全世界依靠电力与能源为家庭、工作场所和公司等日常生活的基础供电,包括杂货店、餐馆、学校和医院。
这项基本服务是日常生活的基础,但随着全球减少对化石燃料的依赖、增加可再生能源的使用和数字化技术的整合,它正经历重大转变。这种演变有望使世界电力更可持续,但实现目标的道路并不便捷、容易。
我们要打破现状。我们应当加快采用高级数字化技术,使从发电到输电再到配电的整个电力生命周期变得更加复杂。同时,为实现可持续性要求,越来越多的公用事业公司将可再生能源与传统电力来源(如煤炭、核能和天然气)整合。从事实上看,可再生能源的发电量在 2020 年全球增长了近 7%,2021 年估计增长超过 8%,是 20 世纪 70 年代以来同比增长最快的一年。
在行业的不断发展过程中,自动化软件和技术将推动一致而意义深远的变革,进而提高可靠性、可复原力和可再生能源的使用。
我们都认为要增加可再生能源的使用,但需要仔细研判不间断发电受到的影响,做到既满足需求,又确保可靠的电网管理。维持照明是当务之急,而从集中式电网转向更多以屋顶太阳电池板、小型风力发电机、电池储能系统、微电网和热电厂等可再生和分布式能源为电力组合的分散式电网,会面临重大挑战。特别在日照不足或风力不大的时候,可变能源提供的可再生电力会出现供应短缺。
为加快向可再生电力转型,电力网络需要平衡从传统大型物理设施的天然气或煤炭能源发电到更多可再生和分布式能源发电的演变,后者将组合形成面向未来的“虚拟”电厂。
此能源格局还需要克服在电网中整合可再生能源和分布式能源的新挑战,其中包括可能导致电网不稳定的互连点和双向功率流增多。更复杂的是,能源消费者将逐渐成为能源供应方,例如,从当地公用事业公司购买电力的消费者也出售太阳电池板或电动汽车充电站的电力,成为电网的一部分。这些复杂的能源流动需要对电网基础设施和分析工具加大创新与投入。
当下,发电厂拥有一些解决部分发电和电网管理问题的技术。但其中一个最大的问题,是能否在大型和小型能源之间无缝切换以在互联的集中式系统中建模、聚合、优化并调度能源。这种互连性和无缝集成性对于向电网安全智能地实时提供可预测、可靠电力,具有至关重要作用。
集中式运营将聚合本地源头控制,对地理位置分散的设施(从传统发电厂到太阳能发电厂、风电场和微电网)协作管理,做到优化效率、提高可靠性和可用性并降低整个电力网络的成本。
艾默生水电解决方案总裁 Bob Yeager 表示:“强大的软件和自动化解决方案让我们预见可再生、可靠、可复原的电力不仅可行而且扩大到全球范围的未来。”
还有一个挑战是管理和预测电网行为。艾默生的可持续电网解决方案由 OSI 数字电网解决方案和 Ovation 软件与技术组成,通过实时需求预测、运营可见性与分析等功能,将整个电力网络的数据转化为可执行见解,使决策更精准。无线解决方案、数字双胞胎模拟、高级控制应用与分析软件等技术则帮助公用事业公司优化能效、动态模拟电力生产并更轻松地将可再生能源整合到电力组合中。
艾默生的数字电网解决方案帮助 TenneT(欧洲输电运营商,为荷兰和德国近 4200 万人供电)在利用更多环保能源的同时平衡电力供需。
Golden Valley Electric Association 的 Eva Creek 风电场,也是阿拉斯加州最大的风电场,在其数字化转型项目中采用艾默生的端到端解决方案,减少了 65% 的运营和维护成本。Ovation 自动化平台和 OSI monarch 软件在预测和调度中更准确地诊断和分析设备,使电网更灵活、更智能。
电厂扩大可持续型目标业绩目标时,需要更强大的分析工具、自动化技术和电网管理软件,打造更智能、更可靠和更灵活的电力企业。