变电工的泛在新战场

　　近年来，随着分布式光伏发电的快速发展，光伏与建筑的结合应用也越来越广泛，已成为分布式光伏发电的主要应用模式。但与此同时，由于相关标准和规范的缺失，特别是许多光伏建筑项目片面追求发电功能，而忽略了建筑功能和安全方面的基本需求，不仅给项目的持续运营留下诸多隐患，也在一定程度上造成了建筑行业对光伏的误解，出台相关标准和规范已迫在眉睫。

　　“泛在电力物联网（以下简称“泛在”）创造了新的市场机会，特变电工未来将围绕整个电网企业进行变革和创新。”新特能源股份有限公司董事长、特变电工新疆新能源股份有限公司总经理张建新谈及企业未来发展时如此告诉《能源》。

　　泛在肇始于2019年3月，由国家电网提出，甫一面世便震动了整个能源行业。特变电工的核心业务与电网紧密相关，面对电网的这一巨大变革，张建新也早已锁定了这一战场。

　　对于泛在的概念，官方定义是：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，包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构。

　　特变电工是为全球能源事业提供系统解决方案的服务商，因此，并没有将目标局限于逆变器、变压器、电线电缆的设备感知层面，同时也拓展到了网络、平台和应用层面进行布局和渗透，尤其是在新能源电站、柔性直流输电和智能微网三大环节。

　　在国家电网的官方解释中，泛在电力物联网要将电力用户及其设备，电网企业及其设备，发电企业及其设备，供应商及其设备，以及人和物连接起来，产生共享数据，为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务。其最终目的是建设成坚强智能电网和泛在电力物联网，二者相辅相成、融合发展，形成强大的价值创造平台，共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。

　　对应到特变电工，可以说是泛在的一个缩影，两者有诸多契合的地方。特变电工的战略是从智慧新能源电站、柔性直流输电、微电网综合解决方案三大版块着眼构建能源互联平台，从而覆盖电力的发、输、配、用端等诸多业务环节。

　　在电力生产端，特变电工聚焦于光伏和风电领域。以光伏为例，特变电工的智慧光伏电站采用基于电能路由器的高压直接并网方案，有集中式、直流汇流型组串式两种方案，覆盖大型地面电站、水面电站、山地电站、工商业屋顶电站等多种光伏电站应用场景。

　　而在输电方面，特变电工柔性直流输电主要应用于主电网远距离输电及异步电网互联，在传输容量、传输距离、电能质量、电网安全性等方面相对传统交流输电拥有巨大优势。

　　终端应用方面，特变电工已经形成了以电能路由器为高端技术引领，以能量管理系统、储能系统等关键产品为核心支撑，针对工商业园区、数据中心、海岛、无电地区等微网，打造定制化的“一核、两驱、X场景”的智能微网解决方案。

　　电能路由器是交直流混合微网的核心设备。特变电工自主研发的世界首台10kV／1MVA电能路由器，成功应用于全球首座高压直接并网光伏电站。2019年年初完成国家能源局首批“互联网＋”智慧能源示范项目，世界规模最大的多端交直流混合柔性配网互联工程广州珠海直流网工程、国家“863”计划－特变电工西安产业园2MW源网荷储协调微网示范工程等。

　　而能量管理系统（TEMS） 则是通过源荷功率预测，采用智能优化算法，进行多时间尺度源荷储能量管理与协调控制保护，从而实现经济优化、稳定可靠运行，提升微网经济效益。

　　张建新告诉：“国外的微电网90％以上的能量在网内自我平衡。国内的微电网目前由分布式光伏、分散式风电、储能、EMS等内容形成一个内部的智能微网。与此同时，智能微网还会和外部实现能效管理。随着光伏、风电等直流电源的增多，电能路由器可以直接打通直流和交流电网，实现直流或交直流混合组网的微网。”

　　此外，基于风电、光伏、直流输配电、云计算和电力电子技术的成熟，多能互补智能微网已经成为可能。但是由于风光等可再生能源的波动性，储能设备也将在智能微网技术中发挥重要的作用，但目前大规模储能有待技术突破和产业化实践。

　　泛在是一个智慧服务系统，智慧贯穿于电力的整个过程。在清洁电力生产和利用上，特变电工也早有布局，例如光伏电站的智能运维和工业园区项目。

　　2018年5月，在全球知名的上海SNEC太阳能展会上，特变电工抛出TB－eCloud智慧能源管理平台，不同于业内智能运维的声音，提出“精益运维”。

　　TB－eCloud能够对光伏电站产生的海量数据进行全方位的实时采集、高效传输、精确计算、智能处理、多维展示、提供资产管理、生产管理、故障预判、体检打分、知识库、远程专家诊断等功能，从而稳增电站收益、保障资产安全、规范电站管理、辅助集团决策，高效、智能、便捷地实现光伏电站的集团化、全生态链和全生命周期的运维管理。

　　一年之后，同样是在上海SNEC太阳能展会上，特变电工发布了Solar．Partner 数据光伏一体化解决方案。通过光伏电站智能监控及分析系统TB－eCloud的数据分析、移动运维等技术手段，TB－eCloud 光伏电站智能监控及分析系统，实现电站设备可视化管理。据电站运维团队实地测算，该功能可提升运维团队效率5％－10％，减少发电损失3％。

　　2019年4月，特变电工首个基于两部制电价需求响应的工业园区光储充微电网示范工程在特变电工西安产业园成功完成3个月试运行。该项目使园区用电成本下降超过30％，光伏自发自用比例达到100％。

　　特变电工工业园区光储充微网示范工程包含2MW的光伏发电系统，1MW／1MWh储能系统和960kW的电动汽车充电桩，实现了特变电工自主研发的能量管理系统、储能系统以及虚拟同步机的示范运行。该工程首次在工业园区微网中引入基于两部制电价的需求响应技术及经济优化算法，可实现“基础电费＋电度电费”双重降费。

　　“目前，我国工商业园区配电情况复杂，存在供电可靠性低、用能形式粗放、用能成本高等问题，要解决这些问题，微电网是行之有效的手段，”特变电工微网负责人黄浪博士指出，“微电网是一种服务，这种服务旨在实现经济、能源、环境、技术这四个维度的多目标优化，解决源、网、荷、储的能量优化与功率协调，处理不同利益体之间的冲突，使所有参与者共享利益”。

　　特变电工工业园区微网系统采用的是“源－网－荷－储”微网系统，在智能管理方面，使用了特变电工自主研发的模块化、定制化能量管理系统TEMS，集成了功率预测和优化调度两大智能化软件，通过人工智能与大数据分析技术，实现多维度、多时间尺度源荷储能量管理与优化调度。

　　TEMS能量管理系统通过智能终端实现电网、光伏发电、负荷与储能等环节的全景感知，全面监测园区的发、用电情况；同时通过气象数据与历史数据精准预测光伏发电情况和负荷用能计划，再通过储能系统精确的充放电控制，最终实现园区源网荷储协调控制，智能优化调度园区用能，为工业园区生产、办公和生活提供高可靠、低成本供电服务。

　　根据国家电网的设想，2019年到2021年为战略突破期，通过三年攻坚，到2021年初步建成泛在电力物联网；通过三年提升，到2024年建成泛在电力物联网。在这六年时间里，围绕泛在，无疑会有越来越多的能源企业加入泛在的“战场”中，特变电工在许多环节已经着手布局，相信特变电工在这场战役中定会获得佳绩。