形成工农互促、城乡互补、协调发展、共同繁荣的新型工农城乡关系,加快农业农村现代化。要保障国家粮食安全,提高农业质量效益和竞争力,实施乡村建设行动,深化农村改革,实现巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接。 全会提出,优化国土空间布局,推进区域协调发展和新型城镇化。坚持实施区域重大战略、区域协调发展战略、主体功能区战略,健全区域协调发展体制机制,完善新型城镇化战略,构建高质量发展的国土空间布局和支撑体系。要构建国土空间开发保护新格局,推动区域协调发展,推进以人为核心的新型城镇化。 全会提出,繁荣发展文化事业和文化产业,提高国家文化软实力。坚持马克思主义在意识形态领域的指导地位,坚定文化自信,坚持以社会主义核心价值观引领文化建设,加强社会主义精神文明建设,围绕举旗帜、聚民心、育新人、兴文化、展形象的使命任务,促进满足人民文化需求和增强人民精神力量相统一,推进社会主义文化强国建设。要提高社会文明程度,提升公共文化服务水平,健全现代文化产业体系。 全会提出,推动绿色发展,促进人与自然和谐共生。坚持绿水青山就是金山银山理念,坚持尊重自然、顺应自然、保护自然,坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主,守住自然生态安全边界。深入实施可持续发展战略,完善生态文明领域统筹协调机制,构建生态文明体系,促进经济社会发展全面绿色转型,建设人与自然和谐共生的现代化。要加快推动绿色低碳发展,持续改善环境质量,提升生态系统质量和稳定性,全面提高资源利用效率。 全会提出,实行高水平对外开放,开拓合作共赢新局面。坚持实施更大范围、更宽领域、更深层次对外开放,依托我国大市场优势,促进国际合作,实现互利共赢。要建设更高水平开放型经济新体制,全面提高对外开放水平,推动贸易和投资自由化便利化,推进贸易创新发展,推动共建“一带一路”高质量发展,积极参与全球经济治理体系改革。 全会提出,改善人民生活品质,提高社会建设水平。坚持把实现好、维护好、发展好最广大人民根本利益作为发展的出发点和落脚点,尽力而为、量力而行,健全基本公共服务体系,完善共建共治共享的社会治理制度,扎实推动共同富裕,不断增强人民群众获得感、幸福感、安全感,促进人的全面发展和社会全面进步。要提高人民收入水平,强化就业优先政策,建设高质量教育体系,健全多层次社会保障体系,全面推进健康中国建设,实施积极应对人口老龄化国家战略,加强和创新社会治理。 全会提出,统筹发展和安全,建设更高水平的平安中国。坚持总体国家安全观,实施国家安全战略,维护和塑造国家安全,统筹传统安全和非传统安全,把安全发展贯穿国家发展各领域和全过程,防范和化解影响我国现代化进程的各种风险,筑牢国家安全屏障。要加强国家安全体系和能力建设,确保国家经济安全,保障人民生命安全,维护社会稳定和安全。 全会提出,加快国防和军队现代化,实现富国和强军相统一。贯彻习近平强军思想,贯彻新时代军事战略方针,坚持党对人民军队的绝对领导,坚持政治建军、改革强军、科技强军、人才强军、依法治军,加快机械化信息化智能化融合发展,全面加强练兵备战,提高捍卫国家主权、安全、发展利益的战略能力,确保二〇二七年实现建军百年奋斗目标。要提高国防和军队现代化质量效益,促进国防实力和经济实力同步提升,构建一体化国家战略体系和能力,推动重点区域、重点领域、新兴领域协调发展,优化国防科技工业布局,巩固军政军民团结。 全会强调,实现“十四五”规划和二〇三五年远景目标,必须坚持党的全面领导,充分调动一切积极因素,广泛团结一切可以团结的力量,形成推动发展的强大合力。要加强党中央集中统一领导,推进社会主义政治建设,健全规划制定和落实机制。要保持香港、澳门长期繁荣稳定,推进两岸关系和平发展和祖国统一。要高举和平、发展、合作、共赢旗帜,积极营造良好外部环境,推动构建新型国际关系和人类命运共同体。 全会号召,全党全国各族人民要紧密团结在以习近平同志为核心的党中央周围,同心同德,顽强奋斗,夺取全面建设社会主义现代化国家新胜利!...
10月29日,国家电网有限公司召开新兴产业升级工作推进会,认真贯彻党中央、国务院决策部署,按照公司党组推进产业升级的总体要求,对推进新兴产业升级作出部署,全面落实专项行动方案和行动计划,全力推动新兴产业提档升级、跨越发展。公司总经理、党组副书记辛保安出席会议并讲话。 近年来,公司新兴产业总体布局更合理、发展势头更强劲、体制机制更优化。综合能源服务形成协同发展格局,智慧车联网平台发展迅速,省级能源大数据中心建设有序推进,基础资源商业化运营初显成效,“电费网银”产品实现推广应用,“电e金服”累计注册用户突破10万户。 辛保安指出,推进新兴产业升级是公司贯彻落实党中央决策部署、助力“新基建”的使命担当,是公司顺应能源革命与数字革命融合发展、推动电网转型升级的必然要求,是公司加快战略实施、培育增长新动能的迫切需要。要以公司战略目标为统领,聚焦能源转型新业务、能源数字新产品、能源平台新服务,规模发展一批、突破提升一批、培育孵化一批,持续提升竞争力、创新力、带动力和盈利能力,培育发展新动能、打造发展新优势,为建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业提供坚强支撑。 辛保安强调,高质量推进新兴产业升级,要做到“四个不动摇”。一要坚持做强做优做大不动摇。在综合能源服务、基础资源商业化运营等领域,扩大产业规模,提升价值贡献,形成带动效应;二要坚持创新驱动不动摇。深入实施“新跨越行动计划”,加强能源与数字技术融合创新,抢占产业发展技术制高点;三要坚持深化改革不动摇。积极推进混合所有制改革,坚持引资本与转机制并重。深入推进“三项制度”改革,强化分配激励。深化协同合作,实现整体效率效益最大化;四要坚持人才强企不动摇。深入实施人才培养“三大工程”,探索实行职业经理人制度和岗位竞聘机制,形成正确的用人导向。 会上,国网互联网部、营销部、财务部作工作部署,6家单位作交流发言。公司总信息师孙正运,副总工程师兼人资部主任吕春泉,公司总部有关部门、单位主要负责人在主会场参会,各分部、有关单位主要负责人在分会场参会。...
10月26日,国家电网有限公司印发通知,要求各单位健全工作机制,大力推进全面提升“获得电力”服务水平九项举措落地执行,确保兑现服务承诺。此前,公司于9月18日贯彻落实国务院常务会议部署要求,研究出台办电更省时、办电更省心、办电更省钱、服务更便捷、服务更透明、服务更温馨、用电更可靠、用电更经济、用电更安全九项举措,全面提升“获得电力”服务水平。 公司强调,各单位要将优化电力营商环境纳入本单位长期重点工作,统一思想,压实责任,聚焦市场主体和人民群众从办电到用电全生命周期内的服务需求和关注事项,围绕环节、时间、成本、供电可靠性等“获得电力”关键指标,研究制订工作方案,完善职责体系,明确任务目标,健全工作机制,细化提升措施,确保九项举措落地见效。 公司要求,各单位持续深化专业协同运作,贯通营销业务应用、电网资源业务中台、网上电网等系统平台,推动电网资源等数据信息融合共享,实现从用电需求、项目立项、工程实施、装表接电等全过程、全环节、全要素线上流转;深化移动作业终端应用,依托电网资源可视化成果,辅助制订供电方案,推行低压小微企业客户勘查设计一体化作业,探索10千伏单电源小容量客户供电方案现场答复;推动低压营配末端融合,实行简单业务“一岗完成”,复杂业务“一支队伍、一次施工、包干到底”;推行业务办理限时制,落实配套电网工程建设契约制,推动客户接电提速;畅通采购“绿色通道”,高效满足工程建设需求;全面推行“网格化”主动抢修,推广“不停电”作业,减少客户停电时间和次数,提高供电可靠性。 公司强调,各单位要加大营销服务领域科技创新力度,各省级电力公司要加快推广办电e助手、市场化售电e助手、企业能效服务e助手、报修e助手等网上国网服务新产品,满足客户多元化服务需求,迭代升级移动作业终端,打通造价、设计、施工和物资供应等服务环节,提高现场作业效率。 公司要求,各单位主动对接地方政府,积极推动出台“获得电力”支持性政策,在小微企业“三零”服务推广、省级及以上园区电网投资延伸等方面,争取财政补贴支持,建立健全涉及电网规划建设、政策处理、用电报装、管沟廊道等保障措施,推行容缺受理和承诺备案制,简化涉电行政审批流程,助力业扩接电提速,主动融入政府数字化转型改革工作,推动实现电子证照共享调用,实现政府部门线上并行审批、限时办结。 公司还对强化过程管控和宣传推介,积极营造良好氛围提出明确要求。...
东北地区风光资源丰富,业内认为,依托能源互联网进行大规模的可再生能源利用将是其能源转型的重要途径。 作为共和国长子,东北地区曾为我国的经济发展作出了不可磨灭的贡献,但单一的产业结构,让老工业基地的增长速度持续放缓。如今,东北地区大力发展光伏、风电、储能、氢能等,尝试采用能源互联网等先进的技术理念,提高可再生能源发电比例。 发展可再生能源是能源转型的重要途径,高比例可再生能源并网是未来我国电力系统的重要特征。然而,高比例可再生能源并网为电力系统带来严峻的挑战,将改变电力系统的结构形态。在此情况下,东北能否走上“风光之路”?10月22日,在2020第五届东北能源经济转型与发展峰会上,专家、学者以及企业家展开了热烈的探讨。 丰富的风光资源尚待开发 众所周知,2003年,我国提出“振兴东北老工业基地”的战略,为东北经济发展注入了强大的动力。而今,我国要推动形成国内大循环为主,国内国际双循环互相促进的战略格局。 就在不久前,中国提出将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,实现“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的目标。 “‘十三五’期间,我国可再生能源规模持续快速增长,可再生能源消费比重稳步提升,进入较高比例增量替代和区域性存量替代新阶段。”国家发展和改革委员会能源研究所可再生能源研究中心副主任陶冶说,可再生能源技术为推动能源结构调整、保护生态环境和培育经济发展新动能发挥了重要作用。 陶冶强调,“十四五”期间,风电和光伏发电将成为推进电力市场化、储能、微网、增量配网、综合能源服务的关键动力。 对此,中国电力科学研究院新能源研究中心太阳能发电实验与检测室主任张军军表示赞同。在他看来,电力是能源转型的中心环节,依托能源互联网进行大规模的可再生能源利用将是能源转型的重要途径。 东北地区风光资源丰富。光照方面,东北属于光伏辐照的二类地区,全年辐射量在5400—6700MJ/m2,相当于180—230kg标准煤燃烧所发出的热量,拥有其他诸多地区不具备的光照时间;风能方面,黑龙江省是东北地区风能资源最丰高的省份,该省2/3以上的区域属于风能资源较丰富区,由西向东覆盖全省大部分区域,其中有近1/3的区域属于风能资源丰富区。据中国气象局第四次风能资源调查结果显示,吉林省潜在开发量约2亿千瓦,可装机容量约为5400万千瓦。 “若是将东北地区的可再生能源潜力释放出来,其前景将十分可观。”一名参会者向记者表达了自己的看法。 仍面临多重挑战 作为拥有丰富自然资源和深厚工业基础的东北,在建国之初的相当长一段时间内,为国家的建设事业作出了突出贡献。然而,片面倚重工业尤其是资源型工业的发展模式,使老工业基地的增长速度持续放缓。 面对着沉重的转型压力,2013年以来,在全国新能源迅猛发展的大背景下,东北的也大力发展可再生能源。2017年10月,白城市经过竞争优选,被国家确定为第三批光伏发电应用领跑基地,成为东北地区首个光伏领跑基地。如今,该市正在打造“中国北方氢谷”。 随着可再生能源的大规模并网,其能源结构加速优化升级,清洁化水平显著提升,但由于与传统能源特性不同,也对其提出了新的要求。 谈起高比例可再生能源电力系统的挑战,张军军也坦言:“从发电资源、发电设备及能源系统的层面考虑,电力系统面临着实现新能源高效消纳、保障系统安全运行,创新体制机制这三方面挑战。尤其是新能源大规模接入系统后,安全运行方面面临着频率问题、电压问题、平衡和调峰等难题。” 他举例称,比如,新能源电站内单机容量小、数量多,机—机、机—网交互影响大,单机并网性能无法表征整站性能;电站容量大、电压等级高,故障穿越能力无法试验验证,如何准确高效仿真验证电站的故障穿越能力难度大。 对此,国网能源研究院副院长柴高峰曾表示,随着可再生能源电力占比的大幅提升,将对电网安全稳定运行和产业发展带来深刻影响,对整合源网荷储调节资源、满足互动需求、提质增效、塑造新业态新模式、带动产业链协同发展提出了更高要求。 在柴高峰看来,未来,电力供需双向互动将广泛存在。一方面,电力市场化改革、智能电网建设、可再生能源大规模并网促进互动方式多样化、互动程度深入化;另一方面,需求响应进一步扩大范围,需求侧竞价将大规模展开,用电权交易、负荷调度、含分布式电源的调度将逐步试点、稳步推进。 推动开发和消纳模式创新 谈起近几年的变化,白城市能源投资开发有限公司副总经理张民结合在白城光伏发电应用领跑基地建设说:“白城之所以有大发展,与领导重视、全力支持基地建设,及时解决建设中的难题等因素是分不开的。”如今,白城已全面释放出了全国领跑效应。比如,大力实施农光、牧光、渔光互补等“光伏+”应用,不仅提高了土地利用效率,而且带动了地区生态、经济的综合发展,为盐碱地的治理提供新的思路,将白城打造成了东北生态光伏发展样板区。 当下,随着“十四五”能源规划的展开,各项筹备工作也在紧锣密鼓地进行着。中国电建集团吉林省电力勘测设计院有限公司新能源分公司总经理李钦伟建议,可再生能源规划要与国土空间、生态环境规划、其他能源品种规划以及地方规划相衔接。 李钦伟强调,吉林省要重点建设平价基地,打造“北方氢谷”、“高载能高技术基地”配套工程、综合能源示范项目以及“吉电南送”特高压建设。他进一步称,在电力消纳方面,要吸引传统和新型高载能企业落户,探索新能源制氢的消纳模式、加大外送电力的协调力度以及发展电动汽车等。 对此,陶冶建议,要坚定落实绿色发展理念,大力推动可再生能源发展,不能因为眼前困难,弱化激励、放缓发展,延误时机。同时,推动构建可再生能源集中式与分布式并举,就地利用与跨省外送并举,单品种开发与多品种协同并举,单一场景与综合场景并举。另外,还要大力推动体制机制市场化改革,推动可再生能源并网消纳、大规模应用。...
中国移动通信集团设计院有限公司信息能源所所长马雁序在多个场合强调,5G网络主要为工业服务,其中就包括能源系统中的储能。 中国产业信息网数据显示,2019年我国新增5G基站13万个,相应新增储能需求约为1.9~3.1吉瓦时。 另据日前发布的《2020储能产业应用研究报告》(以下简称《报告》),预计今年年底我国5G基站数量将超过60万个。 “预计2020年底,5G基站带来的备用电源储能需求约为10亿瓦时/年级别。”中国化学与物理电源协会储能应用分会产业政策研究中心副主任、教授级高工江卫良表示。 功耗为4G的3~4倍 5G网络作为下一代经济增长点,备受世界各国重视。 在近日举行的5G创新发展高峰论坛上,中国移动研究院副院长黄宇红介绍,目前全球已有超过100个运营商使用5G网络,其中中国的贡献巨大。 即使在疫情期间,仅中国移动就在全国340个城市建成超过30万个5G基站,并计划在年底达到35万个。 “随着5G基站建设速度加快,我国至少需要新建或改造1438万个基站。”专家表示,基站本身可以存储低谷电,所以5G基站也是重要的储能装置。 5G具有高宽带、高流量和高发射功率等特点,同时收发通道数明显增加,但这也导致其功耗的增加。据统计,5G设备的功耗为同配置4G的3~4倍。 也就是说,以4G时代基站能效水平来运行5G网络,能源浪费将翻倍。 根据《报告》,由于现网叠加5G建设,现网站点主要面临供电容量不足的问题,导致90%存量电源需扩容改造,投入高、工期长;而对于新建站点,也面临选址、市电引入、安装工程等费用高的问题,其占建设费用的90%以上。 江卫良表示,在2G、3G、4G时代,站点电源以被动响应为主,缺乏主动规划,导致多套电源叠加建设,电源、配电、空间不匹配,系统运行效率低,多套电源运行维护工作大等问题。 “若5G时代仍延续传统建设方案,将带来大量基础设施改造和资源闲置浪费。” 与此同时,面对5G网络海量站点,目前大多数运营商每站年均运维成本从数万元到几十万元人民币不等。如果采用传统的运维方式,依赖人工上站维护,成本将极大增加。 5G基站建设的另一个痛点来自于电源支持多。 “一个站内有2G、3G、4G、5G不同的系统,2G、3G并不是我国主导的,主要购买外国设备,一个国家设备一个样,供电很复杂。”更令马雁序担忧的是,基站的空间没有了,无法增加新的设备,而机房的承重也不够。 因此,对于5G基站而言,如何提高供电方案能效水平、控制成本迫在眉睫。 磷酸铁锂电池受欢迎 目前基站蓄电池主要有铅酸电池和锂电池两种类型,前者体积大、重量重,对机房空间和载重要求高,正逐步被体积小、重量轻的锂电池所替代。磷酸铁锂电池因其安装成本低、使用寿命长等特点备受欢迎,并且已经应用于实践。 更为关键的是,磷酸铁锂电池充放电次数可达3500~5000次;能量密度可达到100~110瓦时/千克,皆高于铅蓄电池。 中国铁塔股份有限公司2020年以来已在20个省市发布了24项招标通知,总预算超过8945万元,多项招标要求采购磷酸铁锂电池。中国移动通信集团有限公司在2020年3月初也发布了1.95吉瓦时磷酸铁锂电池的采购订单。 北方工业大学储能技术工程研究中心教授李建林等人撰文介绍,锂电池在4G时代应用于运营站点储能系统,但5G时代通信基站的环境更加复杂,对储能系统的要求更为苛刻。 柔性、智能、高效是关键 基于“柔性、智能、高效”设计理念,业界提出“融合发展、动态匹配”的智能数字供电技术,具体表现在多能源融合发展、电源设备数字化和电池设备智能化。 以多能源融合发展为例,江卫良表示,可以将市电、新能源、存量电源等多路能源整合到一套系统,实现对能源输入智能调度,优先利用新能源及低成本能源;同时接入存量电源余量,平滑演进,提升资源利用率,降低建设投资。 而在输出配电方面,可考虑实现多电压等级智能输出,匹配业务设备供电需求,按需配置,灵活扩展。 中国移动设计院自主研发的5G基站一体化能源柜是一种智能数字能源产品。 据悉,该产品主要由智能多输入多输出电源单元、智能锂电池单元和机柜组成,可实现能源多输入、多输出,支持新旧电源并机输出,有效解决供电容量不足等问题。 “产品具有免市电改造、免电源改造和免电池改造的特点。”马雁序说,“例如,原来一个基站建设需要各个厂家设备到位以后,施工队在现场安装接电路和电线,一个基站的供电设备安装时间一般需要2~3天,而现在一体化能源柜仅需两三个小时。” 值得一提的是,与传统建设方案相比,采用5G基站一体化能源柜,能将改造周期缩短约90%、资本性支出降低30%~40%,整站能效提升8%~17%。 据悉,中国移动设计院持续积极拓展港澳台及海外多元化市场,在前不久中国移动召开的iConnect Week全球运营商线上研讨会后,南非、泰国、阿联酋等海外客户已表达明确购买意向,泰国甚至已开始按照运营商True的要求进行采购前的设备测试。...
