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今天,消费者在快消品行业的价值链条上正扮演着“驱动者”的角色,为了满足多样的消费者需求,零售商们纷纷将自己的客户体验策略转向实时的个性化服务,以期捕捉动态的客户旅程和细分的消费者画像让服务和决策都能“有迹可循”。 根据IDC预测,随着客户期望值的上涨和平台经济竞争的推动,到2022年,25%的制造商将参与跨行业合作,实现10%的收入增长。在快消品企业内,概念、原型和产品是其扩展价值链的关键基础,IDC认为,这些资产的构思、维护和迭代都需要通过以数据驱动的数字化平台实现。 Digital Twin是跨数字平台的通信工具 Digital Twin能够呈现虚拟和真实产品的数据,使复杂的生产过程在实际操作中更具灵活性,而且可面向整个生态系统。根据IDC的预测,到2024年,50%的制造商将把与产品和资产相关的digital twin网络纳入digital twin生态系统,以便从系统层面了解其业务,同时降低5%的质量成本。 Digital Twin的优势在于: 提高从产品设计到包装、生产的速度及灵活性。为了确保效率,老产品的生命周期管理过程通常依赖于生产阶段中所涉及的不同部门、系统、数据之间僵化且孤立的交互序列,这意味着生产计划的任何变化都可能触发复杂而耗时的调整过程。而数字化平台的架构是通过跨企业内部和扩展价值链进行流通协作来进行规划和生产的,在产品设计阶段产生的数据会被构建到Digital Twin当中,上、下游部门都可以访问并使用,同时也能与零售商共享。 支持直接面对消费者(D2C)业务模式并可应对不断变化的消费趋势。快消品企业的数字战略需以消费者为核心,这内在解释了消费者数字商业行为在企业经济中的重要性。D2C业务模型是快消品企业成长的重要资产。这些模型使企业能够根据价值链中的下游阶段来区分他们的产品,并增强对客户体验的控制能力。通过分析与消费者直接互动的数据,Digital Twin为快消品企业提供了调整产品的核心依据。 实现个性化且大规模的定制。快消品企业需要设计和实现批量生产 “某个特定细分市场”的产品。根据IDC的预测,在产品个性化需求的推动下,到2024年,50%的制造商将把模拟和配置工具与客户资料数据进行整合,实现高达2%的收入增长,而数字化平台是将单客需求转化为产品规范的一项重要资产。 在速度和规模上实现创新。数字化平台能够帮助快消品企业在复杂的地理、组织和技术结构中实现创新。反观之,又能保证分布式可视性和对Digital Twin的访问,确保企业对业务模型执行的中央控制。 西门子数字化平台解决方案 西门子整体数字化平台主要由以下几个核心软件组成: 西门子的NX和Solid Edge数字产品开发套件,帮助企业为其产品创建Digital Twin,结合3D CAD、电气和机电一体化数据,并通过西门子Simcenter进行模拟。 Teamcenter是一套PLM系统,能够将人员和流程连接到多个职能模块中。该软件可管理包括三维设计、文档和物料清单等在内的产品数据和生产过程。 西门子的MindSphere是一个基于云的物联网开放操作系统。可连接产品、工厂、系统和机器,帮助快消品企业通过高级分析功能收集和分析数据,并访问应用程序,同时进行PaaS层面的动态开发。 西门子还提供制造运营管理的软件,如Tecnomatix、Simatic IT和Comos,这些软件与Digital Twin结合,主要解决零售商在制造过程中的效率问题。 西门子数字化平台能够使快消品企业从产品生命周期的各个阶段收集数据,并在内部与合作伙伴形成稳定生态,共同实现以数据驱动的产品改进。 数字化平台所面对的挑战 对内部遗留系统的整合。在过去几十年中,快消品企业一直围绕不同的交付模型(内部部署、私有云、公共云)构建IT资产,并没有集中的集成层和混合的IT基础设施管理系统。此外,很多老旧的独立流程可能仍然基于Excel,而非构建在适当的平台框架中。现在的数字化平台大多基于云,尽管它们具有一定灵活性,但企业却很难将旧系统和工作流集成到新资产中。 克服内部数据孤岛。随着时间的推移,这些以次优集成能力为特征的遗留IT系统还会在产品生命周期的不同部门中积累独立数据。然而,只有向数字化平台提供整个价值链的数据,Digital Twin才能真正发挥作用,因此,合并公共存储库中的数据是投资的重中之重。 重新设计组织方案。将数据重新分配给集中的数据存储库还需要修改企业的标准整合组织角色以及功能。这一步的挑战在于员工可能会不愿将数据所有权和过程控制权转让给新的以数据为中心的角色。 数字技能开发。投资于数字化平台的快消品企业将面临员工的数字化技能与新IT能力相结合的短期需求。同时,为了进一步发展组织的整体数字技能水平,该企业可能需要雇佣一批Digital Twin专家,人才同样带来了极大挑战。 合作伙伴对数据整合和共享的态度。内部数据整合是数字化平台良好运转的必备条件,然而,处于数字化转型不同阶段的合作伙伴可能在数据共享能力或政策层面有很高的限制性,这将从一开始就对数字化平台的整合形成阻碍。 预算限制。对数字化平台的投资需要各个内部利益相关者的财务支持,由于很多预算分配都聚焦于部门特定的短期优先事项,所以当需要为内部价值链进行大量投资的长期项目分配预算时,Digital Twin项目的推进就可能会遇到一些阻力。 IDC的几点建议 评估产品生命周期管理资产的当前状态,并制定财务和业务目标,根据新的商业模式机会制定评估框架,进行当前状态和预期状态之间的差距分析,并评估数字化平台的能力。 创建短期、中期和长期的线路图,优先更新需要与数字化平台集成的关键遗留系统。 在接下来的两年里,IT预算至少占到数字化平台项目总预算的50%,需对云、移动、分析、物联网、AI/认知系统、高级安全、区块链、AR/VR和3D打印等技术进行投资。 增强内部知识,实现跨行业基准,包括零售商务平台如何工作,零售商如何运用核心服务,所搭建的平台如何快速、大规模地帮助零售商实现短期盈利能力及长期创新目标。 促进从业务线和IT部门获得的客户体验实践,围绕客户数据调整产品生命周期的不同阶段,并在直接面向客户的业务模型中提出并行投资。 分配资源,教育合作伙伴和供应商,了解Digital Twin数据共享的重要性,建立一个具有前瞻性的数字化平台“联盟”。 Read More...
美国国家可再生能源实验室(NREL)研发出迄今为止世界上最高效的太阳能电池,其效率达到了惊人的47.1%。创纪录的发电效率是在光聚焦下测量得到的,此时的光强是自然光强度的143倍。即使在自然光下,这种太阳能电池的转换效率也能达到39.2%。 看起来,39.2%这个数据比47.1%更让人兴奋。因为目前市面上最高效的单晶硅太阳能电池板是SunPower(一级光伏制造商、光伏能源供应商)推出的“X系列”组件,其额定效率只有不到23%。尽管牛津光伏太阳能公司(Oxford PV)的钙钛矿-硅串联太阳能电池有望在未来几年内取代单晶硅太阳能电池。 那么,怎样才能让光伏电池的效率达到47.1%呢? 这需要一系列反射镜加以辅助,帮助提高效率。这种性质的镜面结构还必须能够跟踪太阳光,并与其垂直(误差不超1°),以便阳光聚焦。 那效率达到39.2%电池是否也需要额外的昂贵硬件吗? 答案是否定的。电池效率能达到39.2%是因为光子吸收在各光敏层内均匀分布,虽然单个电压较低,但是这些电压之和可达到很高的总值。 图1 不同波长光的量子效率 这不是普通的太阳能电池,想要实际应用,还需克服其它挑战。除非您从事军事或太空研究,否则不要期待能很快购买到这种性质的产品,但是也许您会在汽车上看到类似的东西。 GaAs(砷化镓)的使用既是这种太阳能电池的突破口又是新的挑战。相对于普通硅而言,这种材料成本非常昂贵,而且钙钛矿太阳能电池的规模发展对其存在影响。同样,由于用于构造硬件的慢速气相沉积工艺,其制造成本也相对更贵。因此,该材料通常是在关键的任务中使用,例如在国际空间站或火星探测器上。但是,它似乎又是科学家利用日光发电的最佳材料。 来自NREL的一位科学家长期希望,这种材料的使用规模可以得到拓展。但是它需要十亿美元的产业(例如汽车或无人机)才有机会扩大规模,然后再为更广泛的发电应用做准备。 科学家指出,理论上,在最大浓度下,无穷多个结(光敏层)的效率为85%。保守的计算表明,光强达到1,000倍的自然光强时,可以实现62%的太阳能电池效率。 据了解,这款六接合点III-V太阳能电池,其由六种不同类型的光敏层组成。每一种是由不同的III-V材料组成,这些材料能够从光谱的不同部分收集能量。据悉,该太阳能电池比人的头发还薄,总共约有140层。 图2 太阳能电池制造流程 太阳能电池是逐层构建的,其材料按带隙最大的结层顺序排列,并以带隙最小的结层结束。 从NREL研究单元效率图表中可以看出,在右上角的新记录是“ NREL(6-J,143x)”。在其正下方的NREL(6-J)代表标准日光下的电池效率记录,效率值在垂直坐标轴的右侧。   图3 实验室环境下的太阳能电池效率记录...
随着社会经济的高速发展,我国能源领域的基础建设规模不断扩大,为进一步提升作业效率,电网输配电线路、油气管线等基础设施的无人机巡检应用,也在不断深化创新,针对电力、石油、天然气的巡检需求也与日俱增。 相对于传统的人工巡检作业,无人机巡检不仅可以支持远距离作业,有效保障巡检人员的人身安全,更可以开启智能化、专业化巡检,有效提高作业效率。   经纬 M300 RTK 及禅思 H20 系列 近日,大疆行业应用推出经纬 M300 RTK 及禅思 H20 系列,在长续航、超远变焦、智能巡检等功能上的优化,为无人机在能源行业的深化应用提供了强大的支持。 1 输电通道巡检 输电线路往往铺设在人迹罕至的郊外或山间,巡检人员需要面对道路崎岖、线路绵长、作业强度大、作业质量不统一等困难。此时,无人机的空中视野和识别能力可有效帮助巡检人员化解困难,提升作业效率。 使用经纬 M300 RTK 搭载禅思 H20 系列,凭借高达 2000万 的有效像素以及 23 倍混合光学变焦功能,无人机可以精准获取输电通道细节,并通过在广角、变焦模式下便捷切换,确认通道隐患,减少二次复查,提升巡检效率。 一旦发现通道隐患,无人机通过激光测距功能可直接输出点位坐标,实现精准定位,为后期检修提供重要的位置依据。   智能双控 此外,经纬 M300 RTK 也支持高级双控模式,通过设置不同起落点并由两个飞手分别控制,可有效延长单次巡检里程,进一步为长时间、大范围的野外巡检作业带来效率提升。远达 15 公里的 OcuSync 行业版图传,不仅支持更长的单次作业里程,也提供了更高清稳定的图像传输,极大提升了作业体验。 2 输电杆塔精细化巡检 输电杆塔复杂而精细的塔身结构,对传统人工巡检来说,是“不得不攀爬之痛”。   输电杆塔精细化巡检 在禅思 H20 系列 2000 万有效像素、23 倍混合光学变焦、激光辅助对焦功能加持下,即使执行超远距离巡检,无人机也可轻松拍摄高清细节画面。 通过开启精准复拍功能,巡检人员可在样片中框选兴趣目标区域,通过智能算法搜索比对,保证无人机在之后自动化作业中都能拍到同一目标区域,有效提高巡检作业精准度,同时降低作业强度。 借助超清矩阵拍照功能,巡检人员可通过广角拍摄全局图像,并通过变焦捕捉各局部细节,一键点击即可获取一张全局图和一组高达 2000 万像素的局部图。这大幅提升了远距离、大范围拍摄的效率,使输电杆塔精细化巡检作业更轻松。 在作业过程中,巡检人员使用智能跟踪功能,可将镜头锁定拍摄物体,并保持目标区域处于画面中心位置。通过多角度细节勘察,帮助巡检人员高效辨识隐患,实现精细化巡检。 3 输电杆塔红外巡检 一旦输电设备发生温度异变,经纬 M300 RTK 搭载禅思 H20T 能迅速分辨出高温异常,帮助巡检人员有效排除隐患。   输电杆塔红外巡检 借助禅思 H20T 的测温功能,无人机还能实现点、局部和全局的准确温度感知。通过红外热成像和可见光变焦对同一巡检点位进行目标锁定,在激光测距辅助对焦功能的帮助下,无人机可以对细小部件进行精准、高清拍摄。结合经纬 M300 RTK 和禅思 H20T 的多任务合一优势,巡检人员作业效率实现多倍提升。 4 变电站精细化巡检 为高效维护电力系统,进一步保障电能质量及设备安全,变电站巡检也开始向智能化和精细化转变。 变电站内,设备密集,数量繁多。借助六向定位避障功能,经纬 M300 RTK 可以在复杂密集的设备中稳定飞行巡检,搭载即将推出的 360° 全向毫米波雷达,更可识别出小至 0.3cm 的障碍物,保障无人机安全飞行,高效识别设备隐患。   变电站精细化巡检 经纬 M300 RTK 无惧电磁干扰,45 分钟即可覆盖 500 处以上巡检点位,大幅提升作业效率。 即使不靠近核心设备区域,无人机也可在距离 30 米处轻松拍摄出高分辨率图片,在 AI 算法的优化下,自动对拍摄结果进行闭环确认,识别设备缺陷,实现精细化巡检。 5 自动化巡检 电网设备的安全稳定运行,是社会经济良好运转的前提。如何实现大规模、常态化、高可靠性的巡检作业,成为电力巡检人员当前最大的课题。   智能巡检 借助在线任务录制和精准复拍功能,飞手在完成一次巡检任务后,可从录制的样片中框选出兴趣目标区域,无人机可精准记录位置角度和构图信息;在后期自动化巡检中,通过AI 算法自主比对实时画面并调整拍摄角度,无人机每次作业都能拍到同一目标区域。这为巡检人员减少重复作业、实现高效率自动化巡检提供了有力帮助。 如果配备即将推出的 360° 全向毫米波雷达,更能识别出小至 0.3cm 的障碍物,可在复杂环境中及时避障,从而有效保障无人机自动化巡检作业的安全。 6 油气管道日常巡检 石油天然气管道大多埋于地下,地势变化常常导致管道受损,但隐患问题不易发现。管道途经山区、沙漠、戈壁、河流、城市等各类复杂区域,易造成管道腐蚀。偷油盗油等人为现象更是加大了管道管理的难度。   经纬 M300 RTK 用于长输管道巡检 在日常作业中,多旋翼无人机可有效降低集输管道巡检成本,实现巡检高效化。针对长输管道巡检,多旋翼无人机凭借起降方便、低空空域易审批、环境适应性强的优势,也进一步在管道日常巡检中得到普及应用。   禅思 H20 用于长输管道巡检 基于长续航及双控异地起降模式,经纬 M300 RTK 可轻松实现单次超 15 公里(如丘陵地区)的管线巡检。借助 LTE 备份图传链路功能,无人机在城市高后果区可实现稳定图传,为巡检人员及时发现问题及后期复查提供有力帮助。 在航点飞行 2.0 智能航线规划模式下,无人机可批量导入管道坐标,调整飞行海拔高度,生成巡检航线,实现统一管理。借助这一功能,在油气管道自动化巡检过程中,无人机可准确锁定管道中心线飞行,监控两侧安全管控区,有效提升巡检及采集质量。 7 炼化厂设施巡检 在以往,对炼化厂的火炬塔、冷却塔等生产设施进行巡检,常常需要停工维护,且人工巡检危险性高,效率低。而采用无人机手动巡检,操作难度大,易漏拍,信号易遮挡。   经纬 M300 RTK 对炼化厂设施进行巡检 经纬 M300 RTK 可借助航点飞行 2.0 及精准复拍等智能功能大幅提升作业效率。巡检人员可以在示范手动飞行拍摄的火炬塔样片中框选出中央喷嘴、法兰等目标区域,在随后的自动化航线飞行过程中,AI 算法会自动比对目标区域和当前的实时画面,据此纠正相机的拍摄角度,从而保证每次作业都能拍到同一目标区域,实现高精度巡检。   经纬 M300 RTK 对炼化厂设施进行巡检 借助禅思 H20T 的 2000 万像素、23 倍混合光学变焦相机,无人机可保证在安全距离下对炼化厂生产设备进行高清拍摄。同时,热成像相机通过识别异常温度可有效辨别设备隐患;配合广角相机,无人机可引导查看故障位置,帮助巡检人员最大化单次飞行的作业效果。 8 甲烷及有害气体检测 天然气站场、含硫气田、石油炼化厂排放的气体容易对人体造成危害,一直是环境保护的监测重点。运用无人机进行气体检测,可以直观、及时地发现气体成分和浓度,减少甚至规避人员接触风险。   经纬 M300 RTK 搭载 PSDK 第三方气体检测负载 经纬 M300 RTK 具备多负载兼容能力,不仅支持基于电化学法、光离子法、非色散红外法的气体检测 PSDK 第三方负载,还支持基于 TDLAS 技术的激光甲烷遥测 PSDK 第三方负载。   有害气体浓度可视化 通过搭配使用,无人机可对硫化氢、一氧化碳、甲烷等气体进行检测,并通过软件对浓度区域进行可视化展示。 随着我国加快推进能源全领域、全环节智慧化发展,科技应用与能源行业深度融合,在保障安全的前提下,通过进一步提升能源行业设备信息化水平,无人机将助力行业整体智能化发展。大疆行业应用也将深度参与,不断推出更高效、更有针对性的解决方案,推动各类能源巡检作业向精细化、数字化发展,进一步降低智能化运维使用门槛和成本,为能源行业智能化体系的全面建设再添助力。  ...