随着能源结构清洁化转型的持续推进,负荷侧随机性波动的增加,电力系统的平衡特征和方式正在发生深刻变化,维持系统平衡的难度不断加大,灵活性调节资源缺乏的问题日益凸显。“十三五”期间,我国新能源装机规模保持快速增长,截至2019年底,全国风电、太阳能发电装机4.15亿千瓦,超出规划目标近1亿千瓦。相较而言,电力系统的灵活性建设相对滞后,源-网-荷各环节的调节能力仍有待进一步提升。 一、电力系统调节能力建设情况及问题分析 (一)电源侧调节能力建设进度缓慢 煤电灵活性改造方面,截至2019年底,“三北”地区完成灵活性改造机组约5800万千瓦,不到规划目标的30%。现行体制机制下,煤电机组灵活性改造后的调峰收益全部来源于发电侧分摊费用,而不是从整个电力系统的效益提升中获得。此外,煤电发电空间压缩,火电企业普遍面临亏损,不愿意主动参与调峰,阻碍了煤电灵活性改造的进度。 天然气发电方面,截至2019年底,我国气电装机规模达9000万千瓦,占电源总装机仅4.5%,比规划目标低2000万千瓦。现有天然气发电机组中,超过90%的装机分布于华东、华北、南方等清洁能源消纳压力较小的地区。“十三五”以来,我国天然气供应紧张,天然气发电增长缓慢,新增燃气电站主要布局在价格承受能力较强的北京、上海、江苏、浙江和广东等地区。 抽水蓄能方面,截至2019年底,我国抽水蓄能装机规模达3029万千瓦,占电源总装机1.5%,比规划目标低900万千瓦。根据最新输配电定价成本监审办法,抽水蓄能不计入电网有效资产,若无法疏导,容量电费或由省级电网(或区域电网)公司垫付,或由抽水蓄能电站自负,将对抽水蓄能电站经营产生较大影响。 (二)电网侧资源配置平台作用尚未充分发挥 “十三五”是电网跨省区送电通道建设高峰期,截至2019年底,全国跨省区输电能力达到2.6亿千瓦,预计2020年达到2.8亿千瓦,基本实现国家规划目标。我国现行电力市场交易主要以送受端政府间“网对网”框架协议为基础,送受双方清洁能源消纳责任不明确,地区间和不同市场主体间利益难以有效平衡,跨省区清洁能源消纳普遍面临着受端市场对外来电曲线和价格的高要求,关于调峰需求长期难以达成一致,跨省区通道运行曲线存在较大优化空间。 (三)需求侧参与系统调节的潜力有待进一步挖掘 “十三五”期间我国需求响应取得了较大进展,但由于多种条件所限,我国需求响应实施在技术、机制等方面还存在一些问题和障碍,特别是在需求响应作为互动资源系统运行方面与发达国家还存在一定差距。目前需求侧响应主要以“削峰”为主,集中在迎峰度夏、迎峰度冬等特定时段,转移负荷“填谷”能力不足。实时电价机制尚未建立,现行峰谷电价存在价差和峰谷时段划分调整不及时等问题,难以充分引导用电行为。 二、“十四五”面临的发展形势 (一)经济社会发展需要提升电力系统调节能力 一方面,我国电力需求和电源规模将持续增加,根据国际经验,需要配置更多灵活调节电源。随着我国城镇化水平、工业化水平、电能替代水平的提升,我国电力需求将持续增加,预计2025年全社会用电量需求将达到9.8万亿千瓦时,“十四五”期间电源建设仍有较大需求。目前,我国电源结构以煤电为主,灵活调节电源比重仅为6%,而美国、德国、西班牙等国家灵活调节电源比重分别为47%、19%和31%,这意味着“十四五”电源建设需要重点考虑灵活调节电源的配置。另一方面,我国产业结构已逐步由中低端向中高端转换,负荷峰谷差将随之扩大,要求建设更多的灵活调节电源。考虑“十四五”是我国经济转向高质量发展阶段,以及美、日、欧等发达国家经验,我国产业结构由中低端向中高端提升是长期趋势,产业结构的调整导致第三产业和城乡居民用电量占比持续增加,其用电特性决定了负荷曲线峰谷差率明显高于第二产业,我国用电侧峰谷差率有走高趋势,调节性电源建设需求持续增加。 (二)能源电力发展对电力系统调节能力提出迫切需求 “十四五”是清洁能源转变成为主力能源的关键时期,需要电力系统提供与之相匹配的灵活调节能力。新能源发电具有随机性和波动性,多呈现“反调峰特性”,将给电网带来15%~30%反调峰压力。此外,新能源机组大规模替代常规发电使系统总体惯量不断减小,抗扰动能力下降,容易诱发全网频率稳定和电压稳定问题。 美国、英国和阿根廷等国家发生的大面积停电事故,给我国电网安全运行带来警示。当电网运行发生大功率瞬时缺失后,有功潮流大范围转移,可能造成主要断面或局部设备过载,甚至导致系统功角失稳,有功控制压力激增,需要大型灵活性电源提供快速功率备用。以2019年8月19日英国大停电事件为例,英国国家电网紧急调用抽水蓄能电站以平衡系统功率缺额,防止了事故进一步扩散。 (三)全面深化改革为灵活调节电源发展提供良好环境 一方面,电力市场化改革有利于体现灵活性资源的价值。还原能源和电力的商品属性是电力市场化改革的核心要义,“十四五”期间电力市场化改革的重点之一,就是充分反映电力商品的特殊属性,让传统能源和可再生能源发挥各自所长,公平公正地维护市场体系中各个主体的市场利益,促进灵活性资源的效益在电力系统中得到充分体现和利用。 另一方面,混合所有制改革为灵活调节资源发展注入投资活力。“十四五”期间,电力企业不再是电力系统灵活性资源投资的唯一主体,煤电灵活性改造、抽水蓄能等灵活性资源将吸引更多社会资本和各类市场主体投资,共同参与电力系统建设和价值挖掘。 (四)科学技术创新为电力系统调节能力提供多元化发展路径 从电源侧来看,实现与电网友好型发展为新能源技术发展趋势。一方面,新能源发电功率预测正向高精度、高分辨率、中长期时间尺度方向发展,将降低新能源出力预测不确定性对电网运行带来的风险;另一方面,虚拟同步机技术能够模拟同步发电机的有功调频以及无功调压等特性,增加系统惯性,提升风电、光伏发电上网的稳定性、安全性,防止脱网。 从电网侧来看,柔性技术、调度控制技术等将进一步提升电网资源配置能力。柔性直流输电技术等电网柔性技术,能够提升对电网的柔性控制能力,实现电力系统功率快速、灵活调节,提高电力系统稳定性,解决送端电压波动、受端频率系数降低和换相失败等问题;大电网调度控制技术将提高系统运行信息的全面型、快速性和准确性,有助于挖掘负荷响应潜力,提高新能源全网统一消纳水平。 从需求侧来看,数字技术将助力需求侧管理转型升级。数字技术与需求侧管理深度融合,一方面可以优化存量资源,通过改变传统“以下达指令”为主的调控模式,提升需求侧响应的质量;另一方面可以挖掘增量资源,通过聚合用户侧电动汽车以及分布式储能并实施有序管理,使海量分散式资源也能参与电力系统调节。 储能方面,多种技术路径将满足不同应用场景需求。储能应用场景的复杂性决定了单一储能技术无法满足电力系统需求的多样性,因此针对特定场景选择合适的储能技术进行开发将是未来储能技术发展的主旋律。超导储能、飞轮储能、超级电容器以及钛酸锂电池属于功率型储能技术,适合毫秒至分钟级别的应用场景,可以瞬间吸收或释放能量,提供快速的有功支撑,避免系统失稳。抽水蓄能、锂离子电池、钠硫电池、压缩空气以及氢储能属于能量型储能技术,适合小时级别以上的应用场景,可以减小系统峰谷差,延缓新的发电机组投资以及输配电改造升级。 三、关于提升电力系统调节能力的重点举措 (一)电源侧重点举措 一是提高煤电机组灵活调节能力。对于存量机组,持续推进灵活性改造,“十四五”期间,推进“十三五”规划明确的、尚未完成改造的煤电机组(约1.6亿千瓦)加快改造,其他煤电机组能改尽改。对于新建机组,要求其具备深度调节能力,最小技术出力达15%~25%。 二是加快开发抽水蓄能电站。重点推动目前已开工的抽水蓄能项目实现投产运行,尽早发挥系统调节作用;考虑对有条件的水电站进行改造,建成混合式抽蓄电站,可成为常规抽水蓄能电站的有益补充。 三是气价承受能力强、煤电建设受控的负荷中心持续增加气电建设。华北、华东地区在满足电力需求增长和用热需求的基础上,提供一定的调峰支援。 (二)电网侧重点举措 当前跨区输电主要呈现送端为受端提供调节能力的特点,给西北等送端地区带来调节压力。“十四五”期间应加强电网统一调度,促进灵活性资源在全国范围内实现优化配置,在送端地区调节能力不足时,及时优化调整送电曲线。 (三)需求侧重点举措 东北和西北区域需求侧响应的重点是高载能产业,高载能负荷电价敏感度高,具备较大灵活运行的能力。“三华”地区需求侧响应重点是电动汽车等分布式能源,合理的价格信号可以吸引海量的分布式用户参与系统调节。 四、关于提升电力系统调节能力的保障措施 “十四五”期间,一方面需要在源-网-荷-储协同发展层面开展布局优化与市场建设,保障各环节的调节能力建设有序开展,确保灵活性资源的利用效益最大化;另一方面需要深化灵活性资源效益形成机制研究,在源-网-荷-储各环节制定针对性政策保障措施。 一是各利益相关方共同承担系统为满足新能源高效利用所增加的系统成本。虽然新能源电站投资成本逐年降低,但是为配合新能源波动而附加的灵活性资源成本正显著上升,建议根据“谁受益,谁承担”原则,合理分摊新能源接入后所增加的系统成本。 二是建立煤电灵活性改造的配套机制。因地制宜推广成熟改造技术,建立适应市场化进程的煤电机组调峰补偿机制和调峰辅助服务成本分摊机制。 三是完善跨省区调峰辅助服务市场机制。建立健全对资源优化配置发挥决定性作用的电力市场体系,持续推动跨省区调峰辅助服务市场机制建设,打破省间壁垒,促进跨区通道基本反映新能源出力波动特征,更好地发挥“大电网、大市场”作用。 四是引导用户侧资源参与调节。明确政府、电力企业、用户责任,形成用户侧资源利用的顶层设计和规范要求,完善基础设施建设,提升用户侧资源管理水平;加大对实时需求响应支持力度,鼓励引导大工业用户参与实时需求响应改造。 五是巩固完善抽水蓄能电站“两部制”价格形成机制。将容量电费纳入电力市场辅助服务费用向用户侧疏导,将电量电费通过电能量市场回收。 六是数字化技术推动源网荷储协调运行。统筹加强源网荷储大数据建设,基于统一平台实现源网荷储各环节数据与数字化技术广泛共享,通过虚拟电厂、基于车联网的绿电交易等激发电力用户在调峰等方面的潜力,进一步推动源网荷储协调调度控制,提高电力系统资源利用效率,推动各方共同提升系统调节能力。...
新形势下迫切需要深化大数据应用 开展大数据应用是能源电力企业服务数字中国建设、推动数字经济发展的担当之举;是应对外部环境不确定性、推动提质增效的必由之路;是拓展新兴业务、打造增长新动能、培育可持续竞争力的迫切需要。 近年来,数据作为一种关键生产要素,正向经济社会各领域加速渗透。“新基建”部署为大数据应用提供了良好的软硬件基础。大型国有能源电力企业掌握着海量、高价值的数据资源。充分发挥数据要素的基础资源和创新引擎作用,有利于推动能源电力行业数字化转型,服务数字经济发展,助推国家治理体系和治理能力现代化。 当前,外界环境的不确定性给企业运营带来更大挑战。大数据应用具有识别、预测复杂问题的能力,可以为企业提供有效的认识论、方法论和工具。能源电力企业将大数据应用与运营管理深度融合,可推动内部管理流程重塑,撬动机制转型变革,构建数据驱动的发展模式。 应用大数据还能够打造以数据要素为核心的数字经济新商业模式,培育新的利润增长点。能源电力企业围绕运营主业,依托数据资源的共享和开放,可吸纳更多的利益相关方参与,共建数字生态圈,形成可持续竞争力。 规划大数据应用业务应聚焦三大领域 为了更好地发挥数据要素的作用,大数据应用必须向系统化、专业化、规模化方向发展。从能源电力企业内外部环境与市场需求来看,大数据应用围绕其在存量优化、增量创新、公益服务三方面发挥的作用,应聚焦赋能提质增效、赋能业务发展、服务国家治理三大领域开展业务规划。 ●开展赋能提质增效的典型场景应用,推动流程贯通、数据共享和基础治理,提升企业运营管理能力 能源电力企业紧密结合企业运营管理的实际业务需求开展大数据应用,全面服务企业运行优化、支撑资产管理高效、推动经营业绩优秀等,可实现对企业状况的超前、全息、立体化感知,打造数据驱动的企业运营新模式。 以电力大数据服务配电网停电计划优化为例,建立综合考虑社会效益、经济效益及企业效益等的多目标优化模型,以重大活动、气象气候、项目投运、检修计划等作为边界条件,并基于电网拓扑、供电质量、客户投诉、停电检修时长等建立配电网供电能力模型、客户停电检修损失模型和容忍度模型,可为电网企业制订停电检修计划提供科学量化依据,提高客户满意度和供电可靠性。 ●开展赋能业务发展的典型场景应用,融合产业上下游数据,支撑新兴业务发展,推动能源生态圈融通 大数据应用已成为推动业务、业态、模式创新的重要方式之一。国内外能源企业开始探索能源电力大数据在智慧家居、综合能源服务、电力大数据金融等领域的业务创新,从传统的提供能源商品转变为提供能源大数据服务,连接产业链上下游,拓展生态边界,打造新增长点。 例如多地推行的电力大数据征信业务:电网企业利用企业用电数据、违约用电和电费收交等信息,开展电力视角企业信用评价,积极对接各类金融机构需求,探索建立商业合作模式,开展企业信贷评级和额度评估;基于企业容量状态、用电量、违约用电、上下游用电情况等数据,分析企业运营风险,服务金融机构对已贷款客户进行贷后预警。 ●开展服务国家治理的典型场景应用,加强政企联动和外部合作,挖掘应用场景,培育高价值产品和服务 能源电力大数据可以从经济、环境、人口、交通、城市等不同视角切入分析,从侧面反映社会生产生活的方方面面,发挥服务经济发展、社会治理和民生改善的潜在价值。以电力大数据服务环保为例,电网企业紧扣污染防治攻坚战的要求,依托电力大数据分析重点企业、重点行业及重点区域的污染情况和用能情况,反映企业排污情况,帮助政府部门实现对污染治理的不间断监测。 把握发展新趋势,培育大数据应用关键能力 能源电力大数据应用的“时”和“势”正在发生变化,单一、零散的数据分析应用正向规模化、融合化、产业化应用开发转变。面向“十四五”,能源电力企业应把握发展新趋势,培育大数据应用关键能力。 ●“十四五”期间能源电力大数据发展新趋势 能源与数据融合成为新型能源运营与服务的未来。在能源流与数据流融合的必然趋势下,大数据的分析应用也将成为能源运营服务的重要基础,推动能源电力服务向更绿色、安全、高效和人性化的方向发展。“十四五”期间,对大数据分析应用的水平不仅体现能源电力企业的创新能力,也影响着能源产业及上下游企业的降本增效能力。 能源电力大数据将成为能源领域创新基础平台。随着技术的不断发展,大数据应用的技术门槛会不断降低。“十四五”期间,越来越多的一线工作者将参与能源电力大数据应用,大数据的基础资源作用和创新引擎作用会持续放大。 随着各类数据安全技术的突破,多源数据融合将成为未来发展的必然趋势。能源电力数据将与交通、安防、通信运营商等数据建立安全可信的共享机制。“十四五”期间,能源电力大数据将基于多源融合数据不断创造新业务、新业态,并在扶贫、就业、环保等领域发挥更大价值。 ●能源电力企业未来应重点培育三大能力 补齐数据汇聚能力的短板。“十四五”期间,数据汇聚是实现大数据应用向纵深突围的关键。能源电力企业需针对数据汇聚能力的短板,加强底层数据的广泛互通和深度融合。建议能源电力企业以应用为导向,借助数据中台、数据目录、数据标准等工具,实现企业内部数据资源的有序共享和外部数据资源的按需接入,推动多源数据的汇聚融合、统筹管理。 分析应用能力成为培育重点。分析应用能力主要包括统计分析、机器学习、深度学习三个层级,是企业从海量数据中发现有用信息的关键能力。“十四五”期间,因地制宜开展分析应用,明确工具技术的开发或引进策略,是企业培育大数据分析应用能力的重点。建议能源电力企业加大统计分析类成熟商业化软件工具的部署应用力度,推动机器学习算法库、模型库、训练库的统一建设,加快产业应用、商业应用的实战检验和迭代创新,瞄准复杂性强、不确定性大的应用需求,加强产学研联合攻关,推进重点领域深度学习算法的并行化设计及应用研究。 技术支撑能力亟须迭代升级。技术支撑能力是以“数据+算法+算力”为核心要素的技术体系经系统集成后的效能展现。“十四五”期间,能源电力大数据应用对技术开放性和易用性的要求进一步提升,数据在线、算法在线、算力在线是技术支撑能力建设的着力点。建议能源电力企业打造更易用的、智能平台化的大数据技术支撑体系,为分析人员提供一站式便捷服务,形成可复用、可组合的技术支撑模块,并加强先进技术吸收和原有技术更新迭代。...
2020年5月16~19日,作为电力现货市场建设试点省份的山东开展了为期4天的现货市场连续结算试运行。在这4天的试运行里,无论是电网运行还是市场出清,都十分顺利,但4天的试运行产生了9508.19万元的不平衡资金,引起业内广泛的关注和讨论。分析原因,新能源、核电、省外来电这类没有市场化用户参与的非市场交易电量(也称为“优先发电电量”),要按照市场价格和保量保价的双重标准,让电网公司分别与用户和发电企业结算。也就是用户按照较低的市场价格结算,发电侧按照较高的上网电价结算。由于购销出现了价差,不平衡资金也随之产生。 电力市场不平衡资金问题的成因分析 不平衡资金问题之所以会引起广泛关注,是因为它正是上一轮电改(以2002年国务院5号文件《电力体制改革方案》的印发为标志)停摆的重要原因之一。按当时的《电力体制改革方案》,设立了华北、东北、西北、华东、华中、南方电网公司,建立了电力调度交易中心,着手培育区域电力市场,并按市场规则进行电力调度。东北区域电力市场是全国首个统一的电力市场,率先进行电力市场模拟运行,华东区域电力市场也紧随其后。在两个区域电力市场进行模拟运行时,也启动了电力市场平衡账户的探索模拟。由于当时中国电力市场建设处于起步阶段,销售电价和上网电价没有实行联动,上网电价是由市场竞争形成,而销售电价则受到政府管制相对固定。由此,造成了电网企业实际购电价格的升降,不能及时反映在销售电价上,可能导致电网企业亏损。为了平抑这样的经营风险,妥善处理发电企业、电网企业、电力用户的利益关系,保持销售电价的相对稳定,需要建立专门的平衡账户,将各方多赢和多亏的部分置入该账户,对冲盈亏后的部分资金则成为“蓄水池”,以备在未来的平衡中发挥作用。在这种背景下,财政部和国家电监会联合出台《东北区域电力市场平衡资金监督管理暂行办法》,以规范竞价上网产生的差价资金管理,采取结算过渡账户限额管理和平衡资金专账管理两种方式。 2004年1月15日,经过了一年的筹备,东北区域电力市场在沈阳东北电网公司交易大厅启动模拟运行。根据最初的设计,东北区域市场经过模拟运行、试运行后才正式运行,但后来东北区域市场并没有进入实际运行。模拟运行阶段是从2004年1月到当年11月。2004年1月到4月,东北区域市场模拟运行采用的是“单一制电价、有限电量竞争”,6月之后,则采用“两部制电价、全电量竞争”,对比出来的结论是两部制电价更适合东北的情况。但是到了2005年试运行阶段,电煤市场化之后开始涨价,再加上其他一些原因,上网电价升高,但销售电价固定,价差无法传导出去,平衡账户出现亏空,出现了东北电网北部发电高价上网,南部用电低价销售的情况,以致东北电网公司16天亏损了32亿人民币。因此到了2006年5月,上级主管部门下发文件,东北区域电力市场进入学习总结阶段,再无后续动作。 此外,当前我国电力市场是以中长期交易为主并且实现月清月结,由于月度电量交易合同大多提前1月按预测电量签订,预测电量与实际用电量必然存在一定的偏差。根据国家发展改革委、国家能源局印发的《电力中长期交易基本规则》(发改能源规〔2020〕889号),系统月度实际用电需求与月度发电计划存在偏差时,可通过发电侧上下调预挂牌机制进行处理,也可根据各地实际采用偏差电量次月挂牌、合同电量滚动调整等偏差处理机制。月度最后7个自然日,根据电力电量平衡预测,各类合同电量的分解执行无法满足省内供需平衡时,电力调度机构参考上下调机组排序,在满足电网安全约束的前提下,预先安排机组提供上调或者下调电量、调整相应机组后续发电计划,实现供需平衡。月度发电计划执行完毕后,发电侧首先结算机组上调电量或者下调电量,其余电量按照各类合同电量结算顺序以及对应电价结算;用户侧按照当月实际用电量和合同电量加权价结算电费,实际用电量与合同电量的偏差予以考核。从理论上来说,用户侧偏差电量考核电费应用于支付发电侧上下调电量电费,但由于用户侧偏差考核标准是人为确定的,和发电侧上下调电量的结算电费不一定一致,也可能产生不平衡资金问题。 此外,在现货环境下的发电成本补偿、阻塞费用等等,也会带来不平衡资金问题。以上种种不平衡资金问题产生的机理是不一样的,但总体来说都是供方和需方电价或电量的差异所导致的。我们通常采用微观经济学中经典的供给与需求分析来说明市场机制及市场价格的决定。在图1中,假定决定供求的因素除商品自身的价格外其余均为已知,因而供求状况确定。图中曲线S表示供给曲线,曲线D表示需求曲线。由图可见,曲线S和D在e点相交,与e点相对应的价格pe就是均衡价格,或者叫市场出清价格。在此价格水平上,买方愿意并能够购买的数量与卖方愿意并能够供给的数量恰好相等,此时不会产生任何不平衡资金。所谓市场机制就是指在一个自由市场里能使价格得以变化一直达到出清(即供给量与需求量相等)的趋势。但实际电力市场远比这更加复杂,这就导致不平衡资金问题的出现。处于现货市场连续结算试运行阶段的山东电力市场的不平衡资金的构成是复杂的,除现货所带来的固有的不平衡资金问题外,发用电计划放开不同步,即优先发电电量与优先购电电量不匹配应属主要原因。而东北区域电力市场不平衡资金问题的成因主要是市场化的发电上网电价和固定的销售电价的价差所导致的。中长期交易偏差考核所产生的产生不平衡资金则是人为设置偏差考核标准、收支没有闭环所致。 电力市场不平衡资金问题的对策 电力市场交易机制设计应回归价格形成机制这个核心 如上分析,不平衡资金问题产生的原因归根到底还是供需双方电量和电价的不匹配。市场机制可以概括为“供需决定价格,价格引导供需”,电价形成机制是电力市场建设的关键,事关国计民生,影响社会各方的切身利益,也会直接影响电力工业本身的发展,必须极其慎重地对待,不能由于不平衡资金的分摊而影响合理的电价水平。由于电价问题的复杂性、电力工业在国民经济中的基础性地位以及电力产品的公共性,电价问题牵一发而动全身,并且与其他能源价格紧密相关,合理电价也难以通过单一途径来形成。在确定电价形成机制时,不仅需要考虑其是否能引导短期电能供需平衡,实现电力系统运行优化;而且还应考虑其是否能引导长期电能供需平衡,实现资源的长期优化配置。当前的电价结构和电价水平(尤其是财务费用)是我国长期以来各种电价政策历史沉淀的产物(作者称之为“电价的历史性”),存在不合理的成分,但大部分还是合理的,并承担了许多社会功能,并不适合一夜之间彻底颠覆。因此,在电价形成机制设计中,应清晰分辨哪些成分适合由市场竞争形成,哪些成分需暂时保持原样。只有在对各种电能成本(又分为会计学成本和经济学成本)深入分析的基础上,深刻认识电能价值的一般规律和我国的特殊规律,兼顾效率与公平,让市场这只“看不见的手”和政府这只“看得见的手”协同配合、形成合力(因此,我国电力市场将长期采用“计划+市场”双轨制),精心构建适合我国国情的电价形成机制(包括交易规则、结算规则和补偿原则),电力市场改革才能顺利推进。此外,改革决策者应该认识到,电力定价权是国家一种非常严肃、非常关键的公共权力,在放开之前要经过详细周密的考虑和测算分析,盲目放开不但无法达到改革目标,还可能导致国有资产流失并产生大量寻租机会。 电力市场交易机制设计应适应国情,收支要闭环 到底何为“真正的电力市场”?一种理论认为其关键在于形成体现时间和位置特性的电价信号(即“现货市场”)。其实在《电力系统分析》中介绍过电力系统经济调度的经典的等耗量微增率(即每增加单位功率时燃料耗量的变化)准则,是根据高等数学中约束极值问题(即拉格朗日乘子法)推导而得。在不考虑网络损耗的情况下,按耗量微增率相等的原则来分配多台发电机组的功率时,可使系统总的燃料消耗最小。只要把各个时段的系统耗量微增率(或称系统λ)乘以单位耗量的燃料价格,以此作为结算价格,甚至都不需要市场机制,就能得到随负荷波动的时序电价。虽然国外电力现货市场考虑技术约束十分复杂,但却并未脱离这个基本原理,只不过把机组耗量曲线变成自由申报的报价曲线。如果要同时反映电价随时间和位置的不同,也只需采用考虑输电线路传输容量约束的经济调度(SCED)模型计算而得。但是,即便实现了“现货市场”的精致外壳,如果人为地把市场主体报价范围限制得很窄(或施加其他价格操控手段),就不会出现真正的市场交易行为,只不过是市场外壳包着的计划管理模式(经济调度),反而掩盖了电力体制改革的实质性矛盾。反而言之,哪怕是再简单粗糙的市场设计(例如不带电力曲线的月度和年度电量交易),只要出现了自愿、平等、公平、诚实信用的市场交易行为,就具备了真正电力市场的基本特征。因此在市场改革初期,应做到任何一笔款项都有进有出,即收支要闭环而且为市场主体提供自发趋于市场均衡(供需平衡)的正确激励。即便是无法避免的(例如优发优购电量和电价不匹配所导致的)不平衡资金问题,也要找到公平、合理、权责对等的分配方案。但是,由于改革过程中市场化发用电量是逐渐放开的而且进度不同步,在复杂的“现货市场”设计特别是节点电价机制(存在天然的不平衡资金即阻塞盈余问题)下是难以做到这一点的,而在更简单的价格机制下(例如峰谷分时段竞价的电力市场)通过谨慎设计后则更容易实现。 此外,类似于东北区域电力市场发电侧单边竞价而锁定销售电价的价格机制应该只是改革过程中的暂时现象,应采取措施防范市场力和价格操控。 学习借鉴国外电力市场处理不平衡资金问题的经验教训 由不匹配的发用电量和电价导致的不平衡资金问题并非我国电力市场特有的问题,在国外电力市场中也存在,一些经验教训值得借鉴。英国电力市场的平衡机制(Balancing Mechanism)和不平衡结算(Imbalance Settlement)是一种比较具有代表性的设计。在英国电力市场(NETA、BETTA)中中长期物理合同交易占主体,市场成员根据所签订的合同电量自主决定发电出力水平或负荷水平,在向系统操作员通报其所希望的发电出力和负荷水平时,还同时通报在实际运行时是否愿意偏离这些申报的水平,以及针对偏离量所希望得到的补偿。英国电力市场建立了平衡机制单元(Balancing Mechanism Unit,BMU)的概念,BMU可以由一组发电机或负荷组成,所有BMU必须在关闸(Gate Closure)前向市场运营机构提交最终交易通报(Final Physical Notification,FPN)。通过平衡机制解决电量不平衡及各种网络约束问题。BMU单元申报在FPN基础上的Bid/Offer。其中Offer表示发电机组增加出力或负荷单元降低负荷水平,Bid表示发电机组降低出力或负荷单元提高负荷水平。市场运营机构基于总调节成本最小的目标选择调用哪些Bid/Offer。除了Bid/Offer,市场运营机构还可以事先通过合同方式购买辅助服务以解决电力不平衡和网络约束问题。实际运行结束后,可能出现实际生产或使用电量与交易电量不相等的情况,因此需要进行不平衡结算。不平衡电量等于计量电量减去合同电量和平衡调整量。早期不平衡电量的结算价格采用“双结算”方式,分别基于系统买入价和系统卖出价。发电商超发电或售电商少用电时的不平衡电量按系统卖出价结算,它是被接受的平衡下调量价格的加权平均值;发电商少发电或售电商多用电时的不平衡电量按系统买入价结算,是被接受的平衡上调量价格的加权平均值。不平衡电量的结算费用由不平衡电量与不平衡电价相乘得到。由于英国能源监管机构(Ofgem)认为这种基于平均价格的定价方法扭曲了市场中缺稀资源的价格信号并且减少了灵活性服务提供者的收益,因此近年来对不平衡结算机制进行了改革,使用系统边际成本,即最贵的Bid/Offer报价作为不平衡电量电价。 此外,在北欧电力市场,挪威、芬兰和瑞典共同组建了不平衡结算公司eSett作为不平衡结算的负责方,代替三个国家的输电系统运营商(TSO)负责三国的不平衡结算。影响不平衡电价的因素有日前市场价格、调频市场价格和实时频率总的上下调方向。对于发电侧,使用“双结算”方式计算发电不平衡电费;对于用电侧,使用“单结算”方式计算用电不平衡电费。对于不平衡发电量,使用不同价格对多发与少发的电量进行结算。多发电量的结算价格总是等于或小于少发电量的结算价格,二者的结算价格与实时运行时段频率总的上下调方向有关。对于用电不平衡电量,使用相同的价格对多发电量和少发电量进行结算,不平衡用电量的结算价格均为该实时运行时段主调频方向的调频价格。 值得注意的是,国外电力市场基本上都是“电力”(power)交易,平衡机制和不平衡结算针对的是电力偏差,而我国中长期交易还是“电量”(energy)交易,平衡机制和不平衡结算针对的是电量偏差。虽然电力偏差和电量偏差有本质的区别,但不平衡结算的基本逻辑是可以借鉴的。《电力中长期交易基本规则》中的发电侧上下调预挂牌机制即在一定程度上借鉴了国外电力市场的经验,其他不平衡资金问题也应该在进一步学习先进经验的基础上结合国情分门别类、对症下药地予以解决。...
随着第一批电力现货市场试点陆续启动整月结算试运行,我国电力市场建设也进入了深水区,一些市场运行与衔接问题逐渐浮出水面。我国长期处于计划与市场并存的“双轨制”模式下,在国际上并无成熟可借鉴的经验可以照搬,必须结合我国国情实际研究提出解决思路,推进我国电力市场化改革稳步前进。 双轨制不平衡资金的产生与处理方式 在电力现货市场建设过程中,“不平衡资金”一词逐渐为人们所熟知,其本意指电力市场运行中所产生的没有明确承担主体的费用或盈余,需要向市场主体进行分摊或返还。通常,不平衡资金通常包括双轨制不平衡资金、机组成本补偿费用、阻塞盈余等科目。 在国外成熟市场中,机组成本一般以上抬费用(Uplift Payment)或补全收入(Make-Whole Payment)的形式进行疏导。上抬费用一般指在电能量和辅助服务市场的边际出清价格不能完全反映资源的边际成本时(例如市场外调度机组等),用于补偿市场出清价格获得的收入与其投标价格之间存在的差异的费用。上抬费用一般向市场参与者进行分摊,属于用户侧电价的正常组成部分。阻塞盈余通常根据市场模式不同,以金融输电权的形式返还给金融输电权持有者,或是返还给电网企业用于缓解电网阻塞、新建线路等。 双轨制不平衡资金则是在我国特有的计划与市场双轨制模式下所产生的。其根本原因在于未参与市场的优先发电和优先购电电量仍然执行原上网电价和目录电价,其余电量不再执行电网企业“统购统销”模式,而且按市场价格进行结算。由于市场化发用电量总量不匹配,将产生一部分市场化发电量在用户侧按优先购电的目录电价结算,或者是一部分市场化用电量在发电侧按优先发电的上网电价进行结算,由此导致盈余或亏损。特别是现货市场环境下,分时价格信号的产生意味着不同时段的电能量价值不同,因此进而产生优先发购电时段性不匹配。 欧美成熟电力市场虽然一般不存在优先发购电制度,但是可能存在一部分零售用户按管制价格购电。这部分用户通常包括售电侧暂未放开的用户以及已放开但暂未行使选择权的用户,由原供电企业或保底供电商负责对此类用户进行供电。这些保底供电商大多按市场价格从市场购电。对于因购电成本上升而无法通过政府管制售电价格回收的成本,部分国家建立了补偿机制。例如,英国要求保底供电商测算补偿数额并提供相关依据,若申请通过,这部分补偿将通过提升配电价格,由该区域内所有用户分担。 我国长期以来实行交叉补贴,目录电价存在工业与居民价格倒挂现象。若进一步放开市场,可能存在较大的双轨制不平衡资金差额。按照相关文件规定,不设置不平衡资金池,各项结算科目均需独立记录,分类明确疏导。在市场建设方案中应构建合理的不平衡资金疏导机制,具体包括以下措施: 一是分项确定,独立记账。明确各项不平衡资金的定义、计算方法、分摊和传导方式,以及市场主体的权利和义务;每项不平衡资金独立记账,及时分摊、传导和结算,不设置资金池或不平衡账户,不得相互调剂。 二是合理分摊不平衡资金。对于由优发优购匹配产生的不平衡资金,建议纳入电价调整机制;对于由市场运行产生的不平衡资金,按照公平、公开原则,构建分摊机制,纳入市场建设方案。 双轨制模式下电力市场建设的几点思考 第一,电力市场建设应该以系统性思维统筹推进。完整的电力市场体系应包括电力中长期市场、现货市场、辅助服务市场、容量市场(容量补偿机制)等组成部分。推进电力市场建设不能“各自为政”、“拆东墙补西墙”,必须要统筹推进各个市场建设,才能确保形成闭环的市场体系,为市场主体创造公平开放、竞争有序的市场交易环境,充分发挥市场在资源优化配置中的决定性作用。 此外,电价体系、发用电计划放开等环节与电力市场建设也有着密不可分的关系,直接影响着市场规模与空间、市场主体盈亏等,关系到电力市场的长远、可持续发展。因此,必须以系统性思维推进电力市场化改革,确保各方面政策、体制、机制间的有序衔接。 第二,加快推动可再生能源参与电力市场。电力市场特别是电力现货市场具有能够兼容新能源出力波动性强、预测难度大、发电边际成本低的特点,对于促进新能源消纳具有重要保障作用。在现货市场的竞争机制下,新能源发电通过低边际成本自动实现优先调度,同时通过现货市场的价格信号引导火电企业主动调峰,优化统筹全网调节资源,能够有效促进新能源消纳。新能源保障机制由传统的计划模式转向“市场内竞争+市场外补贴”模式,有助于促进新能源行业有序竞争和可持续发展,有效降低新能源产业的成本。目前,可再生能源参与市场需要政策上的支持。对于尚未核定保障性收购小时数的省份,需要尽快确定保障性收购小时,超出的部分参与市场化交易。另一方面,可再生能源波动性大、预测精度相对较低,参与市场交易存在一定风险。需要在市场规则设计中予以考虑,兼顾经济性和系统安全,平衡好各主体利益,实现市场稳定高效运营。 第三,推动各类型机组参与电力现货市场。目前,大部分电力现货试点地区参与市场的发电主体类型仍然以燃煤机组为主。燃气、核电等机组由于其变动成本或固定成本高,在现货市场中不具有竞争力,尚未放开参与电力现货市场,仍然执行优先发电制度。为了使电力现货市场价格信号更完整、竞争更充分,应推动各类型机组全面参与电力现货市场。为此,需要进一步完善配套市场机制建设。对于燃气、抽水蓄能等灵活调节性能良好的机组,为保证其合理收益,应适当放开电力现货市场限价,使价格波动反映真实的系统供需情况,同时应完善辅助服务市场,使其通过提供系统调节服务获得补偿。对于核电等固定成本较高的机组,可以考虑以政府授权合同的形式进行市场外补贴,既保证了其投资成本的稳定回收,同时也避免对电力现货市场价格产生扭曲。 第四,充分发挥用户侧主体响应作用。自新一轮电力体制改革以来,我国售电侧改革发展迅速,售电公司数量快速增长,有效激发了市场活力。电力用户作为电力市场的重要参与者,或参加批发市场直接与发电企业进行交易,或通过与售电公司签订代理合约参与零售市场。用户侧主体对电力市场价格信号的响应,对于电力市场资源优化配置作用的发挥具有重要的意义。为了保证电力用户能够积极响应市场价格信号、优化用电管理,需要进一步完善电力批发市场与零售市场机制设计:一是丰富中长期交易周期,同时推动用户侧参与现货市场结算。二是鼓励售电公司与电力用户签订灵活的售电合同,同时加强售电市场监管与风险防范,保证售电市场健康有序运行。...
外交部发言人汪文斌28日在例行记者会上说,今年上半年中国吸引全球外国直接投资(FDI)规模逆势增长,既是外界对中国经济发展投下的信任票,也是中国持续推进改革开放交出的成绩单,充分彰显了中国经济发展的强大韧性和中外互利合作的广阔前景。 有记者问:联合国贸易和发展会议27日发布报告显示,今年上半年全球FDI同比下滑49%,流入中国的FDI规模相对保持了韧性。该组织官员还表示,截至今年9月,中国吸引FDI规模相较去年同期已呈增长趋势,增幅达2.5%。中方对此有何评论? “外资逆势增长既是外界对中国经济发展投下的信任票,也是中国持续推进改革开放交出的成绩单。”汪文斌说,今年以来,中国两次出台稳外资新政策,发布新版全国和自贸试验区负面清单,设立海南自由贸易港,增设3个自贸试验区,营商环境持续优化。在全球跨境直接投资大幅下降的背景下,中国吸收外资连续6个月实现单月正增长。1至9月,中国实际利用外资以美元计同比增长2.5%,新设或增资合同外资1亿美元以上大项目达到574个,一大批大项目在华增资扩产,充分彰显了中国经济发展的强大韧性和中外互利合作的广阔前景。 他表示,当前,中国正加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。新发展格局不是封闭的国内循环,而是开放的国内国际双循环。事实证明,新发展格局是中国同世界经济联系更加紧密、各国共商共建共享共赢的发展格局,不仅有利于中国经济长远发展,也将为世界各国带来更多发展机遇和发展空间。 “中国将坚定站在历史正确的一边,坚持深化改革、扩大开放,加强各领域开放合作,同各国一道为早日彻底战胜疫情、推动世界经济复苏而共同努力。”汪文斌说。...