为贯彻落实国家电网公司加强实验资源向社会开放的相关政策,中国电科院电力系统仿真实验室正式对外发布上线”电力云仿真平台”。欢迎大家登陆http://psasp.net免费注册使用。   背景:2019年5月28日,国家电网公司发布了面向社会开放100个实验室的重要举措(《国家电网有限公司关于进一步加强科技创新开放合作工作措施的通知》,国家电网科﹝2019﹞474 号),其中中国电科院电力系统仿真实验室在开放之列。电力系统仿真实验室于2007年成为首批“国家电网公司重点实验室”,也是同年获批的电网安全与节能国家重点实验室和电力系统仿真国家工程实验室的重要组成部分,围绕我国特高压电网和大型交直流混合电网的建设和运行安全需要,主要开展大规模交直流混合输电系统规划及运行方案、复杂交直流系统相互影响、提高大电网运行可靠性及安全稳定控制等方面技术研究。该实验室担负着研发国际最先进电力系统仿真技术的使命,建设了新一代特高压交直流电网仿真平台,仿真规模位居世界首位,仿真精度、仿真效率和仿真技术均达到了国际领先水平。 为贯彻落实国网公司加强实验资源向社会开放的相关政策,进一步推进协同创新与开放合作,电力系统仿真实验室利用“互联网+”思维,积极打造开放共享新模式,在互联网上以云共享方式正式对外发布上线”电力云仿真平台”。电力云仿真平台集成了成熟的商用软件—电力系统分析综合程序(PSASP®)诸多模型和算法,元件种类丰富、主要功能齐全、仿真结果准确可信,在行业内已得到了广泛应用。依托该平台,我们将帮助受疫情影响的用户能够居家在线访问和使用潮流分析、机电暂态稳定等常用综合程序功能,积极助工助学助产,满足疫情期间广大用户科研与学习需要。...
“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。  ...
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。  ...
变流系统是风电机组的主要电气系统,其作用是连接发电机与电网,将发电机输出的非工频交流电通过变流系统转为工频交流电,并输送到电网上。其冷却系统为变流柜中的功率单元提供散热,使功率单元的温度保持在正常的范围。 如今,已经服役多年的1.5MW机组变流系统存在网测温度过高、变流柜湿度大、变频器模块停产、变频器滤波接触器频繁损故、变频器信号传输不稳定等多方面的运行问题,这些问题轻则导致风电机组限功率运行,重则导致炸模块、烧柜子等严重安全事故。 在1.5MW双馈机组中,变频系统是机组核心系统之一,其主要功能是通过对发电机励磁,实现风电机组输出功率的控制和并网。据了解,在服役多年的今日,1.5MW双馈机组的变频器功率模块采购成本高、变频器滤波接触器频繁损坏、变流器故障等问题一再困扰着降本增效重压下的风电业主们。   双馈风力发电系统结构图 那么,针对上述问题,业内都有哪些解决方案? 案例一 国产化替代 实现变频器功率模块无缝替换 既然进口模块采购成本高,我们是否可以考虑采取同样品质的国产模块进行替代?对此,北京金风慧能技术有限公司技改专家表示,其实国内业界早已将这个假设付诸于实践之中。 据了解,在对1.5MW双馈机组变频器模块的替换产品设计上,国产产品功率单元尺寸和接口定义与原装功率单元已做到完全一致。而且产品已经过严格测试验证,各项性能指标满足使用要求,技术与质量均已达到成熟化水平。 从设计图到功率单元实物,自主研发产品尺寸和接口定义与原装功率单元一致,且性能稳定可靠 可以说,国产化替代完美解决了进口功率模块采购周期长,维护成本高的问题。值得一提的是,目前国产化产品已经可以实现多个品牌的模块替换。此外,金风慧能在针对1.5MW双馈机组的专项改造上,几乎已经形成涵盖绝大部分机型的滤波优化、变流器综合治理等技改服务,有效降低变频器故障率,保障机组安全可靠运行。 案例二 90%故障率!变流器温度高、定子接触器误吸合解决方案 除了变频器外,进口变流器也在1.5MW双馈机组中应用广泛。在夏季时,部分变流器高温故障约占变流器类全年故障率的90%左右,严重影响风电机组的安全运行。 变流器定子接触器误合是当前广泛出现的问题之一。控制器程序紊乱或硬件损坏会直接导致风电机组在待机状态下并入电网,烧损变流器关键部件。 针对以上高温、误吸合两个故障,当前业内常见的解决方案是通过利用塔筒结构设计向上排风的方法解决过温问题;利用直流母线未进行预充电,定子接触器不吸合,定子接触器失电断开,防止定子接触器误吸合,来解决控制电路板损坏导致的定子接触器误吸合问题。 当前正是我国风电行业由量到质的转变时期,业内对机组安全运行的理解越来越深刻,越来越重视。一旦发现风电机组运行存在重大安全隐患,则需要马上采取解决措施,刻不容缓。所以,涉及提升机组运行效率与安全的技改,自然被风电业主放在首位考虑。 以上为1.5MW双馈机组变流系统运行问题的梳理与分析,下一篇我们将介绍1.5MW直驱机组变流系统常见问题和技术方案。早期1.5MW机型都有哪些困扰业主的问题,是否已经得到妥善解决?欢迎大家对感兴趣的专题发表留言,我们整理收集后,对大家感兴趣的话题进行集中介绍。  ...
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。...
电力巡检的多样化需求 随着近年大疆精灵系列、经纬系列、御系列等无人机陆续推出,我国电网已经较广泛地将这些机型应用于电力巡检作业,极大地解放了人力,提高了效率。无人机已经从日常的检修作业工具演化为生产力工具。从人工操作到自动化飞行,从人工判读到机器视觉进行精细化巡检,需求在不断提出,技术也在不断发展。不妨先看一下无人机电力巡检有哪些业务需求和技术图景: 时效性。电力巡检作业的目标,是上午外出,下午出结果。无人机的每次飞行都会产生大量图片数据,通过人工的方式已经不能满足时效性,这就要求对大量数据做自动分析。现在的情况是:无人机先去飞行拍照,然后再基于AI方式做智能缺陷识别。未来的方式应还是:无人机边拍边分析,将缺陷即时通知到地面和后台。 多样化负载。电力线路缺陷多种多样,每种缺陷都会有不同的物理特性。而检测这些物理特性,需要不同的针对性的设备,比如外观缺陷用可见光相机,温度异常用红外热成像相机,异常放电用紫外相机,超声波电网局部放电检测仪,激光雷达等。 自动化。之前的方式都是都是靠人工去爬塔巡检,很危险;有了无人机以后,同时也引入了其他问题,那就是无人机操作门槛相对较高,这就对无人机的自动化飞行有了要求,比如说无人机自动起降平台,无人机自动沿着导线飞行,无人机固定线路重复飞行等。 应用业务操控多样性。无人机地面站除了能够对病害部位进行观察,还需要结合日常的巡检任务,进行日志管理,作业任务清单管理等。 这些多样性的需求,都要求无人机平台具备二次开发可能,来适应每一个技术演进。 大疆无人机SDK开放生态 针对电力巡检的多样化需求,大疆适时推出SDK,初见成效。所谓SDK,全称为Software Development Kit,即软件开发工具套件。简单来说,通过开放软硬件接口,第三方开发者可以针对各种应用需求,进行软硬件开发,逐步形成一个充满活力的电力巡检无人机应用生态。 具体来说,大疆的无人机SDK生态又分为五个方面,分别是:Mobile SDK,简称MSDK;Onboard SDK,简称OSDK;Payload SDK,简称PSDK;UX SDK;Windows SDK,简称WSDK。 Mobile SDK:针对业务部署,自定义控制。使用MSDK可以对巡检业务操作多样化进行定制专用APP,能够将无人机拍摄到的实时影像传回地面端,也能对飞手进行管理,自动生成航线任务等。 目前已有比较成熟的基于Mobile SDK的应用,如武汉圆桌智慧科技有限公司的无人机架空输电线路自动化巡检应用 通巡APP,可以为电力客户提供一套完整、流畅、高效、便捷的电力巡线方案,通巡APP主要实现了无人机航线自动规划、无人机依据航线自主飞行与拍照、通道和精细化缺陷智能分析与定位和巡检成果输出与管理四大核心功能。   Onboard SDK:通过集成,扩展已有功能。通过开放的通信端口直接实时访问DJI的无人机平台,允许集成外部处理器,相机或其他负载/配件。 使用OSDK可以通过外部处理器来直接控制无人机飞控;使得无人化自动飞行变为可能;配合高性能处理器(妙算2),使用OSDK能够实时分析无人机载高清相机或者激光雷达数据,可进行AI辅助分析,满足电力巡线时效性的要求。 OSDK典型案例:上海复亚和多翼的无人机 自动机场平台,可以实现无人机自动进行巡检,自动拍摄电力杆塔并自动分析,无需派人到飞行现场;配合无人机的起降过程,自动回收无人机,通过红外/可见光视觉定位,引导无人机精准降落。 如下是复亚的应用拓扑图 Payload SDK:放飞创意工具。将传感器与强大的工业级平台融为一体,拓展更多可能,全面打开新兴市场。   PSDK允许用户通过标准的硬件云台接口skyport,将第三方传感器集成到大疆M200系列无人机,通过全新的协议,可以让负载与无人机飞控、GPS模块、图传等内部系统通讯。使用PSDK可以将电力巡检需要的设备挂载到无人机,例如热成像相机和紫外相机,用于精细化巡检;激光雷达,用于电力通道建模/检测。 例如广州科易PL-640L长焦热成像相机,焦距50mm 满足清晰拍摄目标细节、较远距离观测目标的需求;图像帧频30Hz,满足运动状态下对于目标的清晰拍摄;可显示并记录GPS等相关位置信息,满足目标定位等行业用户需求。 另外,中科云图设计的单线激光雷达是一款基于PSDK设计的电力巡线负载,可以测算出目标物到飞机的距离。结合MSDK可以实现多种功能。如,树障实时检测:跟随导线飞行,实时检测树障隐患,即刻生成树障报告;导线缺陷检测:实时检测导线断股、松股、划损、腐蚀、电弧烧伤等缺陷;竣工验收走线:适用于完成高空走线项目验收;自动驾驶实时避障。 UX SDK:无缝加快开发进程。使用开发者平台提供的核心功能,轻松开发应用程序,缩短时间。UXSDK旨在从专业的角度设计,提供飞行状态,飞机控制和设置等的相关用户交互的组件。可以拖拽使用UI / UX组件,快速设计一个类似DJI Go 应用程序; 例如,AirMap APP可以提供可视化动态空域信息,以帮助根据交付操作的时间,风险和性能要求确定最佳飞行路径。AirMap技术允许应急响应机构定义和设置发生紧急情况的空域边界以及未经授权的无人机无法进入的空域边界。授权提供基于许可的紧急空域访问,共享遥测允许无人机安全地靠近操作。 Windows SDK:定制专属APP,做无人机行业应用专家。与Mobile SDK一样, Windows SDK 允许开发者创建自定义的PC应用程序,充分发挥DJI 飞行平台的潜力。 总体来说,OSDK 和 PSDK都是基于无人机飞行平台,前者的核心是扩展机载计算和无人机智能性,后者的核心是扩展负载种类,无缝集成,即插即用。UXSDK、MSDK和WSDK都是基于地面端,通过遥控器作用。无人机电力精细化巡检中,自动化巡检软件对应MSDK和WSDK;负载等对应PSDK;移动自动机场对应OSDK和MSDK;通道巡检作业时,激光雷达(单线、多线),智图可见光建模,属于PSDK。 我们已经能看到一个成熟生态的雏形:大疆无人机作为硬件平台,SDK作为开发平台,开发者基于SDK研制各种软硬件产品,从而满足电力行业对无人机作业提出的各种新需求。电力无人机的应用现阶段正从手工操作向智能化进阶,未来的目标是自动化和数字化,大疆的SDK生态将会扮演越来越重要的作用。  ...
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...
近日,世界之巅珠穆朗玛峰再次吸引了大众的眼球,从5300米到5800米,再到6500米,随着“5G”的持续登高,不仅实现了全球首次世界之巅的5G信号覆盖,更将让中国乃至全世界达成远程目睹“神峰”真容的夙愿。   5G站上世界之巅,是5G时代的又一里程碑。此刻,5G带来的不仅是更快的速度、更低的延迟,还有超越想象的数字世界新体验。 携手国内通讯巨头,加速5G新基建战略布局 常熟开关早在2014年就全面进入信息通讯领域,具备国内领先技术的专业配电产品,为通讯行业提供可靠的配电服务保障。公司参与的中国移动集团公司集中采购招标,2014-2020年度已经连续三次成为中国移动配电元件供应商,中标份额在诸多友商中处于领先地位,并且运行多年产品质量稳定可靠,获得用户一致好评。 2018年开始参与中国电信集团公司集中采购招标,再次获得用户认可,继续在诸多友商中保持领先。随着5G新基建的大力展开,19年我公司研发的CAP1系列专用PC级双电源自动转换开关(ATSE)首次进入中国移动集中采购范畴,助力5G核心网建设。同时,公司继续研发的CAP3系列高性能自动转换开关满足了通信行业需求的旁路、中性线重叠功能,拥有强劲的技术储备,相信今后的合作将会更加紧密。   CAP3系列高性能自动转换开关 在数据中心行业,我公司参与了中国移动厦门IDC、中国移动广州数据中心、中国移动襄阳云计算中心、上海电信西区电信局真光局新建数据中心、郑州景安互联网数据中心等多个项目配电建设。 目前,中国电信不间断电源集中采购项目配套CW3DC已进入采购阶段。已经为今后国内5G建设打下了坚实基础,更加完善了新基建的战略布局。   CW3DC直流型万能式断路器  ...
日前,中国西电集团成功研制国内首台500kV干式空心高耦合分裂电抗器,并一次性通过全部试验。该产品具有结构简单、基本免维护等优点。该产品的成功研制,有效夯实了XD品牌电抗器的领先地位。 随着我国经济社会的快速发展,部分地区系统短路电流严重威胁到电力系统的安全运行。为此,一种新型故障电流限制装置——交流限流器诞生,干式空心高耦合分裂电抗器是其中的关键设备。 2018年,中国西电集团参与国家重点研发计划“500kV及以上电压等级经济型高压交流限流器的研制”项目中“500kV及以上电压等级经济型高压交流限流器关键组件研制与设备集成”的课题研究工作,并负责500kV干式空心高耦合分裂电抗器研发制造,具体任务由所属西电西变承担。 为完成该课题,西电西变技术团队充分发挥设计制造能力,专门制作了2台同比例缩小的35kV干式空心高耦合分裂电抗器模型,进行前期验证性试验及联调试验,确保产品各项设计参数和工艺的可行性和合理性。经过多方努力,最终一举攻克了500kV干式空心高耦合分裂电抗器样机的关键技术和技术难点。 样机制造期间正是抗击新冠肺炎疫情的关键时期,面对技术难度大、质量要求高、生产周期短等重重困难,西电人尽锐出战,抢时间、赶进度,确保按期高质量完成国家重点研发项目,努力将疫情造成的影响降到最低,坚决夺取疫情防控和生产经营“双胜利”,奋力实现年度各项目标任务。...
ABB节能型ACH580变频器帮助瑞士第二大购物中心为客户提供全年的舒适室内环境和清新空气 位于卢塞恩州的瑞士购物中心是瑞士第二大购物中心。它采用ABB的ACH580变频器来调节通风和空调系统,确保商场内的舒适环境的同时保证了系统的节能。ABB的变频器还用于驱动大楼供暖系统的热水泵。 该购物中心位于埃比孔,占地65,000平方米,商场内设有商店、餐厅、娱乐场所、室内冲浪设施和大型电影院,每天都吸引了大量顾客前往。两套大型通风系统为2017年开业的购物中心提供了超过200,000 m³的新鲜空气(每台机组130,000 立方米/小时),对顾客的舒适购物体验做出了巨大贡献。 “它的规模十分庞大,这绝对是我们建造的最大的设施之一。”Pfiffner AG建筑技术公司的通风项目经理马克·乔丹说,“节能系统使用热回收部件。在夏季,这些部件利用建筑物内部较冷的排气从外部流入的空气中提取热量。在冬季,外部空气利用较热的排气进行预热。” 28台ACH580变频器可以根据实际需求调整风机的转速,使商场的空调系统在这套热回收系统的作用下减少能耗。ABB还为大楼的空调压缩机提供了传动系统,这些压缩机可以维持商店和电影院所需的温度。该系统包括四台过程引擎和与之匹配的ACS580变频器柜。ABB变频器还可以调节大型排烟风机的速度。一旦发生火灾,这些风机就会立即启动。 购物中心的变频器由ABB授权的供应商Walter Frei AG提供并设置参数。Walter Frei AG的常务董事马塞尔·弗雷说,“我们经常与PfiffnerAG公司合作,并且经常为项目提供ABB变频器。我们对产品的质量深信不疑。” ABB紧凑型ACH580变频器提供完整的加热、通风、空调和制冷(HVACR)功能。它们可以与大多数电机匹配,确保应用程序可靠地运行,不会出现因意外停机产生高昂经济损失。除此之外,ABB变频器还能实现与现有楼宇自动化和控制系统的连接。 Read More...
ABB运动控制事业部全球食品饮料行业经理Brith Isaksson 对于食品和饮料行业来说,以最环保的方式生产和包装对于企业的可持续发展有着至关重要的影响。变频器和电机可以帮助食品饮料行业面对的两个关键可持续性挑战—能源效率和节水。 提高能源效率 在企业的环保责任中,关注能源效率可以帮助企业在利益相关者中树立更有利的形象。同时节能还有助于提高盈利能力并符合最低能效法规。 第一步是确定最重要的能源使用来源。查看在各种应用中的使用位置、时间以及消耗的能量。电机通常是工厂能源消耗的主要部分。好消息是,通过将低效电机升级为超高性能电机将有很大的机会减少用电量。如IE5同步磁阻电机(SYNRM)。 添加变频器也会对节能产生重大影响。企业可以使用ABB的EnergySave计算器来计算安装变频器后可以节约多少的能量和成本。传统意义上,工厂中大多数电机在不需要时仍会全速运转,这也导致了能源的浪费。使用变频器可以更好地控制电机,并根据实际需求调整转速或转矩。这意味着电机只在需要的时候工作,这样可以减少能源浪费。在水泵应用控制上用变频器代替节流阀是另一种节省能源的方法。添加变频器可以充分释放节能的潜力,极有可能帮助企业降低20%到60%的能耗。 适用于泵和电机的ABBAbility™智能传感器可以帮助客户发现潜在的节能机会。智能传感器收集的数据,和变频器内置传感器和记录器收集的信息,可以通过云技术进行整理,储存和进一步访问。收集和分析数据的能力可以帮助企业改进设备性能,从而提高生产效率。 优化用水 高压清洁需要消耗大量水资源。切割,切块和切片等活动也会产生大量废水。减少加工设备和管道清洁的用水量对于食品制造商来说是另一个挑战。 一种解决方案是通过使用变频器泵控制来优化用水,实现高效泵送。这些控件提供了一些重要的软件功能,例如调节就地清洁(CIP)设备中管道清洁和填充功能的压力和流速。 该方案减少了清洁时间,从而减少了水资源和清洁材料的使用。防气蚀软件还可以检测和防止气蚀,以确保整个工厂中最佳的水流量,从而延长了泵的使用寿命。节约用水的另外一种方案是选择易于清洁的产品,这意味着企业只需要花费更少的时间和水量来进行设备清洁。例如设计成具有光滑无裂缝表面的卫生型不锈钢冲洗电机。 可持续发展是每个人的责任 经营一个更具可持续性,更节能的食品饮料制造工厂需要企业付出很多努力,不仅需要高级管理团队做出明确的决策,同时也需要来自组织各级的承诺和配合。通过优先考虑节能和节水,确定最需要关注的领域,并致力于推行节约能源和水资源的应对举措。制造商可以对可持续发展产生积极影响的同时减少运营成本。 Read More...
400多项新专利,7项世界之最,整体设计和关键技术全部自主研发,它被英国《卫报》评为“新世界七大奇迹”之一,也有人评价它是交通工程界的“珠穆朗玛峰”,它是港珠澳大桥,全长55公里,世界总体跨度最长的跨海大桥,海底隧道长5.6公里,它是世界上最长的海底公路沉管隧道,海底隧道最深海平面下46米,是世界上埋进海床最深的沉管隧道,它对接海底隧道的每个沉管重约8万吨,是世界最重的沉管。 作为一项国家超级工程,港珠澳大桥背后的施工工艺与BIM技术值得学习和探讨。今天,取其中一个小点,和大家分享港珠澳大桥桥隧转换的机电管线集成应用。 1.项目概况 港珠澳大桥是一座连接香港、珠海和澳门的巨大桥梁,大桥采用岛隧结合的方案,桥隧两端连接处设置两个隧道人工岛,分为东人工岛和西人工岛,人工岛不仅是隧道的入口,也是港珠澳大桥的连接点。   ▲ 东西人工岛示意图 港珠澳大桥东、西人工岛位于伶仃洋上,其高温、高湿和高盐雾环境等特殊气候条件决定了工程的特殊性。作为一个集交通、管理、服务、救援和观光功能为一体的综合运营中心,在保证建筑实用性的前提下,还要力求建筑美观。而这也使得该建筑机电专业的系统类型众多、管线数量巨大。 尤其是地下1、2层的设备房与走廊区域以及地上1~3层的公共走廊交汇区域,管线密集,其布置错综复杂,而且净高要求又极其严苛,导致管线的安装空间有限。如根据传统的CAD图纸进行施工,难以实现净空与美观的双重要求。基于此,本项目利用Revit软件对机电管线进行深化设计,以解决机电专业管线碰撞的问题。 2.深化设计范围及原则 (1)深化设计范围 本项目机电深化设计的内容包括:综合管线节点平面图、剖面图和三维图。 (2)深化设计原则 在进行碰撞检查工作之前,应确定各专业管线布置排列的一般原则,以保证各管线施工过程中的结构安全性和方便性,同时应考虑施工完成后调试和维修的方便,另外还要考虑完工后各类机电管线的美观性。 具体布置原则如下: 1) 决定各管道的最终安装高程的优先排序是排水管、电缆桥架、线槽、暖通管道、通风管道、给水及消防管道。 2) 电缆桥架、线槽尽量高位安装,通风管道中低位安装。 3) 电缆桥架与输送液体的管道应分开布置或布置在其上方,以免管道渗漏时损坏线缆造成事故,如必须在一起敷设,电缆应考虑设防水保护措施。桥架与水管的平行最小净距为400mm,交叉最小净距为300mm。 4) 强电桥架与弱电线槽之间留有一定间距,以免互相干扰,有条件时,可分别布置在两侧,两者的间距一般不小于300mm。 5) 遇管线交叉时,应本着“小管让大管、有压让无压、冷水管让热水管”的原则避让。 6) 管道外壁(或保温层外壁)之间的最小距离按下列规定确定:DN≤32mm时,不小于100mm;DN>32mm时,不小于150mm。并排排列的管道,阀门应错开位置。 7) 各种管线在同一处垂直方向布置时,一般为桥架、线槽在上,水管在下;热水管在上,冷水管在下;风管在上,水管在下。尽可能使管线呈直线,相互平行不交叉,使安装和维修方便,降低工程造价。 3.深化设计的实现方法 (1)深化设计流程 基于Revit的深化设计需要各专业设计人员的相互配合、共同协作。为了实现消除管线碰撞的最终目的,各专业设计人员均需要遵循一定的工作流程,保证整个深化设计工作的顺利进行。   ▲ 基于Revit深化设计的工作流程 (2)模型建立 为了实现专业间的协同设计,首先创建一个协同平台,各专业均在此公共平台上建立各自的中心文件,并同步在电脑上建立一个本地模型,通过“与中心文件同步”功能即可将最新的模型同步上传至协同平台。其次,各专业需要使用具有相同项目基点的视图样板,以方便后续的模型链接。整个项目的BIM模型分别由建筑、结构、电气、给排水和暖通共5个模型组成。 本次选用的软件版本为Revit2016版,本项目的模型细度(level of development,LOD)按照施工图设计模型(LOD300)完成,经整合后的东西人工岛总装BIM模型见下图。   ▲ 人工岛总装BIM模型 (3)模型链接 在各专业的建模工作完成之后,可以通过Revit的“链接Revit”功能实现对其他各专业模型的链接,在选择定位的过程中,可以选择“自动-原点到原点”选项实现模型的自动链接,这样即可保证所有链接进来的模型都具有同一个项目基点。以暖通专业为例,链接操作如图所示。   ▲ 模型链接 (4)碰撞检查 完成对其他专业的模型链接后,即可进行碰撞检查工作,碰撞检查工作分为两种:专业模型内部的自查;本专业模型与其他专业模型之间的碰撞检查。碰撞检查会生成一个冲突报告,指明产生碰撞的图元类别及对应的ID号码。   ▲ 碰撞检查冲突报告 为提高碰撞检查工作的效率,可选择分层分区域进行碰撞检查,避免因电脑配置问题导致运行时间过长。 (5)管线调整 根据冲突报告,通过“按ID号选择图元”功能可查找到对应产生碰撞的图元,并根据机电深化设计原则调整对应管线。某局部区域给排水专业管线碰撞调整前后对比如下。   ▲ 管综调整前后的三维图 (6)BIM出图 解决管线碰撞的问题之后,通过相关工具实现BIM出图。按照项目的要求设置标注样式和字体格式,对各专业管线进行标注并形成综合管线节点图。对于图中一些管线较为密集区域,当平面图表达信息不够全面时,绘制对应节点的剖面图和三维图。 在平面图和剖面图中各种管线之间,管线与建筑梁、板、柱、墙以及地面的尺寸关系及管线自身的尺寸和高程均可清晰直观地表示出来。优化后的三维图可以很方便地将施工后的效果提前展现给建设、监理和施工单位,便于进行沟通和调整。对于特定的节点,可将该节点处对应的平面图、剖面图和三维图在同一张图纸上表示。   ▲ 特定节点的平面、剖面和三维图 (7)应注意事项 ①空调风管、供回水管、冷凝水管、热水管等需要保温,深化设计时应考虑保温层厚度,预留合适的保温空间。 ②各专业支、吊架尽量采用综合支、吊架,节省材料,布置美观,把支、吊架占用的空间也反映在深化图纸中。 ③ 对于吊顶内空间很高的区域,要考虑装饰吊顶是否需要做转换层。如果需要做转换层,则管线排布时的最低高程应距离吊顶25cm以上,以便装饰做转换层。 4.总结 (1)使用Revit软件建立了港珠澳大桥东西人工岛各专业BIM模型,并运用碰撞检查功能对模型实现管线综合,满足了项目对空间净高的要求,同时提高了机电管线布置的美观性。 (2)通过对机电管线进行深化设计,利用BIM出图功能,导出节点平面图、剖面图和三维图,减少了设计变更的次数,提高工程效率,保证港珠澳大桥项目按期保质完工。  ...
“测试成功,并网!”经过-40℃低温及疫情考验,全国首批光伏发电平价上网试点项目之一——博耳能源黑龙江省安达畜牧场100MW平价上网光伏项目成功并网发电。这也是继青海格尔木首个大型“领跑者”平价上网电站、中电朝阳第一批光伏平价上网试点等项目之后,阳光电源参与的又一平价项目。项目在降本增效、调试并网、电网友好性建设等方面的优势,为后续平价项目的建设提供了积极的示范意义。 该项目由博耳能源江苏有限公司负责投资和承建,占地约4000亩,利用土地为国有未利用盐碱地,属于畜光互补项目,项目建设过程中面临的主要挑战有: • 平价项目,电站收益受到挑战; • -40℃低温,设备耐受要求高; • 疫情影响,项目建设时间紧张; • 高渗透率,电网支撑能力要强。 综合考虑下,项目最终选择了阳光电源1500V  3.125MW箱式中压逆变器解决方案。“平价项目建设总是需要克服诸多挑战,阳光电源方案在建设安装、调试并网方面都很有优势。而且即使是疫情期间,也能提供很好的服务。”博耳能源江苏有限公司总经理王赟说道。 1)“逆”“变”一体,系统成本更优 阳光电源提供的1500V  3.125MW箱式中压逆变器,采用集装箱设计,集成逆变器、中压变压器和环网柜,“逆”“变”一体化设计,快部署、易维护、低成本,解决了项目无补贴的压力。 2)1.2倍容配比,LCOE更佳 项目所处的黑龙江安达市属于二类光照资源区,依据当地辐照、地形及组件等实际情况,项目采用了1.2倍容配比设计,有效降低了LCOE,实现电站效益最大化。 3)优化线缆方案,节省初始投资 100MW项目中,电缆成本占据了很大比例。为此,阳光电源对电缆方案进行了优化,逆变器与变压器之间采用铜排连接,降低1%的电缆损耗;直流侧和交流侧均应用了铝合金电缆,有效降低初始投资成本。 4)-40℃低温耐受,提高发电收益 东北夜间最低温度可达-40℃,极端低温可能会损坏电站设备。阳光电源经过不断的技术研发和严格测试,逆变器具备超强低温耐受、低温启动性能,完美经受住了高寒考验,保障电站发电收益不受影响。 5)集成智能通讯单元,调试时间短 项目建设由于受疫情影响,后期并网时间非常紧张。阳光电源逆变器集成智能通讯单元,预设了直流汇流箱通讯协议,统一方阵内通讯接口,大大节省了现场调试时间,实现了早并网早收益。 6)高低电压穿越能力,强力支撑电网 如今,东北地区新能源渗透率逐步提高,电网的安全运行受到挑战。阳光电源逆变器快速功率控制技术已率先通过中国电科院权威检测,其出色的高低电压穿越能力,能够确保电网安全稳定运行。博耳能源100MW项目并网投运后,预计25年年平均发电量为15425.9907万千瓦时,平均每年电费收益约为5769.3205万元人民币,经济效益显著。探索不止,实践不息,阳光电源也将继续坚持技术创新与方案优化,加强交流与合作,为更多客户提供符合需求的整体系统解决方案和优质服务,推动全面平价时代加速到来。  ...
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。  ...