第三届中国国际进口博览会暨虹桥国际经济论坛开幕式将于11月4日在上海举行。国家主席习近平将通过视频发表主旨演讲。习近平主席连续第三年在进博会这一全球开放合作的重要平台发表主旨演讲,举世关注。国际社会普遍认为,中国坚定扩大开放、支持多边贸易、致力于合作共赢的主张和行动,正是当前世界经济复苏发展所迫切需要的正能量。 疫情仍在全球蔓延,单边主义和保护主义抬头,经济全球化遭遇逆风,这考验着世界经济的韧性。国际货币基金组织预计,今年全球经济将萎缩4.4%;联合国贸易和发展会议最新报告显示,今年上半年全球外国直接投资同比下滑49%;世贸组织曾预测,今年全球贸易可能大幅缩水13%到32%。风险挑战叠加,究竟应该如何应对?各国必须全力以赴控制疫情,坚定不移加强开放合作,推动建设开放型世界经济,以牵手的合力化危为机。作为“买全球、卖全球”的国际贸易盛会,第三届进博会承载着助力全球产业链供应链保持稳定、助力世界经济恢复增长的使命,符合世界各国共同利益。 作为世界上首个以进口为主题的大型国家级展会,中国国际进口博览会日渐形成“展品变商品、展商变投资商、采购商变贸易商”的良性“生态圈”。展览规模更大、展区设置更优、展商质量更高的第三届进博会,势将再一次兑现“越办越好”的承诺。“十三五”期间,中国市场规模不断迈上新台阶,2019年中国社会消费品零售总额达41.2万亿元,成为世界当之无愧的第一大市场。当前形势下,作为率先实现复工复产、率先实现经济正增长、对外贸易回暖的主要经济体,中国为促进世界经济复苏注入的推动力、创造的机遇更是弥足珍贵。“我们在进博会感受到了中国市场的开放与包容”“进博会既是一个全球性的盛会,也是一个企业参与和分享中国稳健经济增长机遇的重要窗口”……各国参展商的心声,代表了各国企业借力进博会深耕中国市场、共享中国机遇的心愿。 迎五洲客,计天下利,这就是中国胸怀。世界能够清晰感触到中国扩大开放的决心、中国推动经济高质量发展的信心、中国风雨无阻向前进的坚定步伐。“中国将在更大范围、更宽领域、更深层次上提高开放型经济水平”“要全面提高对外开放水平,建设更高水平开放型经济新体制,形成国际合作和竞争新优势”“推动更深层次改革,实行更高水平开放,为构建新发展格局提供强大动力”……习近平主席的话语铿锵有力,宣示中国在更高起点上推进改革开放的决心。中共十九届五中全会审议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》。中国将在全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗目标之后,乘势而上开启全面建设社会主义现代化国家新征程,全面提高对外开放水平,开拓对外开放新局面。中国进入新发展阶段,加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,意味着中国发展的空间更大、世界发展的机遇更多。 放眼第三届进博会,世界能透过上海浦东开发开放30年的伟大成就,重温中国人民在改革开放中敢闯敢试、先行先试,在荆棘中闯出一条条新路的传奇,进一步感知中国奋进的足音。作为上海又一个标志性的开放“标签”,进博会正向世界展现着“中国开放的大门不会关闭,只会越开越大”的坚定承诺。改革不停顿、开放不止步的中国,将与世界各国携手前行、合作共赢,继续书写共享机遇、共同发展的新篇章。...
疫情之后的“一带一路”应该怎么走?是当下国内外各方都非常关注的一个问题。 10月26日至27日,“欧亚经济联盟与中国‘一带一路’倡议对接”论坛上,包括中国商务部副部长兼国际贸易谈判副代表王受文在内,俄罗斯副外长伊戈尔·莫尔古洛夫、欧亚经济委员会贸易委员(部长)安德列·斯列普尼奥夫、白俄罗斯第一副外长亚历山大·古里亚诺夫、哈萨克斯坦贸易和一体化部部长巴赫特·苏尔丹诺夫、亚美尼亚经济部长季格兰·哈恰特良、吉尔吉斯斯坦经济部长桑扎尔·穆康别托夫以及商业界和专家团体代表讨论了疫情后的全球经济挑战,以及中国与欧亚经济联盟在多方面的合作。同时,与会者就提高欧亚经济联盟农产品对华出口潜力,生态、数字解决方案在物流和过境运输中的运用以及国家主权金融体系和本币结算等问题进行了讨论。 欧亚经济联盟是个什么组织?跟“一带一路”有什么关系?“一带一路”跟欧亚经济联盟的合作目前面临哪些挑战?疫情之后“一带一路”如何走的更好? 面对这些问题,中国一带一路网为大家邀请到了三位专家,来一起谈一谈。 专家观点 欧亚经济联盟是欧亚地区的区域经济一体化组织,成立于2015年。目前的五个成员国均是我国在“一带一路”建设中的重要合作伙伴。 联盟成立后不久,中俄两国元首就签署了《关于丝绸之路经济带建设和欧亚经济联盟建设对接合作的联合声明》,旨在通过这个欧亚经济联结的新纽带,积极推进中国与欧亚国家的多维度合作,从而在欧亚大陆发展出更高水平、更深层次的经济合作关系。 此后,双方在合作的深入推进上每年都有实质性的进展。特别是2019年10月中国国务院总理李克强与欧亚经济联盟各成员国总理共同宣布《中华人民共和国与欧亚经济联盟经贸合作协定》正式生效,开启了“一带一盟”对接合作的新篇章,为地区经贸合作奠定了制度性基础,标志着对接合作进程步入了前所未有的新阶段。 然而,2020年突如其来的新冠肺炎疫情导致全世界众多国家和地区的经济陷入困境,也给“一带一盟”的对接合作带来了新的挑战。在《协定》签署一周年之际召开这次会议非常重要,非常必要,也非常有实际意义。如何应对疫情背景下地区经贸合作面临的新挑战,如何采用新型技术手段推动疫情背景下的项目实施和经济活动等等,都是各个成员国需要思考和共同商讨的问题。 “一带一盟”对接合作具有重要的地缘战略意义,有利于解决区域经济问题,形成各相关国家优势互补的新局面,促进整个地区的经济发展。特别是在各国实体经济受新冠疫情冲击陷入衰退的情况下,这一合作模式将有助于挖掘新的发展契机,为经济复苏注入活力。 目前,“一带一盟”对接合作尚存在一系列制约其发展的问题,主要包括: 双边合作机制有待进一步细化和具体化,合作的法律基础文件还需要继续完善; 在具体的对接过程中仍存在不少政策和法律壁垒,还需要进一步放权和放宽限制; 各国中小企业的合作有待加强,需要充分发挥其优势,挖掘合作潜力; 俄罗斯作为欧亚经济联盟的主导者对中国与其他联盟成员之间的合作参与度不高,对“一带一盟”对接合作的推动仍较多地停留在中俄合作层面。 现在“一带一路”跟欧亚经济联盟对接整体是比较成功的,涉及到跟俄罗斯以及欧亚经济联盟的其他国家,比如说哈萨克斯坦的对接时,整体进出口贸易做的都不错。通过阿拉山口、霍尔果斯口岸对接的整体贸易往来都取得了一些成绩。 目前来说,“一带一盟”对接的挑战主要有这么几个: 第一个是签证便利化。现在中亚国家的签证太难了,这是所有去过中亚的人都会有的一个感觉,所以这一点是必须进一步推进的。 第二,需要有一些更好的、更便捷的对接平台。就像现在有这个中国和中东欧的“17+1”的平台,但“一带一盟”现在还没有这种长效型平台的建设,存在着各自为政的情况。 第三,还在于欧亚经济联盟内部反恐形势的稳定。在上合组织框架下,如果让整个地区的防控形势得到进一步的稳定的话,有助于未来的整体的经济发展。 最后,如果要跟欧亚经济联盟对接,俄语普及需要得到进一步的提高。因为这些地方的俄文使用度是特别高的,要想做好这个对接,当地的语言人才的培养也是至关重要,只有这样才能解决一个长效性发展的问题。当然,更重要的是要找到欧亚经济联盟跟“一带一路”共同的需要,包括数字经济领域的合作、通关便利化、共同的电子商务平台等问题。...
中国国家统计局10月19日发布的数据显示,前三季度中国GDP增长0.7%,实现由负转正,中国经济在全球主要经济体中率先复苏受到全球关注。围绕中国经济复苏及其对区域增长和全球发展的积极作用等话题,经济日报记者专访了惠誉评级首席经济学家布莱恩·考尔顿。 考尔顿称,惠誉评级近期调高了对中国经济增速预期,这一决定基本反映了中国经济活动近来快速反弹的现实情况,这一反弹速度远快于惠誉评级5月下旬的预期。中国工业生产率先复苏,固定资产投资、住房和汽车销售、信贷规模增长均较今年4月份和5月份明显改善。此外,在全球经济陷入衰退情况下,中国出口表现不俗且好于惠誉评级早前预期。上述事实有力支持了惠誉评级调高中国经济增速预期的决定。 考尔顿表示,工业是一个更为资本密集型的行业,且对保持社交隔离等抗疫措施相对不敏感。因此,中国工业自全面解除社交隔离以来复苏势头迅猛。早在今年4月份,惠誉评级的客户们就开始报告称,得益于中国工厂重新复工复产,全球制造业供应链面临的巨大压力得以显著缓解。 此外,基础设施投资迅速回暖是另一个受益于政策支持的显著成果。新冠肺炎疫情暴发前,中国经济正致力于向消费驱动型增长转型。当前复苏进程中,投资与消费双双升温的态势显得尤为难得,令人鼓舞。 关于中国经济稳健复苏对区域增长和全球发展的促进作用,考尔顿认为,中国经济复苏将通过贸易和投资渠道支持东盟、“一带一路”相关国家等伙伴增长。例如,中国是东盟最大的出口市场,中国经济复苏有助于化解东盟成员国面临疫情对经济形成的下行压力。同时,由于中国经济复苏有助于改善区域市场环境和预期,东盟内部投资将受此鼓舞转暖,“一带一路”相关国家更将受益于来自中国的直接投资。 考尔顿表示,在全球层面,目前还难以全面评估中国经济复苏的影响。但有一点可以明确的是,中国经济复苏对提振全球投资者预期具有重要作用,尤其将在国际大宗商品价格回升中扮演重要角色。需要指出的是,中国经济周期对其他新兴经济体、欧元区尤其是德国有很强的正向“连锁反应”。因此,中国经济结构转型升级,如5G、人工智能等“新基建”倡议,对全球都具有积极意义。 面对此次疫情给全球经济带来的巨大不确定性,中国可在全球经济治理中发挥何种作用?考尔顿表示,当前全球化倒退是全球经济面临的重大风险,这对国际贸易多边主义框架构成了重大威胁,不少人开始质疑全球化给国际贸易和国际投资带来的成果。因此,中国在维护经济全球化中可作出重要贡献。...
光照条件优越,地面广阔的澳大利亚一直是全球重点光伏市场。根据可再生能源机构IRENA发布的数据,2019年澳大利亚新增光伏装机4.625GW,其中三分之二的新增近容量是屋顶光伏,大型地面电站宣布投资和开始建设的项目超过了3GW,但是由于开发和建设周期的原因,去年并网的在1.6GW左右。据了解,今年澳大利亚的户用市场有可能超过去年,但地面光伏电站的建设和并网受疫情影响严重,此外,混合储能、微网系统和光伏制氢等创新能源模式正在澳洲蓬勃发展。 户用或超3GW,单体容量限制正在成为发展桎梏 光伏們通过采访得知,2020年前三季度,澳大利亚每个月的新增屋顶光伏均超过了去年的数据,尽管四月份由于疫情第一波高峰期导致同比下降10.7%,但是1-9月屋顶光伏累计接近2GW,加之四季度是传统旺季,在疫情不出现再次恶化的前提下,今年全年户用极有可能超过3GW。根据澳大利亚清洁能源监管机构的数据,大约29%的澳大利亚家庭在屋顶上安装了光伏系统,在昆士兰州这个比例高达42%。 澳洲居民用电价格居高不下,安装了屋顶光伏(及储能系统)不仅可以满足生活用电,还可以获得当地州政府的特殊补贴,这是屋顶光伏一直火热的原因。但是目前澳洲电网对逆变器上限5 kWp的容量输出限制正在成为这一光伏市场持续发展的桎梏。随着户用系统大容量发展的趋势,澳洲的住宅系统平均已达到约6.6kW——即可以连接一个5kW逆变器的光伏阵列的最大功率(高于这个数字的系统将拿不到政府补贴或抵税)。这意味着光伏产业在推广更大的户用系统方面受到了严重的限制。 疫情爆发导致两次封城,地面电站大幅停滞 澳洲自上半年三月份至今,已经经历了疫情二次爆发,目前疫情已经逐渐好转。根澳洲光伏从业人员表示,“这两次封城对澳大利亚各州的经济影响非常大,尤其是第二次以维多利亚州为主的封城措施,基本上打破了全球封锁时长的记录。由于人员限制的原因,一些大型地面电站的建设进程都陷入了停滞,保守来看,今年澳大利亚能够完成1GW的地面光伏装机就很不错了。” 也有一些分析机构表示,“在澳大利亚对大规模地面光伏电站的投资似乎正在放缓。去年有很多来自英国、美国和西班牙的石油巨头、开发商在澳洲投资项目,但是今年明显少了很多。无论是疲软无力的输电系统还是并网后的发电量限制,都让投资者感到不安。只在今年三季度宣布了几个地面项目和风电光伏和储能的混合项目。”相对来说,澳大利亚前三季度的出口量比较稳定,2019-2021年是澳洲地面光伏集中开发和并网的时期,从目前的情况来看,疫情导致今年的地面项目并网量少于去年。而且明年建设和并网的项目也将持续减少,总量将不会超过1GW。 令人欣慰的是,今年八月澳大利亚西部的Merredin大型电站在疫情期间完成了并网,这个由东方日升承担一揽子工程的132MWdc的项目,是为数不多的在今年完成并网的电站。 电网承压之下,储能、微网系统发展迅速 澳洲的电网系统在近两年经历了很多次考验,台风、森林大火等极端天气下供电能力匮乏,南澳州频频出现的大面积电网瘫痪。这给当地造成的损失不计其数,这不禁让各州政府开始将目光转向分微网系统、蓄电池储能以及电力负载管理等最新领域。 澳大利亚电网AEMO首席执行官奥黛丽.齐贝尔曼在一份声明中表示:“随着越来越多人选择非传统发电机,家用屋顶太阳能的使用量也在不断增加。我们在电网方面遇到了新的挑战。不过,创新的技术也因此有机会进入市场,大型储能可能对电网运行越来越重要。” 根据澳洲能源研究机构Cornwall Insights的保守计算,到2030年,小型光伏和分布式电池储能的总容量将达到32GW,其中储能系统的装机容量将在未来十年达到7.4GW(假设每个电池至少为6kw)。以西南威尔士和维多利亚州为例,所有的吉瓦级可再生能源计划都包含储能在内。 氢能开发一直走在前列 尽管澳大利亚还没有提出到2050年实现净零排放目标或零碳的方案,但是近日能源部表示,在未来十年内投资180亿澳元(合130亿美元),以减少碳排放。其中重点投资之一就是氢能源。 澳大利亚政府在今年七月宣布了八项国际标准来规划氢能燃料的未来,这些标准的应用不仅能够支持用户的安全---在储存、运输和燃料补给方面提供指导,还有可能促进国际贸易。根据一份最新的报告估计,到2030年,全球对澳大利亚出口的氢气的需求可能达到近一百万吨;到2050年氢能产业将为澳大利亚提供每年110亿澳元的GDP增长。   以Austrom Hydrogen为代表的澳洲创新可再生能源公司,纷纷宣布了吉瓦级的绿色氢能项目。不仅要做本地绿色氢能,还计划将产品出口到海外。澳大利亚政府制定了大型氢气出口计划,政府资助的清洁能源金融公司(CEFC)承诺提供2.1亿澳元的债务或股权融资;澳大利亚可再生能源署(ARENA)将在2021年为超过10MW氢气电解项目提供5000万澳元资金。ARENA已筛选出7个申请项目,预计这些项目将在未来12个月开始建设。澳大利亚还与韩国和日本签署了建设国际氢气供应链的协议。 澳大利亚国立大学、西南威尔士大学的科学家不断发现可以降低氢能生产成本的方法,以离网光伏发电制氢为例,虽然系统规模、资本成本和电解槽效率被认为是降低离网太阳能电解成本的最重要因素。但是通过研究发现,如果电解槽遵循光伏行业的发展路线,采用同样的学习率驱动的成本下降约18%,那么未来随着清洁电力单位成本的下降,氢的价格有可能降到能与化石燃料竞争的阶段。 能源转型在促进澳洲实现净零排放目标方面至关重要,同时,大力支持光伏发电、储能、绿色氢能也将为澳大利亚疫情之后的经济复苏带来更多活力和就业机会。...
我们平常提到最多的海上风电实际属于“离岸风电”的一种,除此以外,还涵盖一些内陆水域,如湖泊,以及峡湾、有遮蔽的沿海地区水域建造的风电场。今天我们提到的这座离岸风场就是位于荷兰艾瑟尔湖中的Windpark Fryslan离岸风场。 艾瑟尔湖(Ijsselmeer)面积1100平方公里,平均深度5~6米,原是荷兰中部的内陆海湾。上世纪二十年代,荷兰开始建设须德海,筑起长29公里、宽90米、高出海面7米的拦海大坝。1933年,阿夫鲁戴克大堤(Afsluitdijk)将须德海隔开后,形成了人工湖。艾瑟尔湖成为这围海造田的产物,是现在西欧最大的湖泊。 QQ截图20201026092508.jpg 而我们都知道离岸风场在建设期一般需要足够面积的码头作为临时场所,用于组装或存放风机、基础、塔筒、叶片等大部件的场地,也方便将设备运到指定场址。但满足条件的临时场地往往属稀缺资源,不仅难找且改建或租用成本高昂。 这不,为了满足荷兰WindparkFryslan离岸风场的建设需要,EPCI联合体Van Oord和西门子歌美飒可再生能源公司计划建造一座人工岛作为建设期基地。这座人工岛位于 Kornwerderzand附近,面积2公顷,淹没的浅水区25公顷,并修建800米的坝堤防止基地受海浪的影响。 最有趣的是,这座人工岛在完成建设期的使命后将被用作鸟类栖息地和人工鱼礁。 WindparkFryslan离岸风场将安装89台西门子歌美飒4.3MW风机,总装机382.7MW。全部基础将于2021年1月就位。内部阵列电缆将于12月开铺,明年2月完成。所有内部电缆先汇集于Breezand岛上的变电站,并通过外送线路连接至电网公司TenneT的高压电网。 全部风机将于明年3月开始安装,并在夏天并网发电。一旦投产,WindparkFryslan将成为世界上最大的安装在内陆水域的风场。...