现代化高等级的大型数据中心,柴油发电机组是最后一道用电保障。柴油发电机组在数据中心的应用有单机容量大、电压等级高、台数众多的发展趋势。相对于传统的柴油机房占地空间大,建筑规划难度高的缺点,我们提出了室外集装箱式的模块化柴发的设计思路。 模块化柴发,是把标准型的柴油发电机组本体,经过产品优化环节安装在一个定制的户外集装箱之内,同时应用子系统集成技术,把自动供油、供配电、应急照明、消音降噪、烟尘净化、消防预警、以及并联管控平台等系统配套集成在集装箱内,使之成为一套可靠、高效、环保的模块化备用电源平台。 模块化柴发,适合长期放置在户外使用,高集成,占地小,灵活配置。由于摒弃了传统的大机房建设环节,省去了建筑物内部的进排气和动载荷计算预留等传统规划难点,节省出大量的配套投资费用,有效的降低了数据中心一次性投资成本。同时工厂化的预制生产模式,减少了分期施工的不确定性,可以有效的控制采购风险,提高产品在可验证环境下的系统可靠性,是各类型绿色数据中心建设的良好选择。对于模块化柴发的产品规划与设计,请参考以下建议: 一、模块化柴发箱体的定制 1、模块化柴发箱体的尺寸 (1)根据ISO668《系列1特种箱——类型、外部尺寸和额定值》可分为10’;20’;30’;40’标箱;同时对于不同机组的要求,结合公路,海运,铁路运输的特点,也可做成其它非标准运输规格的尺寸,如24’;43’;45’;48’;53’等。 (2)在模块化柴发箱体的定制过程中,需要特别申明的是,设计环节对模块化柴发能否实现设计功能是非常重要的,必须严格根据实际承载的柴发机组动载荷以及各产品组合的综合特性进行优化、量身订造,才能满足数据中心对模块化柴发可靠性、安全性、快速反应能力的需求。 (3)任何基于标准物流箱体基础上的结构改造,都会造成系统可靠性的降低以及后期运维隐患,是不能被接受的。  2、模块化柴发箱体的材质 (1)箱体的承重件(结构件部分),选用Q345或16Mn等更强的结构件;对于箱体表面材料,选用B480(Cortena)耐腐蚀的全新板材,从原材料方面控制表面质量。 (2)箱体的表面油漆,选用耐盐碱的油漆同时适合于洗涤剂清理的聚胺脂双组份油漆;同时为了保证表面的美观性,选用高光、淡基色的油漆,其保光性及保色性能好,同时对于油漆的施工工艺要求为双层涂料高温一次成型,环境温度较高地区推荐使用防辐射等级95%以上的防紫外线涂料。 (3)箱体的内外部配件及活动件部分,如防溅罩、消声器外包裹、进排风百叶、铰链、螺栓等五金件选择防腐蚀的配件,一般为SUS316的配件,同时根据不同的结构,不锈钢的等级可以按需配置。 3、模块化柴发箱体的预制门窗和预留口 (1)模块化柴发箱体的两侧均需设置方便维护检修的门,预留电力输出等的线缆通道。外部最基本需要预制、预留的通道为:进排风消音室检修口,排烟消声器出口、日用油箱的进回油通道、集装箱箱体内的排污口、柴发机组的入水排水口、机油排放口、急停开关口、自带爬梯凹口、消防管道接口以及可以在室外观察到机组控制屏运行状态的透明窗口等等。 (2)所有箱体开口位置,均需要在主体框架施工时一次成型(电气接口需考虑防溅罩的设计),且预制有与主框架联接的独立钢结构支撑,保证箱体持久不变形。 (3)注意没有使用的预留口要用堵头等器件封堵起来,防止小动物进入箱体。 4、模块化柴发箱体制作过程的要求 众所周知,特种集装箱的出现是为了户外场所使用所服务的,风沙雨雪具有较高的酸碱性,长期在此作业的金属表面及易产生锈蚀,结合实际模块化柴发箱体可能出现的各种极端环境,我们的模块化柴发箱体表面以此为验收标准进行表面处理。 模块化柴发箱体的制作工艺及表面处理流程: 原材料的表面打砂处理→原材料下料→根据设计进行焊接组框→框架部分的强度方面试验论证(样箱)→部件的二次打砂→表面油漆的处理(分内,外表面)→箱内的隔音装配→箱内外配件的装配→箱外的油漆修补→箱体外部的标贴粘贴→箱体整箱淋雨测试→箱内机组及配件的安装→合格出货 (1)原材料表面的打砂处理: 对于原材料打砂,需要满足原材料表面的粗糙度、板材表面的洁净度及打砂密度。 • 原材料表面的粗糙度:将板材表面打毛,使油漆喷涂后复盖在板材表面,增加油漆的附着力,使油漆不易脱落,一般要求表面粗糙度为45-65u;粗糙度测量用微分深度测量仪。 • 板材表面的洁净度:保证板材表面的清洁,以保证油漆的质量;经过表面打砂的板材需达到ISO 8501-1 Sa2.5。 • 打砂密度:保证油漆表在贩附着力,一般要求不低于80%,检验的标准为对比表。原材料打砂的目的是去除原材料表面的锈蚀,清理原材料的表面,使其洁净。 (2)原材料下料,焊接:根据设计图纸要求进行下料焊接;具体的制作成品后的尺寸要求必须符合GB985《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》;GB/ZQ3680《焊缝外观质量》;ISO668《系列1集装箱——类型、外部尺寸和额定值》。 (3)框架部分的强度方面试验论证:其主要是模拟模块化柴发箱体在海运;铁路运输及车运输过程的具体情况,进行的强度方面的论证,具体要求参照ISO1496-1《系列1集装箱— 技术条件与试验方法》的标准要求进行测试。(附表5 系列一集装箱测试的方法)对模块化柴发箱体而言,需要通过海运运输,必须通过船级社对整套箱体进行论证合格后才可以进行交易及运输,对于内陆运输,没有明确强制要求,但对于模块化柴发箱体的可靠性以及安全性来说,必要的强度方面的测试环节还是必须的,下面就CSC国际船级社认证的试验方面及其所测试的内容进行解释如下: • 堆码试验:主要为测试集装箱箱体上部可以容纳多少的重量,即箱子上面还可以堆放几层,主要是考虑角柱的强度,一般设计按上部可以堆放9层进行设计,即箱子上部还可以堆放8个重箱进行设计。 • 顶吊试验:主要为测试集装箱顶部角件与角柱的强度,模拟箱子起吊,确保其起吊安全。 • 底吊试验:主要为测试集装箱底部角件与箱子框架的强度,模拟箱子底部用角件作为支承,整体箱子的强度要求,确保箱子以4个角件支承时,箱子使用安全。 • 侧壁,端壁试验:测试墙板的强度,防止货物在运输过程中倾斜,货物碰到侧板,同时防止恶劣天气情况下,雨雪拍打墙板时保证其安全。 • 纵向钢性试验,横向钢性试验:测试底角件及底架的强度,主要是模拟箱子在海上运输时,船在高浪的情况下,保证箱子可以与船固定一体,且安全的运输。 • 纵向栓固试验,横向栓固试验:测试底角件及底架的强度,主要是模拟汽运的条件,在急刹车或急转弯时,保证箱子可以在底角件锁止的情况下,保证箱子不冲出或倾倒下车子。 • 叉举试验:测试底架叉车槽的强度,主要是针对有叉车的箱子,在重箱情况下用叉车装卸,保证其装卸安全。 • 抓吊试验:测试底架有抓槽的强度,主要是针对有抓叉的箱子,在重箱情况下用抓槽装卸,保证其装卸安全。 • 箱顶试验:测试顶板的强度,保证作业人员在顶部作业时保证作业人员的安全。 • 爬梯强度测试:确认梯子的强度,保证作业人员在上下梯子时保证其作业安全。 试验过程中,箱子的弹性变形及试验后箱子永久变形必须在要求范围以内。 (4)模块化柴发箱体的二次打砂 模块化柴发箱体的二次打砂主要是针对后继焊接的焊缝及热影响区进行喷砂表面除焊接的氧化皮,焊烟等杂质,使表面符合喷漆前的要求。(具体要求同一次打砂要求)。 (5)模块化柴发箱体表面的油漆处理 目的:进行板材表面的防锈处理,防止箱体表面生锈面影响到箱体表面的美观。常规的符合模块化柴发箱体要求的油漆配比:富锌底漆:35u+环氧中层漆45u+聚胺脂面漆40u=120u;具体的油漆的要求可以根据客户要求与油漆供应商讨论油漆的具体配比,另外为了保证箱体表面的美观及光感性,相对面漆要求可以加厚处理。 模块化柴发箱体油漆施工要求:箱体油漆的施工必要条件是需要在相对封闭的空间内进行,内部需要有足够的照明设施;进出风送抽风装置以及暖风加热,施工房体内同时箱体油漆需要在6小时之内的时间完成,这在具体工厂施工方面都有相对应的操作工艺。 5、模块化柴发箱体保证表面美观性的选材及制造工艺 影响到模块化柴发箱体表面质量主要问题有: (1)箱体表面的工艺质量:箱体表面的做工质量需要在箱体制作过程中进行控制,这一点我们需要在制作过程中进行有效的控制。 (2)控制箱体表面不被锈蚀方案:此点对于箱子的表面处理工作尤其重要,一方面需要合理的选材,根据模块化柴发箱体的使用环境,结合模块化柴发箱体运输的特点,首先需要考虑模块化柴发箱体表面的油漆;根据具体箱型布置的特点,对于箱体外部易进水部份选用不锈钢材料进行焊接;对于箱体常拆装五金件,采用SUS316的材质,以保证表面不因锈蚀而影响表面质量。 (3)方便处理箱体表面污渍:这就需要在选择油漆进注意此点,需要选用方便清理的油漆。 二、模块化柴发进排风系统的设计 1、模块化柴发的进风通道 (1)设置在发电机后端相同高度侧,需要在满足系统满负载工作的燃烧、辐射空气量以及风速、背压等基本要求的同时,额外考虑到箱内阻碍物体对空气流向的影响。 (2)进风通道必须考虑在高气压环境下的消音降噪功能,高效消声通道的设计建议使用高强度的冲孔镀锌板材一次成型压制,消声片厚度及间距以150-200mm为宜,消声通道长度不宜超过1000mm。同时,需要提醒的是,任何没有机械辅助进风的迷宫式通道设计都是应该避免的。 (3)如需在进风口处设置自动百叶,应对百叶角度以及进风通道面积放大适当倍数计算,控制百叶开启的电动装置应为直流型杠杆传动机构(冗余设置),确保百叶在8秒内能够快速全部打开,机组停止时延时关闭。同时由于功能性的区别,应该独立设立防火阀,避免使用防火阀独立作为自动百叶的应用。 (4)箱体内进风通道内,尽量不设置阻挡柴油发电机组进风的大型电气设施,减少因环境温度以及减震处理所造成的额外成本。 (5)如必须要在模块化柴发进风通道内配置柴油发电机组的出口断路器或控制柜时,断路器柜距离发电机进风口水平方向不得小于800mm。 2、模块化柴发的排风通道 (1)设置在发动机端相同高度处,如使用柴油机驱动的自带散热器,应选用50度环境温度的散热风扇及水箱。如选用远置或分离水塔的设计,需配置有机械辅助排风风机(冗余设置)。 (2)同进风通道的描述,排风通道必须考虑在高气压环境下的消音降噪功能,高效消声通道的设计建议使用高强度的冲孔镀锌板材一次成型压制,消声片厚度及间距以150-200mm为宜,消声通道长度不宜超过1500mm。 (3)由于排风风速以及温度的影响,如由于更高的低噪音需求或者排风舒适度的考虑,需在排风通道末端做物理的隔断,阻挡物与散热器的直线距离应不小于2000mm,且需保证排风通道出口的畅顺。 提示:带有空空中冷的柴发机组由于对环境要求较高,不适宜户外箱式部署,应在柴发选型时尽量避免。如有切实需求,需做更加特别的技术规范要求。 三、模块化柴发排烟管路的设计 1、消音器 柴发机组增压器排烟出口必须安装波纹管后通过钢性管路与消音器相连,2000千伏安以下的柴发机组可使用集装箱体内置一体式消声器,2000千伏安以上的柴发机组排烟管需独立安装消音器和净化器,消音器和净化器之间不得直接连接。 2、防水及支撑 排烟管路如需穿过集装箱顶部时,需在集装箱顶部出口处安装防水、泄水结构处理,同时集装箱顶部应有与主体框架施工时一次成型,且预制有与主框架联接的独立承重梁及减震支撑件的设计。 3、排烟道 排烟管路不论箱体内或箱体外的部署,都必须考虑排烟管路的隔热以及防腐问题。建议选用高温岩棉,隔热纤维全程包裹处理后,外覆不低于6mm的SUS316不锈钢或铝板。上行弯头部分,在曲线最低处设置开口式的排水口。  三、模块化柴发出口断路器与电气连接的设计 1、出口断路器 (1)通常的柴油发电机组电力输出主端口设计,需要考虑机装的塑壳断路器(热磁或固态式),目的在于中断负载电流的额定容量以及分断故障短路电流。 (2)如柴油发电机组本身设计已具备了过电流的保护功能,则可以使用机装分离(塑壳)开关。 (3)如考虑到模块化柴发箱内空间狭小,需要规划独立操作方舱或者采用外置断路器的设计时,输出电力电缆或母线可以与发电机输出端子建立直接连接。 2、模块化柴发电力线输出的隔震处理 (1)发电机输出端子与出口断路器柜之间的连接建议使用电缆上走线的方式,当使用铠装母线做连接时,发电机侧必须为软性连接且至少一个折弯,以允许三维方向的移动。 (2)软连接部分,大规格硬电缆尽管柔性也很好,但弯曲能力可能不够,尽量考虑使用多股的柔性电缆或软铜带做以连接。 (3)另需注意电缆/母线通过集装箱体的出口处的防水处理。 3、控制电路的接线 (连接至远置控制设备和远程指示器的)交流和直流控制线必须与电力线分开,采用独立的套管布线。以降低控制电路中的电路干扰。发电机组上的连接必须使用多芯导线和柔性管套。 4、模块化柴发附件分支电路 (1)模块化柴发箱体内,系统运行所需的所有附件设备,必须设置分支电路。 (2)附件分支电路上端电力来源比较多,这些电路经由自动转换开关的负载端子排、发电机端子排或者蓄电池直流供电。相互连锁关系比较复杂,需要做集中的收集与逻辑管理。 (3)附件包括:主控柜、输油泵、电动百叶、照明、电磁阀、蓄电池充电器和冷却液加热器、电机加热器以及空间加热器等等。  四、模块化柴发油路系统 在数据中心模块化柴发的供油系统设计中,除却标准的备用柴发供油系统设计之外,需重点考虑以下几点: 1、日用油箱的容量 一般来说,备用柴发机组的满载耗油量约为0.26公升每千瓦时,比如1800KW备用柴发机组的满载耗油量约为468公升,根据柴发机组的容量大小,模块化柴发对日用油箱的通常要求为最低2个小时,最高不超过8个小时,且需要满足当地消防规例。 2、日用油箱的防护与安装设计 (1)在模块化柴发箱体内设置日用油箱,由于空间限制很难独立设置油箱间,所以首要考虑的是日用油箱的本体防护与日后维护的便利,要求设计时考虑双层壁的日用油箱。 (2)另外,日用油箱的摆放区间,与柴发设备摆放区间应设有物理围堰分区,双层保护的范围内通常可以设置日用油箱泄露的感测功能和声光警报,以防止燃油泄露时在箱体内蔓延。 (3)具体在日用油箱设计方面,除却正常的燃油系统进回油管路、自动液位控制、与大型储油罐的进油管路、快速卸油管路、排泄孔等传统设计外;容易疏漏且需要着重提示的是: • 带百叶的箱体设计,日用油箱透气孔需预制管路伸出箱体外; • 箱体需要保留有人工加油或者清理、更换日用油箱的足够空间与通道; • 主回路燃油输送泵不能摆放在箱体内,且可采用复式设计,以提高系统可靠性。 3、供油管路的材质与设计 (1)由于集装箱内空间有限,油路系统预制完成后再行更换的难度很大,因此应该严格采用碳钢(黑铁)加厚材质予以设计。 • 系统中不得使用铸铁、铝制材料的管材与接头,因为这些材料质地疏松,会有漏油现象发生。 • 不得使用镀锌或者铜的材质,是因为燃油中的硫化物与冷凝水综合后产生的硫酸会腐蚀镀锌层造成油路堵塞,而铜也会发生分子结构变化,使燃油变质。 (2)考虑到数据中心通常使用的大功率电喷型柴发设备,设备运行时,回油流量比较大以及回油温度高且日用油箱容量较小。建议在有大型储油罐的设计时,柴发设备回油管路不在连接日用油箱,直接接入大型储油罐。如在没有大型储油罐的设计时,则需考虑尽量加大日用油箱的容量或增加额外燃油冷却器的设置。 五、模块化柴发照明系统 1、照明的设计 模块化柴发箱内应设置两套交流与直流电源供电的防爆型照明系统,各布置于箱体纵向两侧的上端,线管应选用一次成型的镀锌管。 2、照明的逻辑控制 正常情况下照明系统选择电源为自动转换开关的负载端子排,由市电供电。当市电停电瞬间,或系统出现故障时,由直流电源照明系统供电,正常发电或者市电重新开始供电时,延时切换至交流电源照明系统继续工作。  六、模块化柴发防火及消防系统 1、箱体内填充物的防火材质 模块化柴发箱体内的各种材质,均不应该采用易燃或者助燃物料,箱体隔音材料应选择岩棉,用耐火纤维包裹后,以不低于6mm的的镀锌冲孔钢板全面覆盖。 2、消防的设计 箱体内须配置消防装置,包括储油间的防爆型火灾自动报警探头、灭火装置、防火阀、报警装置等。具体在箱体进排风通道处内部设置防火阀,防火阀关闭时能够将箱体封闭起来,防止灭火气体的泄漏。当箱体内起火时,防火阀关闭,喷射灭火气体,同时,开启户外声光报警及远程报警信号。 3、消防装置 灭火装置建议使用七氟丙烷,或根据结构设计,预制柜式气溶胶自动灭火装置。同时,由于集装箱的特殊结构,消防系统的告警及操作温度设置都需要适当提高。 七、模块化柴发箱体避震和固定 1、在模块化柴发箱体内部,柴油发电机组的震动随着工况的变化,是不可避免的。因此,所有部件与柴油发电机组的物理连接必须采用柔性连接,以吸引振动位移,避免造成损坏。 2、需要隔离的部件包括:发动机排气系统、燃油管、电缆(电气连接部分已详细描述)柴油发电机组本体、通风管道(联机式散热器)、机械轴流风机(远置散热器)等。忽略这些物理连接和电气结点的隔离可能会导致集装箱体或者是发电机组零部件出现松脱与损坏,甚至造成箱体变形以及运行中的发电机组出现各种突发故障。 3、在柴油发电机组本体的避震器件,由于发动机部分通常已安装有合成橡胶减震垫,基础底座首选使用高效钢制弹簧减震器,弹簧减震器需由底部的橡胶垫、减震器主体、固定螺栓、支撑弹簧、调节螺丝和螺钉螺母所组成,可以消除98%以上的柴发机组的震动。 (1)高效钢制弹簧减震器的安装位置需要考虑设备的重心,非对称布置。 (2)但需明确使用地脚螺栓(L或者J型),将高效钢制弹簧减震器牢牢固定在集装箱箱体底座预制的主要结构上。 (3)针对数据中心应用较多的大型柴发设备时,由于模块化柴发箱体内高度空间受限,箱体内柴油发电机组本体可选用多层复合材料制作的隔离减震垫,同时在模块化柴发箱外部安装上述高效钢制弹簧减震器,且与外部基础以锚固螺栓固定,依旧能满足在模块化柴发的整体避震性能。 (4)高效钢制弹簧减震器的数量及规格,可根据减震器的额定承载重量与模块化柴发箱体的总重量,选择相应规格的减震器及数量,不需要额外再考虑箱体的动载荷。 八、模块化柴发的接地及防雷 1、直接接地 在低压模块化柴发箱体内,柴发设备需要通过导线(接地电极导线)接地、而不是有一接入电阻直接与地(接地电极)连接。电极规范通常要求在所有带有接地导线(通常为中线)、连接相负载的低压系统中使用此接地方式。同时,如果发电机中线连接至市电接地中线上(通常在三级转换开关的中线端子上)则发电机中线不得在发电机上接地。 2、电阻式接地 中压的模块化柴发箱体内,需考虑增加电阻式接地,接地电阻安装在发电机中性点到接地电极的路径中,配电系统中可使用三角形-Y型变压器,为相负载设备提供一个中性点。 3、箱体接地与防雷 (1)必须有满足要求的接地网敷设到集装箱附近,当没有现成的接地网时应当就地构建适当的独立接地装置。 (2)集装箱体须有不少于2处和接地网相连,要求接地电阻小于10欧姆,箱体内的附属电气设备也必须按照规范要求做好接地措施。 (3)同时,集装箱一般放置在室外,需要增加箱体防雷的设计。  ...
风能作为一种清洁、可再生的新能源,近年来在发电领域得到广泛应用,目前已超过核电成为我国第三大主力能源。2020年1月,国家能源局下发《关于征求2020年风电建设管理有关事项的通知(征求意见稿)的函》,意见函提出: 1)积极推进平价上网项目建设。 2)有序推进国家财政补贴项目建设。 3)积极支持分散式风电项目建设。 4)稳妥推进海上风电项目建设。 5)全面落实电力送出消纳条件。 6)严格项目开发建设信息监测。 7)认真落实放管服改革。 意见函表明,有序发展风电产业已成为我国可持续发展战略的重要组成部分。 1.风力发电及并网原理 风力发电过程:风机先吸收风的动能(简称“风能”),然后经过主轴把风能转化成机械能,传输到齿轮箱(如果是直驱式风机,则没有齿轮箱,风轮主轴直接与发电机转轴相联接),经过增速后,再通过传动装置(联轴器),带动发电机转轴高速旋转,使发电机开始工作,输出电能。  风机并网原理:风机并网,即调整风机机组满足并网条件,然后接入电力系统。当风力发电机组满足并网条件时,根据风机种类不同,风电场会使用不同方法使风机合闸接入电网。常用方法有:直接并网法、降压并网法、软启动并网法和同步发电机交直交系统并网。 当然,风机并网肯定不仅仅只是风机组满足并网条件这么简单,在并网前、并网后还涉及大量的复杂的计算以及操作。目前,风力发电的发电量占比低的几个比较大因素主要有:风机的出力不稳,受自然因素影响较大;并网后系统无功和有功功率平衡调节复杂以及风电项目建设成本较高等。 2.长园深瑞风力发电解决方案 长园深瑞提供包括陆上集中式风力发电、陆上分散式风力发电和海上风力发电的整体解决方案,针对风力发电固有的特点,产品和解决方案包括但不限于远程集中监控系统、电站综合监控系统、功率预测系统、功率控制系统、视频监控系统、微机防误操作系统等,确保风电场的顺利并网,提高风电场的安全管理和经济效益、降低建设和投资风险。 风电场升压单元监控系统 BP/PRS/ISA综自系列: BP-2C母线保护、PRS-7910通信管理、PRS-742公用测控等 PRS-7000监控系统: 实现全场信息监控、智能防误、远动通信、电能计量等 PRS-7000AGVC有功/电压控制系统: 根据调度指令及计划曲线,调节系统有功出力和电压水平 PRS-7051风功率预测系统: 实现对风电场发电功率的中期、短期和超短期预测 PRS-7030视频环境安防监控系统: 实现对全站视频、环境、安防实时监测 风电场并网系统接入 PRS-7177系列: 送出线路电能质量在线监测装置 PRS-7586系列: SVG动态无功补偿成套设备 PRS-7746系列: 同步相量测量装置 ISA-300G系列: ISA-338G逆功率保护及送出线解列装置 远程监控系统 PRS-3000G远程集中监控系统: 通过局域网使用IE浏览器即可浏览主站系统信息,可集中监控和管理多个无人值班电站。 PRS-3000一体化监控系统: 可集中监控和管理多个多个海上和陆上升压站各个子系统,实现一体化管理的高效运维管理模式,并可提供移动终端应用。 针对陆上风电,长园深瑞还能提供风电场整体二次集成、升压站EPC、项目安调总包/分包、风电场运维技改、运维技术支持以及用户培训等服务。 2.1 陆上集中式风力发电解决方案 长园深瑞PRS-7000综合自动化系统满足于风电场站端综合监控和并网调度要求,实现多专业、多系统的数据采集、处理、融合和共享,可对风电场中的风电机组、测风塔、箱变、升压站、环境监测系统等全面实时监控,提供强大的分析处理功能和完善的监测报警机制,界面友好,展现的信息丰富。系统遵守风电场接入电网规范,为保障风电场安全稳定运行而科学高效地开展组织协调和运行管理活动提供先进的技术手段,有利于提高作业人员的工作效率,促进企业管理水平提升。   2.2 陆上分散式风力发电解决方案 陆上分散式风力发电项目因其单项目规模小,配置有人运营不经济,故多为无人值守站点,且对于电站建成后监控和运维均要求较高。对此,长园深瑞推出PRS-3000G远程集中监控系统,该系统按照区域化集中管理的思想进行设计,以实现下属场站 “无人值班、少人值守、区域检修"为核心目标,提供C/S、B/S双架构可视化监控平台,可集中监控和管理多个无人值守站点。系统遵循集约化、流程化、规范化、标准化的理念,遇过采集下属风电场设备的信息,完成对风电场的集中监视与控制。企业在集控中心或者通过局域网使用IE浏览器即可浏览主站信息,完成对电站的远程监控、统计分析、故障诊断等需求。 2.3 海上风力发电解决方案 长园深瑞海上风电PRS-7000综合自动化监控系统综合集中风电场的各种功能,应用自动控制技术、计算机技术和通信技术,可对陆上计量站和海上升压站内设备实现远方监视和控制。系统可以根据电网运行方式的要求,实现各种闭环控制功能。远动工作站设置于陆上集控中心,具备与调度部门及智能一体化管控平台进行数据通信所需的各类接口及协议。 长园深瑞PRS-3000一体化监控系统是长园深瑞继保自动化有限公司针对新能源行业推出的大型能量管理系统。系统以计算机监控系统为基础,其总体构架,是以多个现场生产自动化子系统和信息管理子系统为基础,通过中间链路层构建的网络通讯系统和开放式系统平台,构成一个智能化功能逐层提升的综合性管理系统。在陆上集控中心内实现对海上风电场的监视与控制,并进行各类数据的统一管理(如设备综合信息查询、故障分析与预测、设备参数综合统计、设备定期维修维护检测等),满足企业对电站运行监视全景化、统计分析全面化、故障诊断智能化、生产管理科学化的需求;同时满足供电公司调度对电站运行评价、管理考核的需求。 3.结语 当前新能源风电领域持续快速发展,从陆上到海上,能源利用技术在不断被挖掘和提升。而针对风电领域,长园深瑞也从未停止前进的脚步,一直在不断地探索和更新,持续为客户提供更完善、更智能、更优质的的产品、方案和服务,持续推动能源利用更安全更方便。  ...
近日,中国西电集团研制的高铁车载专用真空灭弧室一次性顺利通过国家铁路产品质量监督检验中心和国家电器产品质量监督检验中心型式试验验证,一举打破车载断路器核心部件多年来被国外垄断的局面,为动车组及高铁车载用真空灭弧室国产化应用贡献了应有力量。 该真空灭弧室新品为长寿命单断口车载断路器专用产品,是中国西电集团所属宝光股份配合国内新型车载高压永磁机构断路器研制的,拥有完全自主知识产权。该产品在试验站顺利通过了机械寿命试验、电寿命试验、温升试验及绝缘试验后,又在客户工厂进行了延寿试验。试验证明,该产品完全满足国家标准,部分指标优于国外产品。 该产品在设计上采用先进的仿真技术,结合宝光40年真空灭弧室设计及制造经验,严格遵照长机械寿命、特长电寿命、高可靠性要求,进行高强度主回路结构设计,长寿命波纹管设计及疲劳寿命验证,优良的均压屏蔽系统设计。在制造过程,宝光股份突破了稳定长寿命波纹管制造和质量控制技术,确保了产品长机械寿命、长电寿命的“双长”指标。 中国西电集团所属宝光股份始终专注真空灭弧室主业,服务国家电力建设。从0.38kV到145kV各系列产品,始终保持行业长寿命、小尺寸、大参数等核心竞争力。先后研发直流输电网、500kV限流器用、800kV可控避雷器用等关键新产品,自主研发完成代表行业最高电压等级的126kV陶瓷外壳单断口真空灭弧室,并实现了批量出口。截至目前,“宝光”牌真空灭弧室产销量累计达到800万只。 近年来,中国西电集团坚决贯彻习近平总书记“一定要把我国制造业搞上去”的重要指示精神,积极服务国家战略,紧跟时代步伐,改革创新,攻坚克难,切实在真空灭弧室长寿命、高可靠性等方面下大力气,整体设计水平及制造技术得到持续提升。下一步,中国西电集团将紧抓“新基建”发展机遇,加快新产品在轨道交通领域的推广应用,为早日实现车载电气设备全面国产化,加快推进中国制造迈向中高端而努力奋斗。  ...
近年来,在国家政策持续支持和动力电池技术不断进步情况下,我国电动汽车产业快速发展,2013年电动汽车销量仅为1.76万辆,到2018年电动汽车销售达125.6万辆,5年内销量增长了70多倍。与之匹配的动力电池装机量也快速增加,2013年动力电池装机量为0.73 GWh,2018年装机量达56.89GWh,5年时间也增长了70多倍。随着电动汽车的使用,动力电池性能逐渐下降,当其不能满足电动汽车使用要求时,就要从电动汽车上退役下来;随着电动汽车销量的快速增长,未来几年动力电池的退役量也将快速增加,2020年动力电池退役量将达20GWh,2025年超过90 GWh。 在退役动力电池中,很多还具有较高的剩余容量(额定容量的70-80%),这些电池经过重新的诊断、分选和重组后,有可能应用于使用工况更加温和的场景(低速电动车、电网储能、基站备用等),实现动力电池的梯次利用。动力电池的梯次利用,可以让其性能得到充分的发挥,提升动力电池的全寿命周期价值。退役动力电池梯次利用符合环境保护的4R原则,即Recycle(循环使用)、Reuse(重复使用)、Reduce(减少使用)、Recover(回收资源或改变环境),具有潜在的经济价值及良好的社会价值。 尽管梯次利用看上去有很好的商业模式,但业内对此有着较为对立的评价,一种观点认为退役动力电池一致性差、剩余寿命短、安全风险高,不具备梯次利用的价值,应直接进行回收处理;另一种相对立的观点则认为对于退役动力电池,大多数可进行梯次利用,甚至认为将是电力储能的主力。中国电科院自2010年开始动力电池梯次利用的研究,对退役的锰酸锂电池和多种型号的磷酸铁锂电池的电化学和安全性能进行了评测,并进行了不同场景下的梯次利用电池储能系统小规模工程应用。通过技术研究和工程应用发现,在退役电池中,有的电池存在微/内短路,具有较高的安全隐患;有的电池只有几百次的剩余寿命,没有梯次利用的价值;因此,不是所有的退役电池都可以梯次利用,但也有部分退役磷酸铁锂电池具有较好的一致性(容量极差小于额定容量的10%),且在室温较低倍率下有较好的循环特性(0.5C、80%DOD下寿命大于3000次),这部分退役电池具有潜在的梯次利用价值。而对于近两年装机量快速增加、乘用车主要采用的三元体系电池,业内针对其梯次利用的研究还不够深入,尤其是其在梯次利用过程中的性能衰减和安全状态变化规律还不是很明晰,但从已经取得的试验结果来看,退役三元电池在寿命和安全性上均比磷酸铁锂电池差,其梯次利用的前景不容乐观。本文试图从能否梯次利用的判断准则、梯次利用时要考虑的关键问题及当下应该做的工作三方面阐述一下笔者的看法,供讨论。 一、退役动力电池能否梯次利用的判断准则 动力电池经过长期车载使用后,退役时电池性能明显衰退,存在较高安全风险且剩余价值不明确,因此,在梯次利用前首先要判断哪些退役动力电池可以梯次利用。笔者认为针对退役动力电池能否梯次利用应该主要从两个方面来进行判断,一是退役动力电池是否能安全的梯次利用,二是该电池的梯次利用是否具有经济价值。 1.1 退役动力电池梯次利用的安全性 电池安全性是其工程应用中最重要的关注点,目前电化学储能和电动汽车采用的基本都是锂离子电池,这种电池以有机物为溶剂,即使是新电池,也可能由于制造过程的缺陷或使用不当而发生安全事故。对于退役动力电池,由于其内部枝晶生长、电解液消耗、晶体结构变化、界面阻抗增加等原因,其发生安全事故的风险变大;同时电池在电动汽车阶段的使用环境、工况不同,电池的容量保持率也不一致,这就造成退役动力电池安全事故的诱发因素和薄弱环节与新电池存在差异,使退役动力电池的安全性评估变得更加复杂。 目前针对退役动力电池安全性评估尚无成熟标准化的方法,通常按照以下步骤来进行:首先对电池的外观进行检测,观察是否存在极耳断裂、鼓胀等物理缺陷;然后针对无明显物理缺陷的电池,依据动力或储能电池相关标准,抽样分析电池在极限条件下的状态;最后对不同状态的退役电池,抽样分析其自产热起始温度、热失控引发温度等特性。现有方法虽然可以剔除一些具有明显安全问题的电池(如鼓胀电池),但不能有效识别电池内部的安全隐患,同时抽样检测的比例也不好确定,比例过小不能准确反映整批次电池的安全状态,而比例过大使退役动力电池安全性评估的成本大幅度增加。 退役电池在梯次利用过程中因其内部状态继续劣化,其安全隐患也在持续增加,因此,对于退役动力电池的安全性评估,不能只关注电池当前的安全状态,还应兼顾在梯次利用过程中电池安全状态的变化。 1.2 退役动力电池梯次利用的经济性分析 动力电池梯次利用的经济性分析应采用替代法,即采用退役动力电池替代铅酸电池或新的锂离子电池后,其净收益是否有所增加,其中净收益指梯次利用过程中的收益减去整个梯次利用过程中的成本。 1.2.1 梯次利用成本分析 梯次利用的成本主要包括电池采购成本、运输和储存成本、拆解成本、状态诊断成本、重组成本、运行维护成本、电池再回收成本等; (1)电池采购成本;受多种因素的影响,如电池退役的剩余残值、退役动力电池的市场供应量、国家的相关政策等,目前没有统一的定价机制。 (2)运输和贮存成本。退役动力电池回收、运送至电池梯次利用检测、重组中心的运输和贮存费用。 (3)电池拆解成本:不同应用场景下的电池容量和电压等级不同,同时部分退役动力电池中一致性较差,因此需要对电池进行拆解所产生的费用。 (4)状态诊断成本:电池容量、内阻、寿命等参数测试费用,设备折旧费用,场地费用等。 (5)重组成本:电池箱体、电池管理系统、连接线、变流器、电池防护、消防器材等成本。 (6)运行维护成本:包括梯次利用电池系统运行期间的维护,检修、更换故障部件等。 (7)电池再回收成本。梯次利用后需要对废旧动力电池交由专业结构进行回收处理,目前磷酸铁锂电池回收价值较低,可能还需要支出一定的回收处理费用;三元电池由于含有贵金属,具有较高的回收价值,可以从回收环节中获利。 目前梯次利用过程的成本存在较大的不确定性,主要体现在以下几个方面:电池采购成本受市场、政策、剩余容量和寿命等多种因素影响,价格相差较大;退役电池的成组方式不同、性能差异程度不一样造成在拆解环节的成本各不相同;受历史数据的完整程度、性能诊断方式等因素影响,在电池状态诊断环节的成本也会有所差异;由于电池之间的差异度不同、应用场景不同、管理策略不同等原因,造成退役电池的重组成本也不相同;最后,针对梯次利用电池储能系统的高效运维技术缺失,系统的运维成本不确定。因此,要明确梯次利用过程的成本,需健全电池梯次利用和回收的相关政策法规,构建完善的电池历史数据体系,突破电池状态诊断和寿命预测、高效重组和运维等关键技术,建立退役电池采购以及梯次利用后再回收市场机制。 1.2.2 梯次利用收益分析 对电池梯次利用阶段收益影响最大的是其剩余寿命,电池的剩余寿命可以分为日历寿命和循环寿命,在不同应用场景下对电池寿命的关注点不一样。目前在电网储能中退役电池较适合的应用场景是备用电源和调峰,备用电源主要关注电池的日历寿命,而调峰场景下更关注电池的循环寿命。中国电科院在研究中发现,对于生产年份较早(2012年以前)的动力电池,由于当时电池制造水平不高,退役后电池的剩余寿命不高,且一致性较差。2012年国内一线电池厂家制造的磷酸铁锂电池退役后,在电网调峰、容量备用等模拟工况下具有较好的寿命特性,在电网调峰模拟工况(室温0.5C、80%DOD)下电池寿命超过3000次;在容量备用模拟工况下依据衰退趋势推测,电池的使用寿命超过6年。 1.2.3 梯次利用经济性分析 动力电池梯次利用的经济性分析是在采用退役电池替代铅酸电池或新的锂离子电池后,分析替代前后的系统成本以及使用寿命,在此基础上评估梯次利用的经济性。