 

2020年9月15日 —— 中国国际工业博览会(CIIF)在上海盛大开幕,史陶比尔工业机器人及史陶比尔 WFT 移动机器人首次在上海工博会联袂展出,在8.1H馆A224展示了针对智能工厂提供的超灵活全方位解决方案,包括机器人、移动机器人系统、协作机器人和自动运输系统。 近年来,史陶比尔在研发方面不遗余力,并通过收购全球领先的AGV供应商WFT巩固市场地位。作为移动平台领域全球领先的供应商,史陶比尔 WFT 移动机器人提供全方位内部物流和生产物流解决方案,为灵活的产线部署和工厂物流带来模块化、可扩展的一站式高精度移动解决方案。正如史陶比尔集团工业机器人事业部总经理Gerald Vogt解释道:“我们的目标是通过增加用于内部物流自动化的先进生产系统,来扩大我们革命性机器人解决方案产品组合。我们希望成为全方位的供应商,为生产物流和内部物流提供数字化网络化的解决方案。现在,我们拥有能够革新内部物流自动化的AGV、AMR自主导航机器人和协作移动机器人。这将有助于我们实现工业4.0解决方案,从而将柔性和生产率提高到新的水平。”   史陶比尔 WFT 移动机器人提供全方位内部物流和生产物流解决方案 固定式输送技术已成为过去 全新的物流解决方案都具有共同点,即消除固定式输送系统。数十年来,装配线、叉车和手工搬运一直是内部物流的主体,而AGV自动引导车和AMR自动移动机器人等高度灵活的自动化技术正在大步向前迈进。仔细研究汽车工业生产中的超现代装配理念,就会发现运输模式已经发生转变。传统的装配线已被废除,AGV无人驾驶运输系统取而代之,载着汽车车身在工厂内穿梭。AGV带来了柔性,速度可根据路线的变换而调整。分散的产品部件通过这种方式进行装配,并安排在同一条装配线上。  史陶比尔WFT的AGV将车身在装配站之间可靠运送。 Vogt表示:“汽车行业的案例证明了这一点,我们在工业连接器制造的经验同样证明了这一点。在连接器生产中,我们使用史陶比尔移动机器人系统HelMo,不仅是一台机器人,更是灵活的多功能生产助手。柔性是王牌,趋势已经从传统固定的自动化生产线转向灵活的运输系统,将为生产带来全新的自由。”   史陶比尔WFTAutoBox在宝马德国工厂灵活转运  移动机器人和协作机器人增强柔性智能工厂中的工作站更能创造价值,这也揭示了智能工厂与传统生产场景的根本区别。无需固定的装配线,AGV和移动机器人取而代之。无论是否涉及直接的人机交互,AGV和移动机器人都可以在生产岛或生产单元间来回移动,完成焊接、紧固、装配和包装等各项工序。 得益于这些新的物流和生产理念,现代工业可以有效地应对各种挑战,例如规格不断增加、产品个性化、型号更换频繁以及批量大小的波动。移动机器人和协作机器人是实现数字化网络化生产的最佳工具。   灵活助手HelMo应用在连接器装配  同样,史陶比尔也展示了其移动机器人系统HelMo的交付能力,能应用于不同行业,助力制造商们能够比以往任何时候都更高效、更经济地实现各项应用,包括MRC人机协作应用。 灵活生产助手HelMo可以同时执行多个任务,在工作站之间进行独立操作,经过短暂的暂停校准后,可已十分之一毫米的精度内范围工作。该机器人系统既可以高速自动执行任务,也可以根据需要,协助人类开展协作。   HelMo精通标准和人机协作应用 HelMo由TX2六轴机器人和自动运输平台组成,其TX2-90L标准机器人可被TX2touch-90L协作机器人替代,变身移动式协作机器人。该机器人配备碰触敏感的皮肤和众多安全功能,主要是为了直接交互的人机协作应用而设计,但同时也可作为传统机器人使用。所有安全功能均满足严苛的SIL3/PLe级安全标准。HelMo通过三台内置的激光扫描仪进行安全导航,这些扫描仪可以持续地监测周围环境,从而确保精确的操作和对人员的安全保护。 凭借其独立和协作的双重应用场景,HelMo完美地满足了用户“随时随地实现自动化”的愿望。HelMo可以高度灵活的方式应用于几乎所有业务领域,包括采购和物流,物料搬运和装配、机加工自动化到质量控制。   HelMo符合最高安全等级SIL3-PLe,助力移动人机协作  Gerald Vogt说:“史陶比尔凭借全球独特自主移动平台、托盘运输系统、机器人机器人、协作机器人和移动机器人系统的全方位产品线,可以为全新高柔性的材料供应和生产理念提供完整的工业4.0解决方案。这标志着全新生产时代的开始,将彻底重新定义柔性的概念。”...
在物理世界与数字世界孪生的时代,传统制造业正经历着重大变革。人工智能技术在制造业领域的创新应用,让智能化的未来工厂成为现实。 成立于1994年的北京ABB低压电器有限公司,主要生产终端配电保护产品和建筑电器附件产品,是ABB全球重要的低压产品制造基地之一。如今,北京ABB低压电器有限公司将人工智能技术引入到生产运作中,通过应用由自身工程师团队开发的MCB(微型断路器)外观检测系统,集成自动化设备并结合计算机视觉技术与AI技术提高了检测水平,使得生产效率获得极大提升。 质量优先,提升客户体验 在产量不断增加的今天,单纯依靠”人眼“的检测,已经难以满足生产运作的需要。在实施AI项目之前,北京ABB低压电器有限公司虽然对产品进行了100%的人工检测,检测产品是否存在破损、赃污、印刷、零件缺失等瑕疵,但由于要识别的特征类别众多,特征差异小,对检测人员的经验、责任心、生理状态都带来了极大的挑战。 北京ABB低压电器有限公司总经理杨文广表示,如今将AI技术应用到外观检测中,通过机器学习不断优化检测模型,在提高检测稳定性、覆盖率和敏捷性的同时降低了检测人员的负荷,工厂的运营效率、产品质量都得到了大幅提升,也必将为客户提供更好的产品体验。 敏捷高效,精准反馈 MCB外观检测系统涵盖两条生产线,方案合二为一又相互独立,既同时实现两条生产线的外观检测,又互不影响。为了能够满足两条生产线高峰时段的产能需求,系统使用了5台ABB机器人。 在实时检测环节中,通过对前端图像的读取、收集与处理,打造敏捷、高效的缺陷检测能力,让所有瑕疵无处遁形。另外,系统可实时监控产品外观质量信息,运用云端大数据分析技术来精准反馈前端设备的生产运行状态,全面提升工厂整体制造水平。 深度学习,无限可能 深度学习是人工智能的核心技术。检测模型能够在深度学习框架中得到训练,进行自我修正与完善,从而提高缺陷识别能力。MCB外观检测系统提供自动打标签功能,可生成标签数据和图片,质量人员只需要复查自动打标结果,进行纠错和修正,打包成增量数据,并发送到GPU训练服务器进行迭代学习,实现逐步迭代。此外,检测的入站信息,缺陷记录,以及缺陷图片均被存储在数据库永久保存。系统采用开放的模块化开发,优秀的集成性和扩展性为实现更加柔性、多样的智能制造提供了必要条件。 ABB电气事业部智慧建筑业务单元亚太区负责人邹恩昌表示,作为新一轮全球科技革命和产业变革的核心驱动力,人工智能正在推动各领域从数字化、网络化向智能化加速转型。现在中国正在大力推进“新基建”,通过“新基建”带动新模式和新业态的发展。ABB全新的产品与完善的解决方案会有更大的市场空间。随着建筑市场不断发展以及数字化市场的逐渐成熟,需要ABB更加灵活快速地响应市场需求。ABB有信心在未来市场竞争中继续保持传统业务的领先位置,不断促进在智慧建筑领域的革新与发展。  ...
质子陶瓷燃料电池理论发电效率高达75%,且能够在较低的温度(350-600℃)高效运行,还拥有更优异的抗积碳和抗硫中毒特性,是极具发展前景的新一代燃料电池技术。然而由于常规的电解质质子传输效率较低,限制了质子陶瓷燃料电池性能,因此亟需开发高性能的质子传输材料。 由中国地质大学H. B. Song教授课题组牵头的国际联合研究团队设计构造半导体异质结的电解质材料,得益于半导体异质结界面电场诱导金属态,构造出了具有低迁移势垒的质子超高速传输通道,相比传统的电解质其质子传输效率大幅提升了3个数量级,进而显著提升了电池器件性能,展现出了工业化应用潜力。相关研究表明,在传统质子传导材料里,质子需要克服巨大的能垒,通过氧空位跳跃前行,这使得众多的电解质材料的质子传输效率较低限制了质子陶瓷燃料电池性能。为此,研究人员采用了不同于传统离子导体(也即电解质)掺杂改性的方法,而是构建半导体材料的异质结构,即由P型半导体钴钠复合氧化物(NaXCoO2,NCO)和N型半导体氧化铈(CeO2)构成的异质结NCO/ CeO2,旨在通过利用半导体异质界面电子态/金属态特性把质子局域于异质界面,设计和构造具有低迁移势垒的质子超高速传输通道。为了证实上述方法的可行性,研究人员首先通过第一性原理进行了理论模拟研究发现,相比单一的NCO或CeO2离子导体材料,NCO/ CeO2异质结的质子结合能显著降低,也即质子传输的能垒降低,这有助于了加速质子的传输。质子导电率测试显示,NCO/ CeO2异质结的质子迁移率达到了0.2-0.3 S/cm,相比传统掺杂的离子导体(质子迁移率一般为0.001 S/cm)提升了近3个数量级。随后研究人员利用上述的异质结离子导体材料组装成质子陶瓷燃料电池并进行电化学测试,实验结果显示在520℃工作温度下,电池开路电压为1.07 V,输出功率密度1000 mW/cm2,高于了目前报道的性能最优的掺杂改性离子导体材料器件(钇稳定二氧化锆<YSZ>,输出功率密度为890 mW/cm2);且可以在100 mA/cm2电流密度下连续稳定性运行100余小时。通过微观表征显示电池性能增强主要是归因于异质结界面局域电场,即在燃料电池中质子经电化学反应嵌入到异质材料界面,被带正电的CeO2表面排斥到NCO表面,但同时受到带正电Na+的排挤不能进入NCO内部,因而局域于两者材料的界面空间,从而实现在低势垒的层间连续快速迁移。   图 1 基于异质结NCO/ CeO2质子传导材料的燃料电池结构示意图 该项研究设计开发了全新的异质结质子导体材料,受益于异质界面的局域电场诱导的质子快速传输通道,其质子传导效率相比传统的掺杂改性工艺提升了3个数量级,从而显著提升了质子陶瓷燃料电池的性能,呈现出优异发电性能,推进了该类电池技术的商业化进程。相关研究成果发表在《Science》。  ...
近日,欧盟氢能与燃料电池联合行动计划(FCH)发布《氢动力航空:到2050年氢技术、经济和气候影响》报告,评估了氢能在促进航空脱碳方面的潜力,提出了氢动力航空的研发路线图建议。报告指出,氢能可在未来经济低碳的航空动力中发挥核心作用,但需尽快加强研发和创新以实现这一潜力。为此,报告提出了到2050年的研究创新路线图及各阶段研发重点,以助力欧洲实现气候中性航空。主要内容如下: 一、氢动力航空是实现欧洲碳中性航空的关键 氢动力航空有潜力成为未来航空技术组合的主要部分,主要体现在:①氢动力航空可显著减少对气候的影响,使用氢作为燃料可减少航空部门50%-75%的气候影响,使用燃料电池作为动力可减少75%-90%;②氢动力飞机是最适合通勤、区域、短程和中程的飞机,其所避免的碳排放所花费的成本远低于对合成燃料飞机进行碳捕集的成本;③如果将氢动力飞机部署在脱碳成本较高的领域,到2050年氢动力飞机将占所有飞机的40%,航空业的氢需求将增至4000万吨/年。 二、氢动力航空研发路线图建议 报告建议应分三个阶段进行氢动力航空技术研究和创新,包括: 第一阶段(2020-2028年):发展技术基础,使氢动力通勤飞机通过认证,试点区域和短距离氢动力飞机,并为从安全到市场激活机制等各方面法规制定路线图和基础工作体系。 第二阶段(2028-2035年):重点进行扩大组件规模的研发活动,将其应用到中程飞机,并为其投运做好准备,同时也为氢动力航空的第二波发展做好准备,包括安全和高效的机场加氢设施。 第三阶段(2035-2050年):开发中远程氢能飞机的概念和首批原型机,包括新型变革型飞机设计及大规模燃料供应和快速加氢的新技术。基于当前技术的可行性分析、关键成本驱动因素、不确定性和应用障碍,对氢动力航空的研究创新重点关注四个领域:氢动力推进关键组件开发;氢动力飞机的系统开发;解决基础设施障碍;建立监管框架。各阶段研究创新重点如下: 1、组件工程:安全可靠的液氢储存、分配和动力推进 (1)轻型安全的液氢储罐。重点关注如下研发:①将储氢罐集成到机身中,测试新型或非圆柱形或球型储氢罐,以及轻型安全储氢罐的先进材料;②确定液氢储罐的安全标准和认证流程及要求,包括对地面处理的特定蒸发要求;③开发冷却设备的可靠组件,如低温泵、阀门、管道等,以及状态监测功能的传感器。 (2)机载液氢分配组件和系统。重点关注如下研发:①轻型安全的液氢燃料组件,例如带有低温冷却器的双重绝缘燃料管、压缩机和热交换器;②可靠且优化的液氢系统布局,具有高度耐用的组件、泄漏和通风管理以及优化的汽化器。 (3)大功率、长寿命燃料电池系统,包括冷却概念。重点关注如下研发:①通过模块化、更高工作温度和轻型热交换器以扩大系统规模;②通过优化运行方式和使用轻质材料开发具有更长寿命(超过25000小时)的可靠组件;③研究飞行中水处理以最大程度减少气候影响。 (4)高效、低氮排放的氢涡轮机。重点关注如下研发:①开发针对氢气燃烧特性设计的燃烧室,其具有超低温压缩机并对燃料流入进行优化;②开发专有液氢控制系统,可调节燃料流量,并采用稀薄喷射技术减少NOx排放;③开发高温涡轮机冷却系统,通过使用冷氢气流进一步提高效率。 2、氢动力飞机系统:高效、可靠的系统架构和原型开发 (1)通勤机原型。将开发H2推进组件及安全可靠的系统集成,并在实际飞行条件下进行测试,可能采用气态氢作为燃料以加快开发和早期测试速度。 (2)区域、短程飞机原型。将使用现有机型(如Bae 146、ATR 72、空客A320)进行飞机常规组件的开发和测试,然后集成至新的优化机身中。完成示范后,将对氢动力飞机进行全面评估(包括经济因素,如效率、部件寿命等),以确保获得认证并减轻新飞机设计风险。还需验证原型飞机液氢组件应用于更大规模飞机的可扩展性,开发混合动力推进机构,并验证效率改进及其经济性。 (3)中程飞机原型。开发液氢动力飞机原型,示范高功率氢涡轮机以及将超大型液氢罐集成于客舱前后部分的可行性。 (4)下一代变革型飞机。重点关注如下研发:①变革型飞机设计,针对特定性能要求、氢动力推进的约束条件和加压客舱的集成进行量身定制和优化;②原型和飞行测试,以验模拟的空气动力学和推进效率的改进以及飞机的可控性;③为变革型新概念的大规模生产做好供应链准备。 3、加氢基础设施:加氢系统、安全和液化 (1)高效加氢系统。重点关注如下研发:①加氢管路设计,允许最大流量同时具备较低重量和最佳可操作性(尤其是当流量超过1000升/分钟);②新型更高效的管路连接系统,可确保与非常规储氢罐兼容,并通过自动闭合的快速接头确保可靠、安全的连接;③使用自主式、机械驱动的软管和/或外骨骼进行自动化实验,以用于未来流量远高于1000升/分钟的管路;④优化飞机加氢设置和处理标准,尤其应考虑使用额外软管可能会加长加注时间。 (2)安全措施和并行操作。重点关注如下研发:①检查潜在的安全问题,包括加注期间的泄漏等;②泄漏管理及应对措施,可在往返期间并行运行;③安全标准和法规,包括新的法规框架,以确保液氢的安全处理和加注;④液氢加注设备周围的无火区和安全缓冲区,以评估是否可以在往返期间并行运行。 (3)机场和飞机加氢设施。重点关注如下研发:①优化加氢车概念,包括优化管路连接系统、开发新的安全标准等;②模块化设置,包括地面运营和基础设施的最佳组织,以实现加氢系统的并行运行。 (4)大规模液化及液氢处理。重点关注如下研发:①通过改进设计、大规模制造和优化采购,提高液化效率冰降低资本支出;②通过建立气氢管网或改造旧天然气管网,以及开发现场液化设施,优化液氢供应;③评估及扩展最优的运氢解决方案(包括液氢、氨、液体有机氢载体<LOHC>),以优化氢的运输。 (5)液氢栓式加注基础设施。重点关注如下研发:①从运营和成本角度,对液氢栓式加注设施进行性能评估,确定其相比液氢加注车的优势;②低温冷却系统设计和集成,确保对现有运行的影响最小。 4、监管框架:气候影响研究和市场激励机制 (1)气候影响监测。探究氢动力推进方式及其燃料对气候的影响。①通过开发新模型、进行模拟和飞行试验以评估合成燃料及氢燃料对气候的影响,如验证合成燃料及氢燃料在涡轮机中燃烧的NOx排放变化,并与常规涡轮机进行比较;②开发燃料电池模型以模拟评估其对凝结尾迹和卷云形成的影响;③针对不同尺寸和飞行高度的飞机评估上述影响;④研究气候影响相关的其他主题,如燃料及相关技术的上游排放的生命周期分析,以及缓解气候影响的措施(如改变飞行路线和高度以减少凝结尾迹)。 (2)部署路线图和市场激励机制。开发氢动力航空路线图,明确短、中、长期目标,以促进对创新和部署的投资,为此应进行:①技术评估和比较,包括安全和认证要求,基础架构和部署方案的规划,以及对合适的支持机制和市场激活政策的研究;②对路线图进行定期更新和调整以确保部署;③随着技术成熟,需要从长期政策转向中期政策,如提供研发资助、气候友好型飞机补贴、通过政府和社会资本合作(PPP)支持基础设施开发和部署等;④制定公平、长期的监管框架。  ...
目前文献报道的钙钛矿太阳电池器件大部分都是基于多晶钙钛矿薄膜,因为多晶结构制备工艺较为简单,但多晶薄膜存在大量缺陷且结构稳定性较差。相比之下,单晶钙钛矿薄膜无晶界缺陷极少,因此具备更加优异的电荷传输性能和稳定性,但该类薄膜的制备工艺极具挑战性(薄膜成核、形貌和组分难以控制),因此在制备工艺上实现突破是单晶钙钛矿电池实现商业化应用的关键因素。 由加州大学圣地亚哥分校Sheng Xu教授课题组牵头的国际联合研究团队基于商业化的半导体平板印刷工艺开发出新的制备方法,成功在柔性衬底上制备出了厚度精确可控的大面积(0.25 cm2)柔性单晶钙钛矿薄膜,相应电池器件获得了19%的高效率,且具备了优异的机械柔韧性和长程稳定性,表现出了良好的商业化应用潜力。研究人员基于商业化的平板印刷半导体工艺开发出全新的钙钛矿薄膜制备工艺,即溶液过程的平板印刷辅助外延生长和转移法,利用该新工艺在柔性衬底上制备了钙钛矿薄膜。扫描电镜表征显示,制备的薄膜没有出现晶界,而X射线衍射测试发现薄膜结晶性质量极高,是单一相结构,也即制备的钙钛矿薄膜为单晶结构。进一步的实验发现钙钛矿前驱体组分显著影响薄膜的厚度,通过组分的调谐(即调控铅元素和锡元素的比例,MAPb0.5+XSn0.5−XI3)实现了600 nm到5 μm厚度之间的薄膜厚度精确调控制备。时间相关的光致发光谱表征结果显示,当厚度不超过2 μm时,载流子收集效率和寿命随着厚度增加而改善;而当厚度超过2 μm时,载流子的寿命则出现下降。外量子效率测试结果呈现与上述一样的随厚度增加而先增后减的变化趋势。随后研究人员制备了无Sn掺杂的钙钛矿薄膜MAPbI3和连续Sn梯度掺杂(即形成一种梯度变化的带隙有助于增强光吸收利用率和载流子的传输收集)的薄膜MAPb0.5+XSn0.5−XI3,并组装成完整的光伏器件开展电化学性能测试。在一个模拟的标准太阳光辐照下,基于无Sn掺杂的钙钛矿薄膜电池器件(面积为0.25 cm2)的平均光电转换效率约为16%,而采用连续Sn梯度掺杂MAPb0.5+XSn0.5−XI3薄膜器件电池(面积尺寸同上)效率显著增强,平均光电转换效率达到约19%,而性能最佳器件更是突破20%,达到20.04%。研究人员进一步测试了器件的机械柔韧性,对电池器件进行连续300余次的弯折后再测试其光电性能,结果显示MAPbI3薄膜器件出现了显著性能衰退,而连续Sn梯度掺杂MAPb0.5+XSn0.5−XI3薄膜电池性能基本没有衰退,表现出优异的机械柔韧性。长程稳定性测试结果呈现出与机械性能类似情况,连续Sn梯度掺杂MAPb0.5+XSn0.5−XI3薄膜电池在放置近11个月后,效率仍可维持90%初始效率,而MAPbI3薄膜器件性能基本消退殆尽。   图 基于新工艺单晶柔性钙钛矿薄膜制备流程 该项研究基于商业化的半导体平板印刷工艺开发出全新的钙钛矿薄膜制备工艺,成功实现了在柔性衬底上制备出高结晶质量的单晶钙钛矿,消除了多晶晶界和缺陷,使得钙钛矿薄膜光吸收和载流子的传输收集性能显著提升,进而提升了电池器件性能和稳定性,且具备优异的机械柔韧性表现出更加广阔的应用前景;再则新制备工艺具备了商业化生产线工艺特性,容易快速转化形成实际生产能力;将钙钛矿太阳电池的商业化应用向前推进了一大步。相关研究成果发表在《Nature》[1]。 [1] Yusheng Lei, Yimu Chen, Ruiqi Zhang, et al. A fabrication processfor flexible single-crystal perovskite devices. Nature, 2020, 583,790–795.  ...