在备用电源场景下,目前梯次利用电池系统成本(0.5-0.7元/Wh)略高于铅酸电池(0.4-0.5元/Wh),但在该场景下梯次利用电池的日历寿命更长,目前采用退役电池的经济性和铅酸电池相差不大;未来随着退役电池的成本下降和梯次利用阶段的寿命提升,在备用电源场景下采用退役电池的经济性会更好。在调峰场景下,由于近几年锂离子电池价格的快速下降,目前新电池储能系统的成本已降至1.8-2.0元/Wh,且在未来几年还会持续下降,因此,对于梯次利用电池,必须不断降低其状态评估、分选重组、系统集成等再制造过程的成本,同时在梯次利用阶段有良好的寿命特性,这样才能与新电池在经济性上具有竞争力。 二、梯次利用时要考虑的关键问题 退役动力电池在梯次利用前,首先要对其状态进行诊断,评估电池是否存在安全隐患,评测当前的容量(SOH)、内阻等参量,同时还要对电池在梯次利用阶段的衰退趋势进行预测,判断电池的剩余寿命;在此基础上依据电池的状态进行分选重组,同时为其选取合适的应用场景,最大化电池在梯次利用阶段的价值。 2.1 退役动力电池状态的诊断 退役动力电池的状态诊断包含三部分内容,一是评估电池当前的容量、内阻等参量,二是判断电池有无安全隐患,三是预测电池在梯次利用过程中的衰减趋势;其核心是以一种经济性的方式实现上述诊断。 目前退役的动力电池依据历史运行数据的完整程度可分为两大类:一类是具有完善的电池在车载使用的阶段的运行数据,称之为“白箱”。针对这类电池,首次可通过历史数据分析来评估电池的剩余容量、内阻等当前状态,其次根据电池在车载使用过程中有无过充电、过放电、过热等滥用情况的发生以及退役时是否有鼓胀等问题来判断电池的安全状态,最后依据电池车载阶段充放电过程中的参数变化规律,来预测电池的衰减趋势。这种诊断方法速度快、成本低,对动力电池容量的评估比较准确,同时对电池的剩余寿命预测也很有帮助;但该方法目前在电池内部安全隐患的识别上还不是很有效。 另一类是退役动力电池的历史运行数据不完整或完全缺失,称之为“黑箱”。针对这类电池的状态,目前有两种诊断方法:一是对电池模块或电池包进行几次完整的充放电,记录电池的电压、温度等参量的变化情况,分析单体之间的一致性;然后对退役动力电池进行抽样,分析电池在滥用条件下的安全性能和储能工况下的衰退特性;这种方法虽然能准确掌握退役动力电池的容量、内阻等状态以及单体之间的状态差异,但这种方法周期长、占用设备多,同时安全试验还破坏了电池,因此诊断成本较高。另一种方法是选取几个可快速测量的电池特征参量(开路电压、交流内阻等),通过对这些参量的快速评测来诊断电池的状态;这种诊断方法速度快、设备成本较低,但由于选取的特征参量与电池状态之间的关系尚不完全明确,通常诊断结果误差较大。 退役动力电池的内部安全隐患隐蔽性强,无论是针对“白箱”的历史数据分析法,还是针对“黑箱”的充放电法或特征参量法,对电池内部安全隐患的判断都不够准确;同时由于退役动力电池与新电池的状态有较大差异,还需要分析充放电倍率、充放电深度、充放电温度、环境温度等使用条件对电池性能的影响,明确电池在梯次利用阶段的使用边界条件。未来随着历史数据的日趋完善以及数据分析技术的不断进步,基于“白箱”的数据分析法加上电池安全、寿命等关键性能的抽样分析有望以较低成本来实现退役动力电池状态的准确诊断。 2.2 退役动力电池重组和应用场景界定 退役动力电池之间的差异明显大于新电池,在重组时要根据电池之间的差异采取有效的均衡策略;相比新电池,退役动力电池的内阻显著增大,同样使用条件下的产热量也更大,低温下的充放电性能变差,在重组时要根据环境温度采用有效的温度控制策略,避免电池长期在高温(40℃以上)或低温环境下(0℃以下)运行;退役动力电池安全失效风险增大,在重组时要结合应用场景采取必要的安全防护和消防措施。 电池梯次利用存在多种潜在应用场景,不同应用场景对电池的状态以及一致性要求也不相同,电池在不同应用场景下的衰退规律也有明显的差异,因此,在进行退役动力电池重组时,要根据电池的状态、电池之间一致性以及不同场景的衰退趋势,为其选取合适的应用场景。 三、应该做的工作 虽然未来几年动力电池退役量将快速增加,且梯次利用时具有多种潜在应用场景,但目前尚不能对大规模开展动力电池梯次利用给予明确的定论,这是因为:一是退役动力电池的状态评估、分选、管理等关键技术研究还不够深入,造成梯次利用过程中的再制造成本较高;二是新电池成本的持续下降使采用梯次利用电池的低成本优势变小。因此,对于动力电池的梯次利用,未来应在以下几个方面重点开展工作。 一是突破退役动力状态评估、安全隐患识别、剩余寿命预测、电池重组和管理、系统集成和运维等关键技术,其中重点是电池安全隐患识别;分析梯次利用过程中状态评估、分选重组、系统集成和运维等环节的投入,利用上述关键技术降低梯次利用全过程的费用,其中重点是明确各环节的成本;掌握电池在梯次利用阶段的性能衰退趋势和安全状态演变规律,明确不同状态电池适用的应用场景以及边界使用条件,其中重点是根据电池状态为其选取合适的场景。 二是完善动力电池数据采集、存储体系,使其在退役时是一个历史数据完整的“白箱”,同时优化基于历史数据的电池状态诊断方法,提升电池状态、安全隐患以及剩余寿命评估的准确度。 三是在不同应用场景下开展梯次利用电池的小规模工程应用,分析在实际工程应用中电池的状态以及性能变化规律,完善和优化动力电池梯次利用的关键技术。 四是开展退役三元电池的寿命、安全等性能的评价,掌握三元电池在梯次利用过程中的性能演变规律,研判退役三元电池的梯次利用的可行性,避免在三元电池梯次利用的决策上产生失误。 待上述几项重点工作基本完成后,才宜开展梯次利用动力电池的大规模工程应用。  ...
能源区块链技术发展现状及应用分析 能源情报研究中心  邱丽静 区块链成为近两年热点话题,因其通过分布式数据存储、点对点(P2P)传输、共识机制、加密算法等技术的集成,可有效解决传统交易模式下数据在系统内流转过程中的造假行为,从而构建可信交易环境,打造可信社会。区块链技术在金融、IOT、数据、电信等领域具有广泛的应用前景。在能源领域,虽然目前区块链技术应用案例较少且规模较小,并且实际运营经验不足,但是区块链在未来能源领域具有广泛的应用潜力,正成为当今能源领域的一个重要应用方向。总结国内外能源领域区块链技术的应用情况,将对我国能源领域应用区块链技术、使区块链技术成为能源转型和模式进化的催化剂,具有重要的借鉴意义和参考价值。本文首先概述区块链的定义和特点,总结国内外区块链技术总体发展情况,分析区块链在能源领域的发展现状;其次重点介绍区块链技术在能源领域的应用,对典型案例进行深入解剖和分析;最后探讨能源区块链发展中存在的问题和面临的挑战,供参考。 一、区块链技术概述 “区块链”(Blockchain)技术起源于“比特币”。2008年一个笔名为中本聪的作者发表了一篇名为《比特币——一种点对点的电子现金系统》的文章,阐述了一种基于P2P网络技术、通过加盖时间戳、参与各方一同记账、一同公证、每十分钟确认一次交易的分布式记账系统,标志着比特币的诞生。随后,该理念很快步入实践。然而,目前尚未形成关于区块链的统一定义。如今比较通行的定义为:区块链是分布式数据存储、P2P传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链技术是比特币的底层核心技术,其本质是一个去中心化的数据库,任何一笔交易都会通过数据库发给全网的其他每个节点。与传统数据库技术相比,区块链技术具有去中心化、数据不可篡改、集体维护、信息公开透明、智能合约、可追溯性、开放性、无需信任系统等特点。作为一类新兴的分布式数据存储技术,区块链在金融、政务、能源、医疗、知识产权、司法、网络安全等行业领域的应用逐步展开,正成为驱动各行业技术创新和产业变革的重要力量。根据Lux Research发布的《2019年的19项关键技术》报告,区块链被视为即将改变世界经济、在未来10年改变人们生活方式的19项关键技术之一。   “区块链+”产业图景 二、国内外区块链技术发展总体情况 (一)国内外区块链整体发展情况 区块链技术作为“比特币”的底层技术,自2009年以来,随“比特币”在全球范围内兴起,逐步走进人们的视野。iiMedia Research发布的数据显示,自2009年至2019年8月,全球区块链产业累计投融资规模为103.69亿美元。全球各国推动的区块链项目数量达154项,主要应用于金融业、政府档案、数字资产管理、投票等领域,其中政府项目数量较多的前三个国家分别是荷兰、韩国和美国。 目前,世界各国政府、产业界和学术界都高度关注区块链的应用发展,相关的技术创新和模式创新不断涌现,已经有越来越多的国家和地区将区块链作为战略发展方向。其中,欧盟相对较为积极,于2018年2月成立欧洲区块链观察论坛,该论坛主要职责包括:政策确定、产学研联动、跨国境BaaS(Blockchain as a Service)服务构建、标准开源制定等,并且通过Horizon 2020创新项目投入500万欧元作为区块链研发基金,预计2018~2020年的3年间区块链方面投资将达到3.4亿欧元。 澳大利亚联邦政府已在区块链技术上进行了大量投资,包括在2018~2019财年向数字创新机构投资70万美元,用于研究在政府支付方面使用区块链的益处。2019年3月,澳大利亚宣布了一项国家区块链路线图战略,该战略侧重于各种政策领域,包括监管、技术和能力建设,以及创新、投资、国际竞争力和合作。澳大利亚政府认为,诸如国家区块链路线图之类的政策可以帮助该国成为新兴区块链行业的全球领导者。 英国政府在现阶段的区块链创新竞赛中处于突出的领先地位,其诸多创新举措为其他国家区块链领域的政策制定与研究提供了重要参考。2016年1月,英国政府发布《分布式账本技术:超越区块链》白皮书,第一次立足国家层面对区块链技术的发展进行全面分析并给出研究建议。英国金融行为监管局(FCA)早在2015年11月就发布了《监管沙盒》指引文件,首次提出监管沙盒的核心意义与具体实施要求,为区块链等金融科技企业在监管政策不确定的情况下提供了一个安全创新的环境。FCA至今已完成共三批测试招募,正式进入测试环境的企业中区块链方向的超过半数。德国、巴西等国也在尝试利用沙盒探索区块链行业监管和应用。 在美国,由于各州政策不一,虽然区块链在美国初创企业中仍是热潮,但产业政策推动一直较慢。 日本政府在区块链技术的研究和控制方面持更加积极且审慎的态度。日本正在国家层面积极制定法律,并进一步规范大型金融、物流和商业部门,以实现区块链技术和数字货币的早日应用。 区块链技术日益受到我国政府的重视,政府陆续出台许多政策推进区块链技术的发展及应用,但整体看,国内区块链的应用探索尚处于早期研究阶段。国务院印发《“十三五”国家信息化规划》,区块链与大数据、人工智能、机器深度学习等新技术,成为国家布局重点。中国人民银行印发《中国金融业信息技术“十三五”发展规划》,明确提出积极推进区块链、人工智能等新技术应用研究,并组织进行国家数字货币的试点。2016年10月,工信部发布《中国区块链技术和应用发展白皮书》,这是我国政府首个落地的区块链官方指导文件。 在区块链技术写入“十三五”规划之后,我国各地政府积极推动区块链产业发展,纷纷成立区块链实验地、研究院。目前,深圳、杭州、广州、贵阳等地都在积极建立区块链发展专区,给予特别扶持政策。其中,广州在2017年12月正式发布广州区块链10条策略,在黄浦区和开发区打造区块链企业技术创新区。深圳在2018年3月由深圳市经济贸易和信息化委员会发布《市经贸信息委关于组织实施深圳市战略性新兴产业新一代信息技术信息安全转型2018年第二批扶持计划的通知》,区块链在扶持方向之列,这是继广州、贵阳、青岛、杭州之后,国内第5个地方政府出台关于区块链的扶持政策。  (二)国内外能源区块链发展情况 区块链技术作为一种新的分布式数据库技术,其去中心化、公开、透明的特点让每个个体均可参与数据库记录。虽然区块链在能源领域的应用案例较少且规模较小,并且实际运营经验不足,但是区块链在未来能源领域具有广泛的应用潜力,正成为当今能源领域的一个重要应用方向。 1. 全球能源区块链仍处于探索起步阶段 近年来,能源区块链技术应用已出现众多案例,国内外多家能源企业展开探索,主要应用于分布式能源交易、绿证资产数字化、供应链金融、碳市场交易、电动汽车充电及结算等场景,降低了交易成本,提高了效率。西班牙可再生能源巨头伊维尔德罗拉(Iberdrola)正在利用区块链技术追踪可再生能源,目前已启动试点且取得成功。西班牙能源巨头雷普索尔(Repsol)宣布,已成功完成一项区块链试点,可以改进石化产品的认证过程,提高产品的安全认证质量,此举每年可节省高达40万欧元的成本。值得一提的是,美国能源部2019年1月初也宣布,将为包括区块链在内的大学技术研究提供480万美元的资金。 区块链在能源领域的技术优势在于,以通证为基础的流通和激励机制实现分布式能源P2P交易过程。2016年4月,在美国纽约布鲁克林微网项目中,屋顶光伏发电供应者与电力用户基于以太坊区块链智能合约,实现P2P直接交易,被认为是开启了区块链技术在能源领域应用的先河。 虽然全球各地相继出现了多个示范项目,但能源区块链应用仍处于小范围试点阶段,且以实验性质居多,技术、经济与政策的限制使得短时间内区块链技术无法对能源行业产生实质影响。美国、德国、荷兰、澳大利亚、新西兰、南非都有早期区块链能源公司,基于以太坊智能合约开发电力交易平台,用智能仪表采集数据,P2P的发电、用电、交易技术趋于成熟。 相比国外能源区块链投资与应用的活跃程度,我国能源区块链发展基本上还是刚刚起步的状态。2016年之前,“能源互联网的规划、运行与交易基础理论”已经被相关文件界定为“智能电网基础支撑技术”项目下的基础研究类题目,该项目的实施周期为5年(2016~2020)。2016年首个区块链能源实验室成立,并推出能源区块链主链Demo,这些都体现出我国探索者在该领域的努力。 2. 区块链技术助力全球能源转型 2019年2月,国际可再生能源署(IRENA)发布的题为《可再生能源未来的创新》报告指出,为了加速电力行业的低成本可再生能源发电,各国需要创新的技术工具,使其能够从可再生能源规模扩大中受益。报告中提到的创新包括时间使用税、聚合器和区块链等支持技术。该报告指出,有189家公司正在使用能源区块链,71个项目使用能源区块链,其中约50%的项目建立在以太坊区块链上。IRENA报告称,总体来看,截至2018年9月,电力行业的区块链投资额已经达到4.66亿美元。 在数字化浪潮下,绿色能源资产数字化转型必将形成多方生态智联、产业链价值自由流通、多场景智能化绿色应用的生态网络。能源企业的传统业务模式和盈利模式不再适应数字化、低碳化的新经济格局需求,以能源用户为主导的能源变革对企业既有系统提出新的挑战。能源行业正面临传统一次能源向基于光风电等二次能源的转型期,数字化被视作实现传统能源行业转型升级并重新焕发生机的重要驱动力,而区块链基于其去中心化、智能合约等技术特征正在被应用至能源价值链的多个环节。 以电力为例,通过区块链技术,我们可以安全便捷地将分布式能源资源纳入电网平衡过程。利用大量的分布式资源可以创建“虚拟发电厂”。它们能够提供与集中式发电厂相同的服务,但在很大程度上由个人和企业,而不是电力公司拥有。用户可以从自有资产,而不是电力公司拥有的资产中获益,这大大降低了系统的运营成本。区块链技术使我们能够协调这些资产的充电或放电,拥有这些资产的用户可以购买这些服务自用,或通过提供这些服务而获得回报。其结果是大幅提升电网利用率,并显著提高可再生能源、能效和清洁能源资产等纳入电网运营的能力。 3. 能源区块链初创型公司集中在发达国家 根据行业调研机构GTM Research发布的《2018能源领域区块链发展》报告,在其统计调查范围内,已经有122家区块链初创公司活跃在能源领域,其中有54家公司是2017年成立的。能源区块链技术的逐渐成熟推动了资本涌入相应的初创型公司,目前来看这类公司主要还是集中在欧美日等发达国家。欧洲尤其是德国也有不少能源区块链项目,德国对区块链技术整体持较为支持的态度,加上德国较为发达的分布式可再生能源,使得区块链在能源领域的应用十分有前景。此外,专注于能源的区块链创业公司Power Ledger已经在澳大利亚和新西兰试运行了几个区块链平台项目。奥地利的Grid Singularity是将区块链技术应用到能源领域的主要欧洲开发商。2017年5月,落基山研究所(RMI)与Grid Singularity合作建立了能源互联网基金会(EWF),该基金会旨在促进区块链项目在能源领域的商业部署。 另据Fortune Business Insights发布的报告,由于加大力度推动绿色能源,预计到2026年底,全球能源公用事业的区块链市场规模将达到15.664亿美元,2018~2026年间的年复合增长率将达到37.6%。能源公用事业市场研究报告中区块链涉及的主要公司包括IBM、Greeneum、Oracle、微软、EnergiMine、埃森哲PLC、Infosys Limited等。 4. 全球传统油气企业加快进入区块链领域 在全球经济增速放缓、环保标准日渐严苛的背景下,大批传统油气企业进入发展瓶颈期,油气企业期待利用区块链、大数据、人工智能等数字化技术,完善旗下产业链流程、提高运营效率和安全性,同时实现环保等可持续目标。根据德勤调查,72%的石油和天然气行业高管期待采用区块链技术。德勤表示,在能源和资源领域中采用区块链,可以提高可视性、运营效率并简化监管流程。区块链可以为执行和记录能源交易提供可靠而有效的平台,存储大量干净、防篡改的数据,同时还可供监管机构访问和跟踪。 国外大型油气企业已经开始投入资源打造区块链+油气交易的平台。国内最先尝试做油气+区块链试点的企业是中化能源科技有限公司。中化能源科技以实货贸易为切入口,引用区块链技术。2017年12月,中化集团针对从中东到中国的原油进口业务,成功完成我国第一单区块链原油进口交易试点,原油交易执行效率提高50%以上。2018年4月,中化集团下属中化能源科技有限公司针对一船从中国泉州到新加坡的汽油出口业务,完成区块链应用的出口交易试点,这是全球首单有政府部门参与的能源贸易区块链应用项目,通过引入银行资金,降低贸易融资成本30%以上。 5. 国内能源企业积极探索区块链技术应用 相比国外区块链能源投资与应用的活跃程度,我国能源区块链领域近几年也开始出现探索者,比如北京能链众合科技有限责任公司2016年完成由上海古莲资本和北京金科君创领投的千万元级别首轮融资。此外,各地方政府正在加紧准备推出区块链产业扶持政策。区块链和新能源本身就是两大支持发展方向。早在2017年,国家发展改革委就出台政策,支持用户间分布式能源的直接交易,并且开展了相关试点。2019年,江苏出台了隔墙售电的相关细则。在法律法规上,为区块链技术参与分布式电力交易提供了比较好的支持。 国内的能源企业也在大力推进能源区块链。2019年10月,国家电网公布,国网区块链科技(北京)有限公司正式成立。下一步,国网区块链科技公司将借助区块链最强大的行业泛在连接能力、最灵活的资源优化配置能力、最高效的价值共创共享能力,赋能枢纽型、平台型、共享型企业发展,全面助力“三型两网”世界一流能源互联网企业建设。2019年12月,国网区块链科技公司基于自主研发的区块链底层技术服务平台,全面强化区块链在能源电力领域的应用落地,在新能源云、电力交易、优质服务、综合能源、物资采购、智慧财务、智慧法律、数据共享、安全生产、金融科技等十大场景形成了具备典型性、高可行性的区块链技术解决方案。目前,十大典型场景已在适应能源变革、优化营商环境、提升服务水平、提高协同效率、强化安全保障等方面取得了良好效果。 三、区块链在能源领域的应用场景分析 分布式被视为区块链技术在能源中最具前景的应用方向。现有的集中式多级管理能源系统不仅复杂,而且消耗资金。而区块链技术可以将能源生产商和能源消费者(首先是电力生产商和电力消费者)直接联系起来,从而简化各方的相互关系和相互影响。预计在这种新型的能源系统中,小型分布式电源(通常是指可再生能源的分布式电源)生产的电力将直接通过微电网供应给终端电力用户。利用区块链技术,发电量和用电量将通过智能电表计量,交易业务和支付业务将通过智能合同的控制以数字货币的形式实现。如此一来,电力公司或代理商将无需参与其中。能源大宗商品交易和分布式能源电力交易(P2P交易)是目前区块链在能源行业的主要应用场景,尤其是对于分布式光伏发电,由于其电压等级较低无法远距离传输,通过区块链可以实现用户和发电者之间的P2P交易。 (一)能源交易 1.P2P能源交易 P2P能源交易使能源消费者主动参与能源交易,变为能源的产消者。一方面用户可以从电网或自己的分布式能源中用电;另一方面可以将多余的能源售卖给电网和其他消费者。从电力效用角度来看,能源使用效率的提高可以直接减少区域内的负载,缓解电网压力。这个场景中的产消者不局限于住宅用户,商业用户和工业用户同样可以扮演产消者的角色,物理流与信息流均可以在端与端之间进行交互。 • 典型案例:LO3 Energy搭建居民P2P电力交易微网 2016年4月,美国能源公司LO3 Energy与西门子数字电网以及比特币开发公司Consensus Systems合作,建立了布鲁克林微电网——基于区块链系统的可交互电网平台TransActive Grid。该项目是全球第一个基于区块链技术的能源市场。这个微网项目实现了社区间居民的P2P电力交易,允许用户通过智能电表实时获得发电量、用电量等相关数据,并通过区块链向他人购买或销售电力能源。用户不需要公共的电力公司或中央电网就能完成电力能源交易。用户通过手机APP在自家智能电表区块链节点上发布相应智能合约,基于合约规则,通过西门子提供的电网设备控制相应的链路连接,实现能源交易和能源供给。为了提高整个系统的效率,该平台不仅要对生成的和存储的能量进行管理,而且还要处理消费者的灵活性选择。LO3 Energy之前与Green Mountain Power合作,为美国推出了第一个面向客户的商业化本地能源市场。但对于大多数美国人而言,跨P2P网络进行电子交易的能力似乎仍然遥遥无期。即使交易生成,也仅限于极小规模,现实中的管理困难以及回报率低的问题仍旧难以解决。 2.能源大宗商品交易 能源产品交易可以作为信息打包成为区块,区块内的电力、油气交易基于共同市场机制完成。数字化贯穿整个能源价值链,越来越多大型能源公司和大宗商品交易商纷纷进军区块链领域。以石油交易为例,传统模式存在流程长、节点多、周期久、风险高、设计实体多、占用资金多等不足。石油交易长期以来主要通过生产商、供应商、承包商、分包商、炼油商和零售商进行,追踪原油的实时转移基本无法实现。引入区块链技术可以按照预先设置的触发条件自动执行买卖条款,推进电子文件、智能合同和认证转让,不仅能够帮助企业实现前所未有的效率,同时降低交易成本和风险。 • 典型案例:VAKT能源贸易 2017年,BP、壳牌和挪威国家石油公司(Equinor)等大型石油公司与大型银行和贸易公司联合推出一个基于区块链的能源大宗商品交易平台VAKT。该平台打破了油气公司和大宗商品交易商长久以来的“纸质”交易模式,进而转向更透明、更便捷、更便宜的“电子”模式。美国第二大石油公司雪佛龙、法国石油巨头道达尔以及印度信实工业集团于2019年加入VAKT平台。这是VAKT自2018年11月底投入使用以来迎来的首批客户,也是引入的新一批战略投资股东。VAKT通过有效利用区块链技术优势,能够简化传统对账业务流程,消除纸质文件,继而提高整个贸易生命周期效率,并创造更多全新的贸易融资机会。据了解,VAKT一旦全面投入运营,可能会在贸易解决方案中削减高达40%的成本。 3.批发能源市场交易 批发能源市场交易的流程中采用的一般是孤立的IT系统和低效的通信,几乎都依赖于手动操作,在交易所和经纪商、定价机构之间存在高昂的交易成本。针对批发能源交易市场,利用区块链及智能合约技术,可以保证资金安全,降低违约率。例如,通过贸易商之间部署的共享账本做出调整,直接在区块链上记录交易信息,使对方验证。这种模式使交易员无需各自存储数据,而是共享安全的媒介,保证储存的信息透明、精确、已验证。这个交易系统可以提高交易效率,减少人工错误。 • 典型案例:BTL:解决核心问题 2015年成立的BTL(Blockchain Technology Limited)起初活跃于金融服务业,与Visa合作完善跨境结算,之后进入能源行业。在批发能源交易中,BTL发现交易确认和核对是可以首先用区块链解决的问题。贸易商之间部署共享账本,大多数交易后的通信是手动进行的,即对方通过邮件和传真验证和核对数据的不符点。BTL则提议采用贸易商之间部署的共享账本来调整,在区块链上记录交易信息。这个系统让交易员不再各自存储数据,而是共享安全的媒介,其中存储的信息做到透明、精确化、验证过,可以加速工作流程,降低人为错误的可能性。各双边关系配备区块链。批发能源交易中还存在隐私性和扩容性的问题。为解决这个问题,BTL开发了私有区块链平台Interbit,而不是依赖如以太坊的其他已有区块链目录。其构思是为每个双边关系配备一个区块链,所有的区块链连接到一个通用的区块链目录上。BTL没有走传统的风投路线,而是于2015年11月在TSX Venture Exchange交易所上市(TSXV:BTL)。通过与Wien Energy、BP等领先的能源公司合作,BTL进行了12周的试点项目,重点是欧洲天然气市场的交易核对问题。通过这个创收的项目试点,BTL意在获得Interbit基础设施执照,扩展到下游应用,比如交易计划、发票、监管报告和现金结算,满足个人客户的需要。 (二)电动汽车充卖电服务 在绿色、低碳、节能交通的背景下,越来越多的购车消费者选择电动汽车。但目前在电动汽车的即时充电应用场景中,面临着多家充电公司支付协议复杂、支付方式不统一、充电桩相对稀缺、充电费用计量不精准等问题。区块链在解决这些问题上提供了技术方案。将其用于充电站运营平台,有利于改善电动汽车充电的不便之处,对充电基础设施进行有效管理,强化安保系统,促进共享电池和共享能量的共同作用。一方面,利用区块链的去中心化和不可篡改属性确保了电动汽车充卖电交易安全,保护交易双方的利益;另一方面,通过区块链对交易的记录为监管部门进行管理提供了便利,增加了数据的可信度。 • 典型案例:德国Innogy共享充电桩 德国能源巨头Innogy和物联网平台企业Slock.it合作推出基于区块链的电动汽车P2P充电项目。该区块链的组成节点包括多个运营商运营的充电桩、交易平台、运营商节点和充电车辆。用户无需与电力公司签订任何供电合同,只需在智能手机上安装Share&Charge APP,并完成用户验证,即可在Innogy广布欧洲的充电桩上进行充电,电价由后台程序自动根据当时与当地的电网负荷情况实时确定。由于采用了区块链技术,整个充电和电价优化过程是完全可追溯和可查询的,因此极大地降低了信任成本。需要充电时,从APP中找到附近可用的充电站,按照智能合约中的价格付款给充电站主人。不过,这种收费方式目前还没有得到普及,即使在德国,以太坊钱包只是一部分人的选择。 (三)智能服务 区块链开放且安全的特性以及智能合约的应用可以帮助能源企业提升现有业务的智能化程度,开发更多智能化增值服务。能源企业可以结合智能电表、智能燃气表等IOT设备管理用户能源使用和付费,或提供更安全的电池存储管理、电动车充电等增值服务,也可以将智能合约应用到能源批发领域以降低交易风险和管理成本。以区块链+智能电表为例,区块链与智能电表结合可以帮助电力公司将用户的能源使用与销售情况作为交易信息记录在区块中,从而保证用电与售电数据的真实性与准确性。利用区块链技术,发电量和用电量将通过智能电表计量,交易业务和支付业务将通过智能合同的控制以数字货币的形式实现。如此一来,电力公司或代理商将无需参与其中。 (四)能源资产记账与溯源 1.供应链管理 区块链技术的溯源应用除了具有防伪查询和消费者反馈的基础功能,还可获取品牌、产地、卖点介绍等产品信息,企业资质、安全认证等企业信息,进口登记证、入境货物检验检疫证明、海关报关单等追溯信息。能源企业供应链相对复杂,传统模式下,不同企业各自保存涉及己方的物资流、资金流、信息流等数据,缺乏透明度,各方都无法实现对于整个供应链的有效管理。一旦出现冒领或错领货品、货品假冒或不合格等情况,进行查证和处理的难度较大。而区块链提供了更加安全和可信的交易解决方案,能够帮助能源企业降低贸易参与方的核验成本,降低交易复杂性和交易成本,促进多方的快速交易,提升供应链的效率。区块链平台在链接商品所有权和转移关系的同时,还有效链接间接发生关联的上下游企业,使能源企业供应链生态系统更加完善。 2.绿证核发与追踪 “绿证”(Renewable Energy Credit,REC)是一种专门针对绿色、可再生能源提升环境水平的证明,用以衡量发电企业是否满足可再生能源组合标准(Renewable Portfolio Standard,RPS)。在西方,该信用由各个国家的标准委员会颁发。2017年1月,《关于试行可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》发布,标志着我国绿色电力证书制度试行。绿证的购买方,实际上是获得了声明权,即宣称使用了绿色能源。绿证完成了项目信息的标准化,资格权属确认功能,但对资产的数据价值增值以及未来资产权属的分配和划拨过程中,提供风险增信未起到作用。要真正实现新能源资产数字化流通,就必须对数据的真实性、可靠性在不同节点上和依赖不同主体对其赋能。绿色证书可以通过基于区块链智能合约的绿色证书交易平台自动进行交易并进行记录。区块链技术可以验证该信用额的真实性,通过验证在能源生产源头提供的实时数据,区块链帮助能源效用公司创建一个真实的追踪链条,以显示可再生能源“从哪里来”“到哪里去”和“在哪里用”。该信用额还可以在不同发电主体之间交换,衍生出经济价值。 • 典型案例:Iberdrola利用区块链跟踪可再生能源 西班牙可再生能源巨头Iberdrola正在利用区块链技术追踪可再生能源,第一次试验项目是与Kutxa银行合作完成的,测试很成功。在试点期间,Iberdrola的技术平台监控了可再生能源从两个风电厂和一家发电厂输送到位于巴斯克地区和南部城市科尔多瓦的银行办公室的过程。该公司使用了能源网络基金会的一个开源区块链平台,旨在在试点项目中满足能源部门的监管、运营和市场需求。Iberdrola认为区块链能对能源产地证书的签发流程作出贡献,该证书能够使客户了解所使用能源的来源。这一去中心化的解决方案无需中间商,可以帮助能源产业增加透明度,同时削减运营开支。上面提到的试点可以改进石化产品的认证过程,提高产品的安全认证质量,此举每年可节省高达40万欧元的成本。 (五)能源金融产品创新 1.能源市场交易代币化 区块链中代币的产生衍生出一种新的融资形式——数字货币的首次公开募集(Initial Coin Offering,ICO)。在能源行业,代币的产生通常与新能源有关,例如,通过可再生能源产生1千瓦时电,就可以在可再生能源区块链平台中获得一定数额的代币资产。平台通过ICO的形式吸收资金,从而用市场的手段鼓励更多可再生能源接入到该平台中。通过绿色ICO概念与金融产品相结合,为能源创新,特别是为可再生能源市场带来革命性的变化。 Power ledger是一家区块链能源市场提供商,P2P能源交易平台。平台通过可交易和无成本的能量交易代币SparkZ,支持不断扩大的能源应用生态系统。这个系统在电能的生产者和使用者之间建立了直接的联系,他们可以直接进行交易,而不是通过一个充当中介的电力公司。该公司在初始代币发行期间募集了3400万美元,并获得了澳大利亚政府800万美元的资金支持。 • 典型案例:WePower:基于区块链的绿色能源交易平台 Wepower是一个绿色能源拍卖平台,该平台允许可再生能源生产商发行自己的能源代币筹集资金,其中0.9%分配给WePower的代币持有者。在这个平台上代币持有者有好多好处,一方面代币持有者可以优先访问WePower平台上的新能源代币销售拍卖,另一方面拥有的WePower代币越多,获得的能源分配就越多。在生产商建成能源厂之后,代币持有者可以使用这些代币量的能源,也可以重新投入平台进行再投资。WePower解决了当前可再生能源开发商的资金获得问题,并直接为最终消费者、任何类型的投资者和能源市场创造者提供对有利可图项目的投资。这是通过区块链上的智能合约以快速透明的方式完成的。此外,WePower与能源基础设施和能源交易市场相连接,以便记录区块链数据,如果平台上没有足够的需求,可以将能源交易和能源销售直接推向市场。基于这种模式可以准确记录生产能源的类型,推进绿色能源在市场的流动并提升透明度,从而减少排放到大气中的二氧化碳造成的污染。在Wepower存在的国家中,可再生能源成本已经低于传统能源,Wepower为全球发展可再生能源提供了可持续发展的经济激励路径。 2.供应链金融 供应链金融业务所有参与方(包括供货商、进货商、银行)都能使用一个去中心化的账本分享文件并在达到预定的时间和结果时自动进行支付,极大提高效率并减少人工交易可能造成的失误,从而在整个供应链条上形成一个完整且流畅的信息流,提升供应链管理的整体效率。根据麦肯锡的测算,在全球范围内区块链技术在供应链金融业务中的应用,能帮助银行和贸易融资企业大幅降低成本,其中银行一年能缩减运营成本约135亿~150亿美元、风险成本约11亿~16亿美元;买卖双方企业一年能降低资金成本约11亿~13亿美元、运营成本约16亿~21亿美元。随着能源大数据、云计算、区块链、人工智能、物联网、5G通讯等关键技术突破带来的多重驱动,传统能源供应链管理的效率将进一步提升,供应链金融也将实现高效能发展。业内表示,未来五年,供应链金融在能源产业融资占比将超过20%。 在能源领域,供应链金融可以为产业链上下游企业提供金融服务,同时有助于缓解上下游企业融资难的问题。目前,已经有一部分前沿金融机构和科技金融公司进入能源供应链进行产业布局,通过与物流公司、港口码头、地方交易中心等实体企业合作,尝试供应链金融新模式,为整个行业的发展注入了资金活水。能源供应链金融生态圈也逐步开始集聚。上海煤炭交易所作为智慧能源供应链的领军者,通过与各地方交易中心、港口物流枢纽、爱建信托、理业金服供应链等单位合作,共同构建了“煤贸金链”能源区块链联盟链。围绕能源供应链建立了完整的供应链金融产品和服务体系,为煤炭贸易上下游生产企业、贸易商提供了更多、更便捷的融资渠道。平台通过ICO的形式吸收资金,从而用市场的手段鼓励更多可再生能源接入到该平台中。通过绿色ICO概念与金融产品相结合,为能源创新,特别是为可再生能源市场带来革命性的变化。  (六)能源系统运行安全 区块链技术在网络与运营安全方面意义重大。随着物联网技术的发展,全球能源企业正在加大能源资产与信息技术的结合力度,越来越多的数据收集、处理和传输设备被安装,服务于企业的信息化管理和控制系统。中心化的数据管理方式应对外部攻击抵抗力较为脆弱,一旦系统被攻破,会对社会的用电、用能安全造成极大的威胁,对国家安全也会造成不可忽视的影响。而这些问题可以利用区块链不可篡改的特性,用于监控管网等基础设施调控、运行系统的完整性,在系统出现安全隐患时自动发布警告,避免人为失误,更好地保障基础设施的安全。 如国家电网区块链技术应用十大场景中的安全生产场景,该应用通过对安全监督、网络安全等设备信息、防御信息、告警机制的融合上链存证,链端检测可实现对作业网的全状态诊断,确保了安全事件可监测、可追溯。在网络安全防护领域,国网电商公司将网络安全设备、安全系统的数百万条日志数据上链存证,打造了系统告警机制。当日志数据被篡改时,系统立即告警,降低了潜在安全风险和隐患。 四、存在的问题与挑战 虽然能源区块链的发展情景乐观,但要想实现规模化发展还需要克服一些监管和技术难题。由于该技术还有待完善,有关规模化和安全性问题需要各相关方做进一步讨论。 (一)技术挑战 区块链技术的出现和应用到目前为止经历了10年左右的时间,但从技术上讲,当前区块链在计算效率方面难以满足能源系统产销实时性的要求,并且区块链的计算和响应能力也存在相应的限制。以区块链成果的应用比特币来讲,其系统吞吐量小,延迟高,并且区块存储容量低。这对于处理数据量巨大的能源行业来说,存在着相应的技术瓶颈与实际应用限制。未来区块链系统需要在吞吐量方面进行优化,包括在减少区块生成时间和区块确认时间等方面开展相关研究。 另一方面,与金融等区块链技术应用的热门领域相比,能源领域区块链技术的应用仍然相对较少、不够成熟。由于区块链技术新颖,能源领域应用规模小且分散,人们对区块链技术在能源行业应用的理解较为碎片化,缺乏整体认知。多数电网运营商对数字化技术的部署和应用的理解尚待提升,对涉及区块链和去中心化技术等更复杂系统的理解有限。 (二)信息安全问题 虽然区块链技术大大提升了数据篡改的难度,但依然存在遭受网络攻击等隐患。区块链技术中,允许节点在区块中加入自定义信息。若附加信息中包含恶意代码,将会对整个区块链网络产生影响。另外,区块链中的每个节点都会有一份完整的账本,对所有用户都公开透明,敏感信息容易被泄露。2017年多重签名的以太坊钱包Parity宣布了一个重大漏洞,这个漏洞会使多重签名的智能合约无法使用,该漏洞导致价值1.5亿美元的以太坊资金被冻结。无独有偶,2018年2月,新加坡国立大学、新加坡耶鲁大学学院和伦敦大学学院的一组研究人员发布一份报告声称,他们运用分析工具Maian分析了近100万个基于以太坊的智能合约,发现其中34200个合约含有安全漏洞,黑客有可能会利用这些漏洞窃取以太币或是冻结资产、删除合约。 (三)监管挑战 如果基于区块链相关技术开展分布式交易的探索,势必为市场角色带来转变,这一变化在管控层面尤为明显。所有的能源消费者都必须自行管理支出平衡,而不是进行集中式管理。同时计量运营商也不需要自己去做数据收集,因为所有的交易数据将自动记录在区块链当中。区块链作为一个去中心化的记账系统,篡改数据难度大与高度的隐私保护是其重要特点。但由于基于区块链的应用需要在法律框架中运行,因此司法机关及其他职能机关需要有相应的监管机制。鉴于区块链的设计初衷是构建一个完全去中心化的网络,因此并没有设计这样的监管机制。此外区块链自身的匿名性在保护用户隐私的同时也使得监管更加困难。 (四)专业人才缺乏 区块链技术是包含了数据库技术、密码学技术、P2P技术、数字认证等多学科融合的技术体系。在能源互联网中应用时,首先,区块链技术需要进一步结合能源互联网的相关业务模式。其次,还需要进一步结合金融交易相关知识。区块链是新兴的计算机技术,将区块链技术应用到实际中,需要大量对编程、计算机科学和区块链概念有深入了解的专业人员。同时,区块链技术还很新颖,人才市场上缺乏相应的专业人士开展对区块链技术的研究。因此,对于希望利用区块链技术的能源行业来说,专业的区块链团队应用开发人员十分缺乏。复合型人才的缺失是区块链技术在能源互联网中进一步推广的一大瓶颈。 五、思考与建议 从实践进展来看,区块链技术在商业中的应用还处于布局、试点和测试早期发展阶段:一方面能源领域对于区块链技术本身的认识滞后于金融等其他领域,另一方面大部分应用项目规模较小,且多数属于实验性质,很多应用场景和技术问题仍处在摸索阶段。现阶段探索区块链技术在能源电力领域的发展途径,还需在能源区块链探索应用、标准建设、监管体系、盈利等方面进一步发展和完善。 (一)实现区块链和传统产业实体经济的深度融合 区块链技术最主要的作用应该回归实体经济,真正帮助实体经济缩减交易成本,提高效率的同时营造可信的商业环境。目前,IBM融资公司与4000多位合作伙伴每年结算现金440亿美元,处理发票290万笔,通过区块链技术每年可节省流动资金1亿美金。如果区块链能和实体经济结合,尤其是与油气这样重要的实体经济行业实现深度融合,将极大推动传统产业升级,提升社会运行效率。需要注意的是,推动区块链与实体经济深度融合的同时,要避免出现“一哄而上”的现象,注意防范因为区块链应用可能引发的对传统机构管理、商业运营等模式的冲击,以及操作陷阱、技术垄断等潜在风险。 (二)找准应用场景,推动示范落地 区块链技术不仅是基于技术的创新,还是科学、技术、场景的三螺旋运算,这个行业分为搞技术的平台方和搞应用的场景方,平台方是加强底层基础设施在性能、灵活性和安全性等方面的能力建设,技术上没有太多创新的地方,百万级投资就可以搭建平台。而应用和场景的价值最大,能源电力行业在推动区块链技术发展的同时,要认真研究究竟哪些行业问题和痛点适合由区块链技术优先解决,攻克核心应用场景,做出总体排序。然后把区块链服务平台化,集中力量做实项目,从而加速定制化的区块链应用落地生根。 (三)加强区块链技术的基础研究和应用基础研究 与金融等区块链技术应用的热门领域相比,能源领域区块链技术的应用仍然相对较少。从已经报道的相关新闻内容来看,能源领域目前的100多个区块链使用案例中多数实践仍处于能源价值链的早期阶段,主要是在微电网、小规模多余能源管理、P2P能源交易领域、电动汽车充电及支付等方面。而能源领域最具应用潜力的电网优化运行、能源交易代理、能源互动与转换、能源应用管理、能源安全等方面的应用还未看到实质性进展。国家层面应鼓励大型能源企业密切跟踪区块链技术的发展趋势,加强行业内外协作攻关,强化能源区块链基础研究,明确其作用方向和技术机理,解决现有技术应用存在的问题,为区块链应用发展提供安全可控的技术支撑。 (四)发挥大企业资源优势,鼓励开展先行先试 能源领域区块链技术的发展离不开企业创新主体发挥作用,特别是能源行业中的大企业。由于能源领域的中心化特征比较明显,且业务流程复杂繁琐,所以行业内处于重要地位的大企业会对可能具有颠覆性的前沿技术小心翼翼。从国际经验来看,区块链技术在能源领域的应用离不开大企业的先行先试,能源大企业应积极与区块链技术的初创企业合作,比如成立实验室为业内小企业搭建平台,通过行业区块链联盟、行业基金会等形式共同推进相关项目的实验和落地。此外,大型能源企业应积极开展能源区块链技术的技术创新,及早推进相关技术应用项目的落地实施,以区块链技术在能源领域中的一个业务环节应用为切入点,从小做起,以小博大,形成更多的成功用例,构建和谐稳定的企业应用生态。  ...
风吹日晒雨淋,日子久了,风机叶片上总会出现损伤、裂缝,如果不及时发现,后果不堪设想。风机那么远、那么高,用眼睛也看不到,那么,能不能给这些风机叶片装上一双“千里眼”呢?魏德米勒BLADEcontrol®叶片状态监测系统就是这么一双“千里眼”。 叶片在风机运行的过程中属于情况最复杂的部件,需要经常面对极端外部状况和动态载荷,阵风、风暴、沙尘、冰冻和闪电都会对叶片造成损害。目前,这种损害通常只能在日常检查中发现,叶片状态监测基本靠目测,时间间隔长,花费更大,而对于海上风机,目测和日常监测变得更加困难和难以实现。 为此,魏德米勒推出了BLADEcontrol®叶片状态监测系统,其高敏度传感器可以实时感知叶片的损坏与覆冰状况,并向风机主控制器传输信号,在恰当的时间采取及时的措施。   该系统已经在中国南方沿海某风电场的2.0MW的风机上得到应用,以检测该型号风机叶片的运行状况。在安装完成试运行的阶段,及时的发现了叶片可能存在的问题,收到了客户良好的反馈。 预测性维护把风险降至最低   魏德米勒BLADEcontrol®不断记录每个叶片的状况,并检测到诸如叶片中松动的部件与叶片表层的撕裂或分层等微小的变化。其中叶片支撑结构的损伤会导致非常严重的结果,如果没有及时检测到这种损坏,不仅会增加维修成本,甚至会增加塔架接触或叶片断裂的风险。 对于所有检测到的损伤,魏德米勒BLADEcontrol®系统将立刻将相关数据传输到监测中心,专家将在监测中心内评估相关数据,然后会为操作人员提供具体行动建议清单。 通过完美监测叶片自身的损坏,空气动力不平衡,叶片的松动部件,轮毂或是浆距的失调等各项,确保了风电装置可靠地运行和高电能的输出。 监测覆冰实现自动停机   随着冬季气温不断下降,机舱上的覆冰传感器会释放覆冰预警信号,许多风力发电装置因此自动停机。与机舱相比,各种覆冰条件更易在转子叶片上产生作用,叶片不同部位分布有高精度传感器。 对于覆冰的状况,魏德米勒BLADEcontrol®系统会将警告或停机信号立刻发送到风机主控系统,并可将其设置为自动停机信号。 魏德米勒BLADEcontrol®通过高精度传感器记录叶片的各种振动状况,同时还记录了整个叶片的结构噪声,使用各种计算方法以过滤数据中所有的不规则或偏差值。 在覆冰的情况下,由于叶片的重量发生变化,叶片的振动频率将降低,魏德米勒BLADEcontrol®可以根据冰分布情况测量冰层的厚度和重量。 有效缩减维修与重置成本   魏德米勒BLADEcontrol®将数据收集到轮毂中,再将它传递到机舱。安装在塔座底部的评估单元持续地分析与记录数据。它监测出损坏情况,并根据严重程度对其进行分类,再将信息传递。 魏德米勒BLADEcontrol®将一切重要的状况直接传送给风机控制器,以此确保风机在恰当的时刻关闭。所有监测出的损坏状况信息被同时传递到魏德米勒监控中心,由专家对数据进行评估并为使用者提供具体操作建议。 使用者能在任何时刻在线获得风机的运行状况,直观的红绿灯形式反映出转子叶片的状态:绿灯代表正常工作,黄灯代表轻微损坏,红灯代表严重损坏。 额外的失效,例如叶片错位或是动态不平衡,这些都由魏德米勒监控中心判定并在线公布,以便对必要的维修工作进行最优规划并同时帮助避免高额的后续成本。 BLADEcontrol®状态监测系统特点总结   ◦ 持续不断的叶片状态监测 ◦ 精准的覆冰监测 ◦ 覆冰风险过后,无需人员部署的情况下自动重启风机 ◦ 经DNV GL船级社认证的风机叶片监测系统 ◦ BLADEcontrol®系统安装便捷,可用于新建风机和现有风机的智能化升级 ◦ 超过9000机器年的监控经验(截止2019年6月) ◦ 系统总共销售约3000套,在线风机超过2600套。(截止2019年6月) ◦ 附加关键特征状况监测 ◦ 覆冰检测 ◦ 评估静态、动态载荷 ◦ 快速检测由雷击造成的损害  ...