近日,由平高集团投资兴建的世界单体容量最大的电网侧电化学储能电站——江苏昆山储能电站一次性倒送电成功。该电站整体设计技术领先,设备科技含量高,性能优良,多项高端技术填补国内电网侧空白。 昆山储能电站建设规模为110.88兆瓦/193.6兆瓦时,总占地面积31.4亩,共配置88组预制舱式储能电池,每套储能电池舱容量为1.26兆瓦/2.2兆瓦时。采用磷酸铁锂电池方案,以4回35千伏线路接入220千伏昆山变35千伏侧。 为把项目打造成优质储能工程,平高集团挑选精兵挑良将集中优势资源成立项目攻关小组,按照项目总体规划布局方案,提出了设计技术路线,将行业内的高端技术全部应用到工程项目中,并与国网江苏省电力公司强强联手,实现优势互补,重点突破消防灭火、通风等技术难题。在磷酸铁锂电池预制舱首次配置自动灭火系统、火灾报警及联动控制系统,其中,自动灭火系统创新性集成应用了七氟丙烷气体灭火系统和高压细水雾灭火系统,设置了自动控制、远程手动控制等4种控制模式,实现了系统效用最大化,将电池运行的安全系数提到最高。 另外,平高集团与国网江苏省电力公司等单位联合申报的研究课题《电网侧规模化电化学储能应用关键技术及工程示范》获得国家电网有限公司科学技术进步奖一等奖。 在施工中,平高集团严格依照《国家电网公司标准化管理手册》进行管理,采用《国网公司输变电工程标准工艺管理办法》施工工艺要求进行安全生产。 春节前,由于受新冠肺炎疫情的影响,工程迫不得已按下了暂停键,为了防控疫情,平高集团积极响应国家电网公司和属地关于疫情防控的指示精神,把疫情防控工作逐一落到实处,疫情刚刚有所缓解,他们就协同各参建单位优化施工方案,制定可行性的措施,进行复工复产。技术人员和施工人员每天加班加点,抢回因疫情延误的进度,保障了昆山储能电站建设按计划进行,该工程获得“江苏省建设厅工地标准化星级工地”荣誉。 据平高集团驻昆山储能电站项目经理杨帆介绍,昆山储能电站将纳入江苏电网“源、网、荷、储”智能友好互动系统,在电网调频、调峰和备用等方面,通过电源、电网、用户与储能的相互支撑,升级“源、网、荷、储”智能互动能力。尤其是在电网发生故障时,可实现10万千瓦负荷毫秒级响应,为大电网安全运行增添一道“防火墙”,从而确保电网安全稳定运行。  ...
国内外针对区块链技术的发展重点、部署策略和研发过程都有所不同。 国内外区块链发展几乎同时起步,从全球来看,全球区块链发展正从全面否定与全面推崇的感性认识趋于理性认识,国外内都更加专注于探索区块链潜在的应用价值和商业模式。然而,国内外针对区块链技术的发展重点、部署策略和研发过程都有所不同。 区块链典型关键技术 区块链并不是作为一项全新的技术而存在,相反,它是分布式系统、加密算法、数字签名、共识机制、智能合约等多种技术的集成体。与比特币等加密货币不同,区块链本身的创新之处在于技术融合。当前,区块链技术仍然处于高速发展阶段,技术创新不断实现,技术侧重点主要体现在以下几个方面: 1.分布式账本技术 区块链系统中的区块就像一个个电子账单,记录着所有节点的交易信息。每个区块的数据都存储在各用户的客户节点中,所有节点共同构成了一个安全可靠的分布式账本。即使其中任意节点的数据被销毁,整个系统的账本正确性都不会受到影响。整个系统具有高度的透明性和开放性,除对交易各方的私有信息进行加密外,会将可共享信息面向所有人公开,并可通过开放接口查询到公开数据。 2.点对点传输技术 点对点传输技术也称为对等网络,是TCP/IP的一种通信体系结构。采用点对点传输技术后,相互连接的节点都处于平等地位,节点可直接连接且自由进出,任意节点的权利和义务都是均等的,系统中的数据块由整个系统中的节点来共同维护。 3.密码学应用技术 区块链系统采用多种密码学原理进行数据加密及隐私保护,尤其是非对称加密算法和哈希散列算法(同电子签名的主要技术),有效实现身份认证与数据防篡改。 4.共识机制技术 共识机制又称为共识算法,是区块链系统中各个节点达成一致的策略和方法,所谓共识指,就是指分布式节点在信息传输过程中可以保持常见的有POW、POS、DPOS、PBFT、DAG等数十种算法,系统可根据不同的应用场景、系统情况来灵活选择。 5.智能合约技术 智能合约是运行在区块链数据库上的应用程序,在满足预设条件时可以自动执行。智能合约取代了法律明文,以代码的形式定义了承诺条款的合约,合约内容不能修改。合约的参与双方将达成的协议提前安装到区块链系统中。在双方约定的内容完成后,开始执行合约。其最大的优势是利用程序算法替代人为仲裁和合同执行。 区块链关键技术发展现状 虽然,世界各国都在争相布局区块链,开辟国际竞争的新赛道,抢占新一轮产业创新的制高点以提高自身国际竞争力,但无论是国内还是国外,在区块链发展道路上都是在摸索前行,从区块链底层、中间层、应用层来看: 1.底层关键技术 包括BFT共识算法、原子跨链技术、子链技术等。其中,BFT共识算法:国内未形成自主可控算法,多在开源代码上优化调整。如趣链、井通都采用RBFT算法,但策略略有不同;原子跨链技术:国内外同步探索,虽国内部分企业产品已稳定运行,但性能效率,稳定性、应用性远差于国外同行。如迅雷网欣的Relay中继技术、上海火昱的合约跨链技术;子链技术:国内企业除杭州秘猿、上海链景外,几乎无探索子链技术,国外多采用分层设计思路实,能通过部署高安全性的主链来保障子链安全性,又能用子链来提高主链的处理速度。 2.中间层关键技术 包括哈希锁定、分布式私钥控制、隐私数据授权访问等。哈希锁定:国外研究较早,也有相对成熟的产品出现;国内机构虽也有实现,但没有大规模的应用检验。分布式私钥控制:国外技术相对完善,国内安全性、可靠性稍显不足;隐私数据授权访问:国内企业研究较早,但基于国密的隐私数据授权访问还未在区块链上大规模推广应用。 3.应用层关键技术 包括分布式应用、智能合约等。智能合约:以Solidity、JavaScript、Wasm、Move等为主,都为国外主导的智能合约语言,国内未形成自主智能合约语言。分布式应用:国内DApp、DeFi技术相对成熟,类型远比国外丰富,已关注到电子发票、电子存证、保险、司法等领域。如腾讯科技、东港股份的电子发票、蚂蚁金服的杭州互联网法院等。 区块链关键技术发展总结 综合来说,国内外对区块链的研究、探索和应用几乎同时起步,国外侧重于BFT共识算法、原子跨链、子链等底层关键技术。国际巨头将区块链作为核心战略进行布局,不断提供人财物力,集聚全球资源打造开源社区,输出原创技术和开源产品,影响和主导行业发展方向和路径。国内侧重于哈希锁定、分布式私钥控制、隐私数据授权访问等中间层关键技术,以及分布式应用、智能合约等应用层关键技术。 然而,国内在区块链创新上缺少动力,又欠缺资金投入,且高度依赖国外开源软件产品,虽应用探索多于国外同行,但对于行业影响力不足。区块链涉及的各类关键技术,严重依赖国外开源软件项目,国内虽借鉴并有所创新,但无法影响其技术路线,未形成自主可控算法和技术,且性能效率,安全性、稳定性远差于国外同行,存在较大的安全隐患。  ...
近日,美国能源部(DOE)发布《“储能大挑战”路线图草案》,提出了加速储能技术创新以实现“储能大挑战”计划目标的战略路线。DOE于2020年1月启动了“储能大挑战”计划,旨在加速下一代储能技术的开发和商业化应用。路线图草案提出了“储能大挑战”计划五个领域的重要行动(技术开发、制造和供应链、技术转化、政策与评估、劳动力开发),并提出了6个与社区、商业和区域能源和基础设施目标相关的应用场景设想。路线图草案关键信息如下: 一、“储能大挑战”路线图草案背景 2017-2019年期间,DOE为储能技术研发投入了超过12亿美元的资金,但尚未提出针对储能的整体战略。为此,DOE于2020年1月推出“储能大挑战”计划,该计划基于DOE 2020财年预算中的“先进储能”计划,DOE将通过“储能大挑战”计划克服技术开发、商业化、制造、政策评估和劳动力等方面的挑战,使美国在未来储能技术领域处于全球领先地位。 “储能大挑战”计划的愿景是:到2030年,建立并维持美国在储能利用和出口方面的全球领导地位,拥有可靠的国内制造链和不依赖进口的关键材料供应链。 “储能大挑战”计划在五个领域提出了重要行动,包括:①技术开发,使DOE当前和未来的储能研发活动围绕以用户为中心的目标和维持长期领导地位进行;②制造和供应链,为美国储能制造业开发技术、方法和策略,以支持和加强美国在创新和持续规模制造的领导地位;③技术转化,通过现场验证、示范项目、公私合作、融资业务模式开发以及高质量市场数据的传播来确保DOE研发成果向国内市场转化;④政策与评估,提供数据、工具和分析方法,以支持政策决策并最大程度地发挥储能的价值;⑤劳动力开发,培养研究、开发、设计、制造和运营储能系统的专业人才队伍。 路线图草案重点关注如何解决三大挑战,即:①国内创新,DOE如何能使美国在储能研发方面处于世界领先地位,并保护DOE在国内资助开发的知识产权;②国内制造,DOE如何通过降低对国外材料和组件来源的依赖来削减制造现有储能技术的成本和能源影响,并加强国内供应链能力;③全球部署,DOE如何与利益相关方合作,开发满足国内需求的技术并在国内市场成功部署,并且还能出口技术。 二、“储能大挑战”路线图草案的技术开发行动举措 技术开发将解决“国内创新”挑战,目标是:发展和运转一个研发生态系统,加强并保持美国在储能创新方面的领先地位。将主要采取三方面行动,包括:行动1:开发应用场景作为指南。该行动将开发能够应用更高性能、低成本的储能技术实现的未来应用场景,以构想未来(2030年及以后)储能服务于终端用户的方式,确定和更新未来储能系统性能和成本目标。每个应用场景都将包含多个特定实例,以验证未来储能系统的需求和技术要求。主要应用场景包括:①构建不断发展的电网,适用于美国电力系统,主要解决波动性可再生能源占比增加,用户需求动态变化,天气、物理和网络安全等问题;②为偏远社区服务,适用于岛屿、沿海和偏远社区,主要解决物流和维护导致的电力溢价、电力供应中断等问题;③电动交通,适用于充电基础设施(包括配电网)以及电动汽车储能系统,将解决快速充电对配电网的压力及降低电动汽车电池成本并改进性能等问题;④相互依赖的网络基础设施,适用于对电网运营至关重要的基础设施部门,包括天然气、水、通讯、信息技术、金融服务等;⑤关键服务,适用于国防及政府设施、应急服务及医疗保健、有严格运营要求的公司等,将解决灾害等突发停电问题;⑥设施灵活性、效率和价值提升,适用于商住楼以及能源密集型或发电设施(如工业过程应用及发电设备)。 行动2:确定技术组合。该行动将确定能够在2030年前取得重大进展以实现成本目标的储能技术组合,以解决每个应用场景中的挑战。 行动3:构建创新生态系统。该行动将通过建立适合每个阶段(基础研究到商业示范)的资助和支持机制,加强创新生态系统(包括国家实验室、大学、初创企业)。DOE将加大两方面的技术支持力度:①新建或改进技术研发基础设施,特别是开发或测试设施,以对储能和灵活性技术概念进行快速、早期的性能验证;②部署商业前示范项目,将按照技术、政策、制造和劳动力的区域综合示范来组织,以增强最终用户的信心,促进市场应用。  ...
近日,美国能源部(DOE)宣布资助1.39亿美元支持先进车辆技术项目研发,重点围绕交通动力电池、车用轻量化材料、发动机燃油效率等领域开展,旨在提升汽车能效和电气化水平,节约能源成本支出,减少交通运输系统的温室气体排放。本次资助涵盖16个技术主题,具体内容如下。 1.基于硅负极锂电池研发 开发全氟化的局域高浓度电解质应用于硅负极锂电池,以提升电池的能量密度;针对硅负极,设计开发具备良好兼容性的高机械柔韧性的全固态电解质,抑制硅负极体积过度膨胀,延长硅负极的电池寿命;针对电动汽车,开发具备良好结构和电化学稳定性的富含硅成分的复合负极材料;研发更高性能的锂离子电池动力系统替代传统的内燃机;开发具备超低体积膨胀率的硅基纳米复合负极,以提升循环寿命。 2.无稀土元素的低成本电机开发 开发低成本、高性能的无稀土元素电机单元;基于新型永磁体、逆变器和先进热管理系统开发低成本的无稀土电驱动系统。 3.公共智能充电技术的开发和示范 开发并验证电动汽车智能充电管理系统、电网的智能化管理平台,实现充电设施和电网的良好协同,以减轻电动汽车对电网的负面影响,为消费者提供低成本、高效的电动汽车充电设施。 4.降低催化剂中铂族金属的使用量 围绕汽车尾气处理,开发低铂族金属含量的催化剂,或者开发高度分散的单原子铂族贵金属催化剂,以大幅降低催化剂成本。 5.提高中、重型丙烷发动机效率 开发并优化中、重型直喷丙烷发动机、火花点火丙烷发动机燃烧效率,使其接近柴油发动机的燃烧效率。 6.高性能农用越野车的研发和示范 开发用于农用越野车的重型柴油发动机导管燃油喷射和喷雾冷却技术,以及针对农用越野车开发二冲程对置活塞发动机并进行示范,以提升车辆的性能。 7.水平对置双缸发动机研发 开发新一代水平对置双缸发动机,使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低,车辆行驶更加平稳,大大降低车辆在行驶中的振动,使发动机转速得到很大提升,减少噪音。 8.车用的轻质高性能纤维增强聚合物复合材料开发 针对智能汽车开发集成电子元件的复合材料智能结构;开发可定制的纤维增强复合材料,用于大容量电池外壳制备。 9.优化交通运输系统 发展拼车业务,提升交通运输系统能源效率;利用智能互联和自动化技术来优化货运交通管理系统,以提升货运效率;利用智能互联技术实现对车辆出行路线优化,减小堵车机会,提升车辆运行效率。 10.车辆和基础设施互联 利用先进的传感、大数据等技术来发展车到车、车到基础设施智能互联技术,实现交通信号灯和交通网络的智能优化,提升能源效率。 11.城市交通智能化和低碳化 利用机器学习技术发展智能交通移动系统提升城市交通能源效率;大规模普及电动汽车,推进城市交通系统低碳化发展。 12.气体燃料技术研发示范 开发并验证燃料电池电驱动系统;在混合动力长途汽车上进行天然气燃料发动机的现场示范验证。 13.替代燃料研发 在奥尔良地区开展电动飞机的示范;开发能够在低温下运行的电动汽车;开发电动重型货运卡车;开发采用丙烷燃料的货运卡车。 14.电动汽车和充电设施 在城市大规模推广普及电动汽车及其基础设施;发展城际电动交通网络生态系统。 15.技术集成 围绕电动汽车发展,开发在线电动汽车培训课程,为电动汽车产业培育劳动力;开发和演示一种用于电动客车的丙烷动力座舱加热系统;在美国农村推广和普及清洁汽车燃料、电动汽车;替代燃料汽车维护与维修的综合成本估算。 16.交通和能源分析 电动汽车社区充电中心的计算机建模与技术-经济性模拟研究;分析区域内的重型电动卡车和基础设施需求;微观交通仿真软件开发,开展机会网络中城市轨道交通移动模型的研究。  ...
欧洲海洋能技术与创新平台(ETIP OCEAN)日前发布《海洋能战略研究与创新议程》,明确了2021-2025年将实施的关键研究创新优先事项及相应预算(共计10.06亿欧元),旨在推进海洋能技术发展并大幅降低成本,以到2050年实现气候中性欧洲。本次公布的议程重点关注6个领域:海洋能设备设计与验证;基座、连接与系泊装置;海上物流及运行;能源系统集成;数据收集、分析和建模工具;交叉研究领域,共确定了17个优先研发主题及相应的具体行动。主要内容如下。 一、海洋能设备设计与验证 1.进行海洋能设备示范以增加实际海况运行经验。该主题将投入1500万欧元,对海岸线、海上固定式及海上浮动式波浪能转换器和潮流能转换器进行示范实验,预计将部署10个大型项目和10个中型项目,使技术从技术成熟度(TRL)5级提升至7级以上。具体行动包括:在欧洲的陆上和海上设施进行测试;示范设备的可扩展性;优化动力输出装置关键部件;全尺寸设备的真实海上长期部署;确定性能、可靠性、可用性、可维护性和生存性的关键性能指标;促进知识转让和跨部门合作;进行标准预研究,提供指南和技术规格以协助认证过程。 2.海洋能试点电站示范。该主题将投入3500万欧元,对波浪能和潮流能发电进行长期试点示范,预计将部署7个试点项目,使技术从TRL 7级提升至8-9级。具体行动包括:在小型试点示范全尺寸波浪能和潮流能装置;示范设备间的交互;优化共用的电气部件,如电力电缆、变电站等;示范其他潜在共用设备,如基座和系泊线缆;优化安装程序和方法,如船舶、遥控车辆和设备;示范改进的制造和装配技术;优化运行和维护技术,包括数据分析和其他数字技术;确定波浪能/潮流能阵列的性能、可靠性、可用性、可维护性和生存性关键性能指标;促进知识转让和跨部门合作;通过监测活动更好地了解环境影响;社会经济影响评估;发电质量与能源系统集成研究;集成储能技术或与其他用途结合,如制氢、海水淡化或其他海上可再生能源;标准预研究,提供指南和技术规格以协助发电阵列的认证过程。 3.动力输出装置及控制系统的改进和示范。该主题将投入6000万欧元,改进并示范动力输出装置和控制系统,以提高转换器效率和可靠性,避免在极端事件时造成损坏。预计将部署10个中等规模的高TRL试点项目和5个小规模中等TRL试点项目,使部分技术从TRL3级提升至6级,部分从TRL 4-5级提升至7-8级。具体行动包括:示范动力输出装置和控制系统的可靠性、稳健性和性能;通过关键部件的标准化、模块化和可扩展化,优化和简化动力输出装置;验证“波浪到电网”模型[1],以促进海洋能装置的优化;改进控制策略以减少输入随机性的影响(例如,减少极端负荷,增加产量);对关键部件的载荷和强度进行不确定性评估,以确定寿命、安全系数和可靠性;示范符合电网要求的电力供应,包括短期储能解决方案,以确保平稳输出电力;增进对扩大动力输出部件规模的限制因素的认识;增强技术开发人员和关键供应商之间的合作,以开发系统之间的互操作性(例如监督控制和数据采集系统要求的标准化和统一);标准预研究,提供指南和技术规格以协助认证过程。 4.其他部门创新材料的应用。该主题将投入2500万欧元,验证其他海洋应用中的耐腐蚀和重载荷的材料及涂层在海洋能设备中的可用性。预计将部署少量中等规模和5个小规模试点项目,使技术从TRL5级提升至7级。具体行动包括:将创新材料、防污涂料和制造工艺用于多种海洋能装置和过程;创新材料性能的表征和实验测试;示范材料在海水中的长期耐久性(理想情况下直至设备退役);进行运行环境的示范以了解材料/涂层的生存能力并降低风险。 5.开发新型波能装置。该主题将投入4500万欧元,开发新波浪能概念,大幅改进关键设备(如能量捕获和转换装置)的性能。预计将部署5个中等规模和10个小规模试点项目,使技术从TRL 3级提升至6级。具体行动包括:新波浪能概念和子系统的数值模拟和仿真,与当前技术相比应表现出跳跃式变化;针对全球环境在实验室(原型)对新概念进行实验验证;相关环境中的技术示范;通过规模试验验证阶段进展。 6.改进潮流能装置的叶片和转子。该主题将投入5500万欧元,改进潮流能装置的叶片和转子以提高效率和可靠性。预计将部署少量大规模和5个中等规模试点项目,使技术从TRL 4级提升至6级以上。具体行动包括:通过结构试验验证叶片材料在预期寿命内的性能;更好地模拟湍流对叶片的影响;新材料的特性表征;改进叶片制造工艺;开发长效涂层或防污材料以降低运行和维护成本;技术开发人员与关键供应商合作开发叶片和转子的控制技术;真实海况下叶片和控制系统的示范。7.开发其他海洋能技术。该主题将投入2000万欧元,海洋温差发电、海水空调、盐差能、潮差能等技术。预计将部署少量中等规模试点项目,使技术从中低级TRL提升至6级以上。具体行动包括:设计海洋温差能发电进水管和出水管,包括流体力学、海水适应性和材料设计,使用喷射器以提高涡轮机的压力比;海洋温差能发电替代工质开发,专用涡轮设计,改进换热器的热工水力设计,换热器材料开发;海洋温差能发电的环境友好型布局、生物污染问题和极端事件;开发用于盐差发电的可大规模生产的低成本膜;开发潮差能发电海岸泻湖低成本新设计;上述发电技术的环境监测、替代能源使用示范(制氢、海水淡化、制冷/供热)。 二、基座、连接与系泊装置 1.浮动式海洋能源装置的先进系泊和连接系统。该主题将投入5000万欧元,开发、优化和测试浮动式海洋能系泊和连接解决方案。预计将部署10个中等规模试点项目,使技术从TRL 3-4级提升至6级。具体行动包括:用于浮动式波浪能和潮流能的电力传输系统的系泊和连接设计;通过应用其他行业的创新或开发适合海洋能源的新应用,降低布线成本;开发或应用系泊系统及其安装的先进模拟技术以减少设计中的不确定性和余量;推进组合式系泊和电气连接器或液压动力传输,以减少组件成本和连接数量;开发不需要大型船只和潜水队的新型系统,可安全快速地连接/断开;减少站点维护系统的维护要求;减少站点维护对发电设备性能要求的干扰;开发具有改善疲劳、阻尼、刚度、生物污染管理或其他降低成本特性的新材料。 2.改进与示范海底固定式海洋能装置基座及连接系统。该主题将投入3500万欧元,解决固定式基座的一系列工程挑战。预计将部署5个中等规模高TRL试点项目和5个小规模低TRL试点项目,使中等规模项目技术从TRL 4级提升至6级以上。具体行动包括:降低设备的电气连接成本,包括改进现有方法或开发新解决方案,如开发低成本、高可靠性、低维护需求的连接器,也将考虑具有降低成本潜力的海上电力转换或其他方法;降低用于电缆或其他形式电力传输设备的辅助钢结构的成本或需求,包括降低制造、安装、维护等的总体成本;设计坚固且经过优化的潮流能装置基座,可在潮流能发电站点环境下经济高效地安装;改进波浪能和潮流能装置的安装,包括新颖的设计、流程和工具;设计、开发或验证基座和连接系统设计,以优化在波浪能或潮流能发电站点条件下的安装;通过改进基座或电力输送系统大幅降低成本。 三、海上物流及运行 1.优化海上物流和运行。该主题将投入5500万欧元,降低船舶物流、设备安装和运营成本。预计将部署少量大规模和5个中等规模试点项目,使技术从TRL 4级提升至6级以上。具体行动包括:从其他部门选择技术和方法并加以调整和实施;确定海洋能设备的特定需求,设计定制的方法和工具,包括重型硬件设施,以大幅降低成本;开发建模工具模拟海上运行以进行风险分析,包括复杂多体系统和意外事件(如与船舶相撞);评估现有远程维护技术,并在适当情况下加以应用;更好地定义海洋能运行限制,如最大波高、风速和流速,包括应用新的传感器技术来监测环境条件或监测安装作业。 2.用于状态监测和预测性维护的仪器。该主题将投入2500万欧元,开发低成本传感器及与电信技术(物联网)结合降低运维成本。预计将部署少量大规模和5个中等规模试点项目,使技术从TRL 4级提升至6级以上。具体行动包括:将其他部门(尤其是海上风电)在状态和结构健康监测的最新进展应用于海洋能;将最新的传感器技术应用于现的海洋能部署;记录并分享传感器性能和可靠性方面的经验,以及使其适应恶劣海洋能环境的方法;改善从传感器收集的数据的传输或存储,如水下数据传输;制定通用准则以促进特定设备传感器和监控系统的跨应用转移;确定海洋能监测的新解决方案,并开发、测试和部署定制仪器;通过分析数据流、大数据方法和机器学习(包括人工智能)或利用现有运行数据进行数字化模型训练,改善基于状态的预测性维护。 四、能源系统集成 1.开发和示范海洋能在利基市场中接近商业化的应用。该主题将投入1亿欧元,通过项目部署以推进海洋能向利基市场的发展。预计将部署少量大规模和10个中等规模试点项目,使技术从TRL 7级提升至8-9级。具体行动包括:确定海洋能首次接近商业化部署的最佳应用,可能包括微电网和岛屿或是孤立的应用,如水产养殖或海水淡化,将为这些应用开发先进的定制解决方案;在利基市场进行部署和示范,选定的技术应在技术和制造上准备就绪,且具备成本竞争力。 2.量化和示范海洋能对电网的益处。该主题将投入600万欧元,示范海洋能为电网带来的益处,以为政策和投资决策提供依据。预计将部署少量小规模试点项目,使技术从TRL 7级提升至8-9级。具体行动包括:在可预见的部署场景范围内,确定将波浪能或潮流能发电并入欧洲电网的技术问题和解决方案,包括成本效益分析,需考虑到电能质量、可预测性、间歇性、市场价格波动以及削减发电和供应不足的成本;量化由于减少了太阳能和风力发电导致的输电基础设施、需求响应和存储需求减少的益处;与公用事业公司和监管机构合作,纳入其对挑战、解决方案和效益的看法和评估。 五、数据收集、分析和建模工具 1.海洋观测和建模,以优化海洋能设备的设计和运行。该主题将投入2500万欧元,开发用于海洋能的创新气象和海洋观测、建模及预测方法。预计将部署少量中等规模和5个小规模试点项目,使该主题下技术从低TRL提升至接近市场准备的中高等级。具体行动包括:近场和实时波浪或潮流预测,对设备进行实时和预测控制,以提高输出,优化运行,并改善叶片、原动机或动力输出装置的负荷预测;估计设备引起的波浪和潮流变化对发电量的影响;观察、模拟和预测波浪/潮流的小范围变化,包括用于屈服预测或疲劳设计的平均状态研究,以及用于更安全和优化设计的极端状态(风暴)研究;开发更低成本、更易部署的波浪和潮流仪器,以及用于测量波浪和潮流的X波段雷达等新技术;改进已收集数据的通信或存储。2.开放式海洋能数据库。该主题将投入1000万欧元开发海洋能开放式数据库,预计将部署5个小规模试点项目。具体行动包括:开发工具以促进海洋能项目产生数据的识别、访问和再利用;应用最新的自动化和数据采集、预处理、协议、存储和通信技术;协调现有的数据存储库和数据库,提供适当支持并创建新的存储库和数据库;根据各类用户的需求对数据进行分类,尽可能利用类似领域中常用的现有格式,如果需要,为海洋能数据收集、共享和使用开发定制模板。 六、交叉研究领域 1.改善海洋能的环境和社会经济影响。该主题将投入1000万欧元,推进海洋能环境和社会经济性影响研究,预计将部署5个小规模试点项目。具体行动包括:海洋能源生命周期影响分析,并与其他可再生能源进行比较;评估和监测海洋能项目的影响,包括海底扰动、冲刷、噪音、海流变化和波浪气候,以及它们对当地生物、沉积物运动和海岸地貌动态的影响;借鉴海上风电的有益经验以减少施工对环境的影响;评估海洋能发电阵列的海洋保护区效应,以及其对渔业和旅游业等生态系统服务的影响,并为决策提供可行的沿海地区综合管理信息;提高海洋保护区效应对生物多样性的有益做法的适用性;项目规划中优先考虑与当地环境组织和社区的协商和沟通,允许公开访问项目的环境观测数据;确定并改善当地社区对海洋能特有问题的认识和管理;应用海洋空间规划等现有工具及开发海洋能特定工具,以更好地与其他活动和用户共享海洋空间;量化各种海洋能部署方案创造就业机会的潜力,尤其关注与决策相关的指标。 2.标准化和认证。该主题将投入1000万欧元,开发并完善海洋能适用准则、标准和程序,预计将部署5个小规模试点项目。具体行动包括:从子系统的实验室测试到最终系统验证中收集相关海洋环境的最佳实践;评估真实案例中的准则、规范和标准,并应用其他行业的经验;与国际机构合作制定国际公认标准;使投资者和公用事业公司、保险公司和监管机构参与标准的制定,以确保认证过程降低资本和保险成本。  ...
欧洲技术与创新平台“电池欧洲”(Batteries Europe)日前发布了《欧洲电池行业短期研发创新优先事项》报告,针对欧洲电池创新价值链提出了短期(2021-2023年)的7大优先创新研发事项,旨在通过加速技术研发创新推动完善电池产业布局,以构建一个具有全球竞争力的欧洲电池产业,助力欧洲气候中性经济体目标的实现。7大优先研发事项的主要内容如下: 一、电池原料可持续加工和安全供应保障 1、锂 加大对硬岩锂矿床矿物学知识研究,以更好地认知和加工矿物,从而实现从矿物中高效低成本提取锂资源。除了强化锂矿开采过程中副产品采集之外,还需对矿物加工处理过程中使用水和能源方式进行优化,以最大限度地减少尾矿和脉石的产生。确保在锂加工处理厂和矿场附近有随时可以投入使用的可再生能源。鉴于欧洲拥有丰富的尚未利用的锂矿资源,因此应该将锂矿的开发加工处理作为优先事项。 2、镍和钴 开发工艺更加高效、成本更低廉的从低品位矿石中提取镍和钴金属元素新技术,确保提取的金属元素纯度符合电池应用的需求,从而保障欧洲锂电池金属元素供应安全。 3、石墨 由于欧洲大陆天然石墨资源有限,因此需要发展高品质的合成石墨技术,进而替代天然石墨,为欧洲电池产业可持续发展提供最佳解决方案。 二、开发新材料增强储能电池性能 1、用于电动汽车领域的3B[1]型锂电池开发 欧洲开发高电压高容量的3B型固态锂电池(高电压、高容量的固态锂电池)必须要解决一系列相关挑战,包括:开发高压正极材料的同时,避免或减少高价元素(例如钴)的使用量;另一方面,依靠先进材料的开发,包括正极、负极、粘合剂、隔膜、电解液、集流体和封装材料,将现有动力锂电池性能提升到接近理论极限水平。 2、用于电动汽车领域的4A和4B型固态锂电池开发 针对4A型电池(基于传统材料的固态锂电池)重点研究内容包括:研制低直流电阻材料,减小负极厚度,开发出高离子电导率的低厚度固体电解质,制备出新的固体电解质中间层,优化电极/固态电解质接触界面以提升电荷迁移速率、电化学稳定性。开发4B型锂电池(基于锂金属全固态电池),以进一步提高电池的能量密度和安全性,使之超越现有电动汽车电池性能水平。 3、用于固定式储能领域的钠离子电池开发 欧洲将重点发展基于钠离子电池的固定式储能技术,从该电池正极、负极和电解质等材料的合成和表征到相关材料组装集成,再到完整的软包式钠离子电池开展全方位的研究,目标是开发出比现有商用的固定式储能电池性能更好、但成本更低的钠离子电池。 4、用于固定式储能领域的液流电池开发 重点研究内容包括:开发材料(如氧化还原电对、电解质等)和新电池架构,并验证基于新材料新架构的新型氧化还原液流电池性能和经济性,以确保在获得更高的能量密度、功率密度和寿命情况下,具备更低廉的价格和良好的环保性。 三、将欧洲打造成全球电池制造业的领导者 1、具有环境效益和成本效益的电极和电池单元组件制造 重点研究方向包括:具有环境效益的电极和电池单元组件制造技术,如完全不使用有机溶剂作为浆料分散介质的电极涂布技术、先进的高固含量涂层、完全干法涂层技术等,以降低生产成本,提升电池性能和使用寿命。 2、电极和电池智能生产设备 重点研究内容包括:将智能质量控制系统集成到生产设备、电池性能退化机制模型开发、大数据驱动的性能测试工具开发、电池生产过程的虚拟模拟技术等。 3、集成数字孪生技术的电池制造生产线 重点研究内容包括:开发灵活的制造流程和高精度建模工具,以优化工艺、条件和机器参数;在电池制造过程中开发和验证多重物理量和多尺度模型,能够更加准确了解制造过程的每个步骤;开发基于物理建模和AI技术的电池数字化模型,将电池设计和制造设计集成在一起。 4、电池制造工厂价值链整合 欧洲需要全面整合电池工厂价值链,即构建一个深度协同合作网络,将欧洲地区工业规模的电池制造商、电池加工设备公司、原材料和其他相关工业部门进行全面整合,打造欧洲本土化的电池制造业,以抗衡亚洲电池制造商。 四、交通动力电池储能技术 1、电池模块和电池组的设计和制造 欧洲需要重新定义一种电池模块和电池组创新设计以及相关的制造工艺,以减少开发时间和成本并提高性能,同时还要考虑其环境可持续性,如可回收性和碳足迹。 2、电池热管理技术 由于过高或过低的温度都将直接影响动力电池的使用寿命和性能,并有可能导致电池系统的安全问题,为此欧洲必须发展先进的电池热管理技术,提高电池系统的效率、可靠性、使用寿命和安全性。 3、发展先进的电池管理技术优化电池利用率 欧洲需要开发更先进的电池管理技术提升电池利用率,重点研究任务是开发基于知识和数据的电池管理系统,以降低电池系统的总成本,确保在所有操作模式下能够安全高效的使用。 4、开发用于电池模块和电池组开发、制造和电池管理的数字孪生技术 欧洲需要在电池的开发和生产过程中引入数字孪生技术,实现对电池开发、系统设计和制造全流程的高精度模拟,加快研发过程,并提高电池模块和电池组的性能,降低成本。 5、电池安全性、性能、可靠性和使用寿命的评估方法和工具 欧洲需要应用各种技术,如物理特征表征技术、计算机模拟、现场测试或这些技术的组合,来开发新的评估方法和工具,大幅降低电池评估的成本(至少降低20%-30%)和所需时间(至少减少20%-0%)。 五、支持固定式储能和电动汽车用储能设施部署 1、固定式电力储能系统的安全性 欧洲需要加强电池制造、应用和防护等环节的电力储能系统安全性研究:一是电池生产制造环节的安全,包括电池材料和生产工艺控制;二是电池应用环节的安全,包括预警、防护和消防等。三是配套设施的安全设计,包括电站隔热和导热设计等方面。 2、开放式电池管理系统 欧洲需要开发电池管理系统对电池及其单元进行智能化管理,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的健康状态。此外,确保电池管理系统的开放性,即第三方必须有权访问所有必要的电池系统信息、电池状态、操作模式和互操作性条件;从而实现利用上述信息来开发延长电池寿命的解决方案,并演示诊断和预测电池系统寿命健康状态的方法。 3、固定式电池储能系统的互操作性 互操作性和多服务模式运行是电池储能系统优于其他竞争性储能技术的关键支柱,这对灵活使用电动汽车也很重要(电动汽车既可以作为用电终端,也可以作为供电设备)。欧洲需要将互操作性与合适的电池运行标准、业务模型和技术解决方案相结合,成为电力储能系统、混合储能系统和电动汽车开发的一部分,以实现电池储能系统在上述不同应用场景下服务模式的灵活切换。 4、长时电池储能系统 依据《绿色协议》,欧洲到2050年要实现零排放能源系统目标,波动性太阳能和风能在欧洲能源结构中占比将显著增加,使得高比例集成低碳能源资源的电网稳定性面临挑战,为此欧洲亟需开发长时(储能时长10个小时以上)电池储能系统来解决。 5、储能与直流微电网 直流微电网中直流微电源输出不稳定会造成网内功率不平衡及直流母线电压大范围波动问题,可以通过部署配套的储能系统给予解决。欧洲需要开展基于储能的直流微电网能量管理和电压控制研究、直流微电网储能系统自动充放电改进控制策略研究等。 6、用于固定式储能的退役电动汽车电池的建模和标准化研究 到2025年,欧洲预计会有29 GWh电动汽车退役电池能够用于二次回收利用,其中三分之一(10 GWh)可以应用到固定储能领域,实现电池寿命的延长和碳足迹的缩减。欧洲必须开展用于固定式储能的退役电动汽车电池的建模和标准化研究,重点在电池寿命评估方法、电池翻新修复和电池管理方面开展研究。 六、电池回收 1、电池材料回收 未来10年,欧洲大量的储能电池使用寿命到期需要报废处理,欧洲需要在整个欧盟范围内开发一套统一的废旧电池回收处理系统和标准。开发更环保的电池回收处理工艺,以尽量减少能源、水的消耗,以提升有价值化学材料回收率,并尽量减少接触有害物质的几率。 2、电池收集、逆向物流、拆解和分类 欧洲需要对电池进行系统分类标签,以实现高效的回收流程;需对回收工厂进行改造以处理大量的废电池,并且需要建立从分拣、拆卸到回收的高度自动化过程;发展现代低碳足迹物流。 七、培育新兴电池技术 1、多价离子电池 未来社会对电池能量密度、比容量的要求越来越高,欧洲需要对新一代高能量密度的多价离子电池进行研究布局,以维持电池技术全球领先地位和为抢占未来的市场积累技术储备。 2、新型液流电池 欧洲需要开发经济性更加优越的新型液流电池技术,重点围绕新型液流电池技术开展建模、可持续电化学和电池设计、电化学模型设计以进行电池材料和性能的仿真,并辅以实验结果,从而能够以更快、更经济的方式发现最有应用潜力的氧化还原电对,进而更快地开发出更高能量密度、更低价格、更环保和更安全的新型液流电池。 3、水系电解质电池 相比于有机电解液,水系电解液具有无毒无害、不可燃、成本低和对生产环境要求低等优点,同时水系电解液的离子电导率要比有机电解液高,极大改善锂离子电池的倍率和快充性能。欧洲需要大力开展低成本、安全先进的水系电解质电池研究。 4、新兴的电池界面研究技术 电池界面(固-固、固-液界面等)电化学过程对电池的各方面性能均会产生重要的影响,为此需要对电池界面的电化学过程进行系统研究。欧洲需要研究开发电池界面电化学过程的原位无损表征技术,开展计算机建模以模拟界面的电化学过程,更好地理解电池电化学反应和性能降解衰退的工作机制。 5、探索新型负极材料 新兴负极材料的研发成为提升锂电池能量密度的重要方向。欧洲需要开展新型负极材料研发,但不能采用传统的基于人工试错实验方法,应该利用大数据、人工智能技术来开发高通量的实验模拟平台,实现对海量数据的快速解析从而大幅提升新材料的甄别和筛选速率,加快研发进程。  ...
据外媒报道,能源开发商Capital Dynamics公司Switch公司日前宣布,与数据中心运营商Switch公司签署了一份太阳能+储能项目的电力采购协议,计划为该公司在内华达州运营的Citadel大型数据中心提供全天候的电力。Capital Dynamics公司计划部署的这个项目包括一个装机容量为127MW太阳能发电场,以及一个60MW/240MWh采用特斯拉Megapack电池储能系统。 这是Switch公司创始人兼首席执行官Rob Roy为该公司致力投资清洁能源以满足其能源需求做出的积极努力。尽管许多高科技公司购买清洁能源来解决能耗和碳排放问题,并且还有一些公司要求在其数据中心所在区域附近采用清洁能源的电池,但没有一家公司在自己的数据中心设施直接采用这种规模的清洁能源电力。 Switch公司的Citadel数据中心将从附近部署的太阳能+储能项目中获取电力 爱迪生联合电气公司将为该项目部署电池储能系统。而在此之前部署的一个内华达州规模最大的用户侧电池储能系统是Convergent Energy +Power公司部署的装机容量为10MW的电池储能系统,以帮助一家工业公司规避加拿大安大略省的需求费用。 该项目也带来了一些问题:这是否预示着用户侧清洁能源市场具有巨大的潜力?或者只是一个令人关注的一次性项目? Switch公司战略执行副总裁的能源采购负责人Adam Kramer说,“我希望这个项目能够激励其他开发商尝试部署更大规模的项目,以继续促进可持续发展。当这样做的时候,可以节省大量成本,并鼗创建一个真正的可持续发展愿景。” Capital Dynamics公司清洁能源基础设施董事总经理Benoit Allehaut说,“我们对部署这个项目已经做好准备。这是一项具有一定的规模定制部署工作,虽然其模式是可以复制的,但也有局限性。” 前所未有的分布式能源 Capital Dynamics公司的任务是开发和部署这个项目,并以尽可能低的价格为满足Switch公司大型数据中心不断增长的能耗需求提供清洁电力。 与电网规模的发电厂相比,分布式发电设施往往需要更高的单位能源成本;而在开阔的沙漠地带部署和运营相同容量的可再生能源设施的成本更高。但是,由于Switch公司的项目以电网规模运行,在获得规模经济效益的同时,将受益于分布式项目的清洁能源属性。 Kramer说,“用户侧项目的优势在于接入公共电网不会产生任何输配电费用。这为我们的能源采购节省了成本。” Allehaut表示,数据中心的需求在总体上是持平的,这影响了在太阳能发电设施中添加电池储能系统的选择。电池储能系统可以将装机容量为130MW太阳能装机容量转换为装机容量为30MW的“准基本负荷”装机容量。 他解释说:“采用电池储能系统的主要作用在于,必须将钟形的调度曲线转换为可以在夜间调度电力的信号。” 该项目与该伺正在加州部署的Eland太阳能+储能项目的太阳能装机容量与电池储能系统的装机容量的比例大致相当,Capital Dynamics公司最近从能源开发商8minute Solar Energy公司那里收购了Eland太阳能+储能项目,它反映了在夜间需要电力的客户在成本和价值之间的紧张关系。 Allehaut说,“如果部署的电池储能系统容量过多,则将开始破坏其价值,如果电池储能系统的容量太小,那么不得不将多余的太阳能电力在市场上转售。” 为什么在内华达州发生这种情况 由于内华达州的法规允许大型工业用户自行供电,因此Switch公司能够采购这个项目的电力。 MGM公司于2016年利用这一规则中止了公用事业厂商NV Energy公司的合作,其目标是在削减能源成本的同时,将其采用的清洁能源份额提高一倍。内华达州政府最初拒绝了Switch公司中止与公用事业公司合作的请求,但后来在2016年批准了这一请求。 NV Energy公司现在正在努力实现到2030年采用50%清洁能源的目标。但是Switch公司已经通过自行购买实现了采用100%清洁能源的目标。 Kramer说,“直接采用清洁能源的电力比采用公用事业公司的电力要低得多,并且更具可持续性。复制这种模式的挑战是找到适合的客户,并按照类似的自由化规则来运营。”  ...
8月8日,特变电工新能源为乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程研制的±800千伏特高压柔性直流换流阀从特变电工新能源西安产业园顺利发运,首批20套阀段将运往乌东德项目柳北换流站进行现场安装。 发运仪式在特变电工新能源公司西安产业园区举行 乌东德项目建成后,将成为世界上首个特高压多端混合直流工程、首个特高压柔性直流换流站工程,也是世界上容量最大的特高压多端直流输电工程。项目建成后将对能源结构调整和节能减排,粤港澳大湾区建设和区域经济协调发展,提升我国电力装备技术水平都具有里程碑意义。 组装阀塔准备进行试验 特变电工新能源多年来致力于柔性直流输电关键技术研究和核心装备换流阀的研发工作,是全球首家提出无闭锁架空柔性直流输电系列技术。2017年6月,特变电工新能源与南网公司共同研制了世界首个特高压柔性直流输电换流阀,将柔性直流技术从现有±350千伏提高到±800千伏特高压等级,送电容量从现有的最高100万千瓦提升至500万千瓦等级,填补了特高压柔性直流输电技术在架空线路应用的行业空白。2018年,特变电工新能源成功中标中国南方电网公司乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程,实现产品产业化落地。 世界首台±800kV特高压柔性直流换流阀 特变电工新能源承担的乌东德柳北极1换流站设备研制与生产任务,设备总容量为3GW,涉及2个阀厅24个阀塔。乌东德柳北极1换流站设备运输途经陕、豫、鄂、湘、桂五省,全程1500余公里,整个项目发货总车数在120车以上。为确保物流押运过程中的安全运输,全程通过冲撞记录仪等运输信息检测仪器对过程信息进行实时监控,并通过大数据进行运输状态检查,从而有效实现物料发货运输以及到达现场后卸货阶段的全过程控制。  ...
加氢时间短、续航里程长,实现零排放!8月8日,山西省自主研发生产的首辆氢能源电动汽车,在山西转型综改示范区下线,标志着山西本土汽车产业进入“氢时代”。年底前,我省将先期在综改区建4座加氢站,实现约50辆氢能源电动汽车示范运行。   在山西转型综改示范区潇河产业园区的新能源汽车生产基地,此次刚下线的首辆氢能源电动汽车停在总装车间里,形似公交车,4.5米长、2.5米宽、3.1米高。氢能源电动汽车,解决了电动车充电时间长、续航里程短的痛点,加氢时间10分钟以内,续航里程320公里。   该基地由山西德志时代新能源汽车制造股份有限公司建设,属于新能源汽车产业集群。占地面积3000亩,建成后年产25万台(套)大中型客车、轻型客车、专用车、重卡、乘用车及智能化城市空铁等。3年前基地奠基,按下了我省氢能源电动汽车的启动键。目前,已具备新能源整车开发及制造能力,一期产能规模达到年产新能源大中型客车1万台、新能源专用车3万台。一期到2025年实现产值300亿元至500亿元,二期到2030年实现产值500亿元至1000亿元。 氢能作为新型能源,具备高效、清洁两大特点,是车用燃料转型升级重要突破口之一。近年来,氢燃料电池汽车成为新能源汽车领域“新宠儿”。“不用油,只用氢,达到零排放。”德志时代相关负责人介绍说,目前,已有了一批来自外省的订单。年底,我市首批氢燃料电池汽车将上路,未来可期。  ...
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。  ...
“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。...
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。  ...
数据中心的用电量极大,尤其是冷却数据中心的IT设备。  通过在冷却系统中使用变频器和节能电机可以大量减少能耗。关于这一点,我们采访了ABB运动控制事业部的HVACR全球产品营销经理Maria Fedorovicheva。   数据中心冷却过程中的效率提升为何如此重要? 作为现代计算基础设施的一个组成部分,数据中心的用电量占全世界总发电量的大约百分之一。在确保数据中心的持续可靠性和可用性方面,冷却系统发挥着关键作用,但它的用电量通常约占数据中心总用电量的40%。另一个耗电设备是IT设备本身。这些数据表明,能效提升应该从构成数据中心冷却系统核心的风机、泵和压缩机开始。   是否有监管参数来控制数据中心的用电量? 作为行业联盟,绿色网格提出了最常见的能效指标之一:电源使用效率,即进入数据中心的总电量除以IT设备用电量所得比值。在理想状态下,数据中心的PUE应为1。 根据Uptime Institute开展的一项研究,多年来,数据中心的PUE水平一直呈下降趋势,从2006年的2.6左右下降到2019年的1.7,尽管自2013年以来的近期趋势是平缓的。要使PUE进一步降低,需要采取措施在数据中心运行周期内提高效率,并在新项目中采用尖端技术。在冷却系统中使用变频器和高效电机有助于大幅度降低电源使用效率。   为什么选择变频器? 变频器已被证明是一种高效节能的冷却解决方案。变频器可以使冷却系统中的电机转速得到精确控制,使冷却系统在任何时候都能够提供人们所需的温度,从而实现约高达35%的节能。这与电机全速运转,通过节流限制输出的情况完全不同。电机转速与能耗之间的关系意味着,即使只是适度降低转速,也可以显著提高能效。 虽然数据中心冷却系统的规模足以应对极端情况下(包括夏季高温和部件故障)的峰值负载,但它们很少在其设计的负载状态下运行。相反,它们大多在轻载状态下运行。变频器提高了电机的灵活性,使冷却系统能够适应不断变化的负载情况,因此即使在部分负载下也能保持系统的高效运行。   电机技术是否也很重要? 当然。不同的电机技术会根据负载表现出不同的性能。当负载为25%时,电机技术之间的效率差异很容易超过10%。因此,根据电机在多数时间的运行负载范围来选择电机是可取的。在大多数情况下,这个范围不是额定负载,而远低于额定负载。   关于冷却过程的效率,是否还有其它考虑? 事实上,整个系统的效率很重要——我们可以使用损耗尽可能低的高效电机来拖动泵、风机或压缩机等设备,并利用变频器使电机转速符合需求,从而实现节能。但如果风机设计,使它产生巨大的空气动力损耗,整个系统的能效或电能转化空气动能效率可能会受到影响。这就意味着,在考虑数据项目的能源效率时,必须评估整个冷却系统的能效,而不仅要逐一考虑每一个元器件。 随着数据中心中服务器密度不断增加,其热负荷也随之增大。面向未来的数据中心冷却系统必须具有可扩展性,以满足未来的需求。关于可扩展性,是指在数据中心规模扩大时,冷却系统可根据不断变化的负载加以改变。同样,专门为供暖、通风和空调应用而开发的变频器以及高效电机(不仅可以以额定速度运行,还可以在部分负载下运行)带来一个很重要的优势,因为它们的设计具有灵活性和可扩展性。            ...
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。  ...
2020年9月15日 —— 中国国际工业博览会(CIIF)在上海盛大开幕,史陶比尔工业机器人及史陶比尔 WFT 移动机器人首次在上海工博会联袂展出,在8.1H馆A224展示了针对智能工厂提供的超灵活全方位解决方案,包括机器人、移动机器人系统、协作机器人和自动运输系统。 近年来,史陶比尔在研发方面不遗余力,并通过收购全球领先的AGV供应商WFT巩固市场地位。作为移动平台领域全球领先的供应商,史陶比尔 WFT 移动机器人提供全方位内部物流和生产物流解决方案,为灵活的产线部署和工厂物流带来模块化、可扩展的一站式高精度移动解决方案。正如史陶比尔集团工业机器人事业部总经理Gerald Vogt解释道:“我们的目标是通过增加用于内部物流自动化的先进生产系统,来扩大我们革命性机器人解决方案产品组合。我们希望成为全方位的供应商,为生产物流和内部物流提供数字化网络化的解决方案。现在,我们拥有能够革新内部物流自动化的AGV、AMR自主导航机器人和协作移动机器人。这将有助于我们实现工业4.0解决方案,从而将柔性和生产率提高到新的水平。”   史陶比尔 WFT 移动机器人提供全方位内部物流和生产物流解决方案 固定式输送技术已成为过去 全新的物流解决方案都具有共同点,即消除固定式输送系统。数十年来,装配线、叉车和手工搬运一直是内部物流的主体,而AGV自动引导车和AMR自动移动机器人等高度灵活的自动化技术正在大步向前迈进。仔细研究汽车工业生产中的超现代装配理念,就会发现运输模式已经发生转变。传统的装配线已被废除,AGV无人驾驶运输系统取而代之,载着汽车车身在工厂内穿梭。AGV带来了柔性,速度可根据路线的变换而调整。分散的产品部件通过这种方式进行装配,并安排在同一条装配线上。  史陶比尔WFT的AGV将车身在装配站之间可靠运送。 Vogt表示:“汽车行业的案例证明了这一点,我们在工业连接器制造的经验同样证明了这一点。在连接器生产中,我们使用史陶比尔移动机器人系统HelMo,不仅是一台机器人,更是灵活的多功能生产助手。柔性是王牌,趋势已经从传统固定的自动化生产线转向灵活的运输系统,将为生产带来全新的自由。”   史陶比尔WFTAutoBox在宝马德国工厂灵活转运  移动机器人和协作机器人增强柔性智能工厂中的工作站更能创造价值,这也揭示了智能工厂与传统生产场景的根本区别。无需固定的装配线,AGV和移动机器人取而代之。无论是否涉及直接的人机交互,AGV和移动机器人都可以在生产岛或生产单元间来回移动,完成焊接、紧固、装配和包装等各项工序。 得益于这些新的物流和生产理念,现代工业可以有效地应对各种挑战,例如规格不断增加、产品个性化、型号更换频繁以及批量大小的波动。移动机器人和协作机器人是实现数字化网络化生产的最佳工具。   灵活助手HelMo应用在连接器装配  同样,史陶比尔也展示了其移动机器人系统HelMo的交付能力,能应用于不同行业,助力制造商们能够比以往任何时候都更高效、更经济地实现各项应用,包括MRC人机协作应用。 灵活生产助手HelMo可以同时执行多个任务,在工作站之间进行独立操作,经过短暂的暂停校准后,可已十分之一毫米的精度内范围工作。该机器人系统既可以高速自动执行任务,也可以根据需要,协助人类开展协作。   HelMo精通标准和人机协作应用 HelMo由TX2六轴机器人和自动运输平台组成,其TX2-90L标准机器人可被TX2touch-90L协作机器人替代,变身移动式协作机器人。该机器人配备碰触敏感的皮肤和众多安全功能,主要是为了直接交互的人机协作应用而设计,但同时也可作为传统机器人使用。所有安全功能均满足严苛的SIL3/PLe级安全标准。HelMo通过三台内置的激光扫描仪进行安全导航,这些扫描仪可以持续地监测周围环境,从而确保精确的操作和对人员的安全保护。 凭借其独立和协作的双重应用场景,HelMo完美地满足了用户“随时随地实现自动化”的愿望。HelMo可以高度灵活的方式应用于几乎所有业务领域,包括采购和物流,物料搬运和装配、机加工自动化到质量控制。   HelMo符合最高安全等级SIL3-PLe,助力移动人机协作  Gerald Vogt说:“史陶比尔凭借全球独特自主移动平台、托盘运输系统、机器人机器人、协作机器人和移动机器人系统的全方位产品线,可以为全新高柔性的材料供应和生产理念提供完整的工业4.0解决方案。这标志着全新生产时代的开始,将彻底重新定义柔性的概念。”...
在物理世界与数字世界孪生的时代,传统制造业正经历着重大变革。人工智能技术在制造业领域的创新应用,让智能化的未来工厂成为现实。 成立于1994年的北京ABB低压电器有限公司,主要生产终端配电保护产品和建筑电器附件产品,是ABB全球重要的低压产品制造基地之一。如今,北京ABB低压电器有限公司将人工智能技术引入到生产运作中,通过应用由自身工程师团队开发的MCB(微型断路器)外观检测系统,集成自动化设备并结合计算机视觉技术与AI技术提高了检测水平,使得生产效率获得极大提升。 质量优先,提升客户体验 在产量不断增加的今天,单纯依靠”人眼“的检测,已经难以满足生产运作的需要。在实施AI项目之前,北京ABB低压电器有限公司虽然对产品进行了100%的人工检测,检测产品是否存在破损、赃污、印刷、零件缺失等瑕疵,但由于要识别的特征类别众多,特征差异小,对检测人员的经验、责任心、生理状态都带来了极大的挑战。 北京ABB低压电器有限公司总经理杨文广表示,如今将AI技术应用到外观检测中,通过机器学习不断优化检测模型,在提高检测稳定性、覆盖率和敏捷性的同时降低了检测人员的负荷,工厂的运营效率、产品质量都得到了大幅提升,也必将为客户提供更好的产品体验。 敏捷高效,精准反馈 MCB外观检测系统涵盖两条生产线,方案合二为一又相互独立,既同时实现两条生产线的外观检测,又互不影响。为了能够满足两条生产线高峰时段的产能需求,系统使用了5台ABB机器人。 在实时检测环节中,通过对前端图像的读取、收集与处理,打造敏捷、高效的缺陷检测能力,让所有瑕疵无处遁形。另外,系统可实时监控产品外观质量信息,运用云端大数据分析技术来精准反馈前端设备的生产运行状态,全面提升工厂整体制造水平。 深度学习,无限可能 深度学习是人工智能的核心技术。检测模型能够在深度学习框架中得到训练,进行自我修正与完善,从而提高缺陷识别能力。MCB外观检测系统提供自动打标签功能,可生成标签数据和图片,质量人员只需要复查自动打标结果,进行纠错和修正,打包成增量数据,并发送到GPU训练服务器进行迭代学习,实现逐步迭代。此外,检测的入站信息,缺陷记录,以及缺陷图片均被存储在数据库永久保存。系统采用开放的模块化开发,优秀的集成性和扩展性为实现更加柔性、多样的智能制造提供了必要条件。 ABB电气事业部智慧建筑业务单元亚太区负责人邹恩昌表示,作为新一轮全球科技革命和产业变革的核心驱动力,人工智能正在推动各领域从数字化、网络化向智能化加速转型。现在中国正在大力推进“新基建”,通过“新基建”带动新模式和新业态的发展。ABB全新的产品与完善的解决方案会有更大的市场空间。随着建筑市场不断发展以及数字化市场的逐渐成熟,需要ABB更加灵活快速地响应市场需求。ABB有信心在未来市场竞争中继续保持传统业务的领先位置,不断促进在智慧建筑领域的革新与发展。  ...
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。  ...
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...

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