施耐德電氣：勾勒未來中壓智能化“藍(lán)圖”

■本刊記者 劉星 王藝蒙

當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對能源的依賴程度日益加深，全球能源需求仍處于不斷增長的態(tài)勢，到2030年全球?qū)﹄娏Φ男枨髮黾右槐丁?jù)中國科學(xué)院財經(jīng)戰(zhàn)略研究院預(yù)測，到2018年，一次能源電力需求將達(dá)到1.4萬億kW·h，2020年有望達(dá)到1.6萬億kW·h。我國正處于工業(yè)建設(shè)的中后期，今后社會用電量仍將持續(xù)增長。

我國是能源大國，也是消費(fèi)大國，為了應(yīng)對我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展不斷增長的能源需求，解決能源資源與用電需求地理分布上的不均衡問題，滿足低碳社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式對電力系統(tǒng)的要求，加速發(fā)展智能電網(wǎng)迫在眉睫。作為智能電網(wǎng)建設(shè)的先行者，施耐德電氣于2008年就成立了全球研發(fā)部門，專注于智能電網(wǎng)的分析和研究工作，積極投身于智能電網(wǎng)的建設(shè)大潮中。

“智能電網(wǎng)的出現(xiàn)帶來了一些新的變化，如對于工業(yè)領(lǐng)域來說，太陽能發(fā)電不在發(fā)電側(cè)，而是處在緊貼負(fù)荷中心的地帶，這意味著電網(wǎng)能源不再是單方向流動，而形成了一個雙方向或者是多方向的流動，這種變化給傳統(tǒng)電網(wǎng)帶去了極大的挑戰(zhàn)。”施耐德電氣能源事業(yè)部智能電網(wǎng)解決方案戰(zhàn)略經(jīng)理李忠有表示，“再如電動汽車、儲能，它們都是在用戶的負(fù)荷側(cè)，施耐德電氣要考慮的是怎樣去應(yīng)對由此出現(xiàn)的雙向能源的流動，如何進(jìn)行整個信息流的匯總。”

施耐德電氣敏銳地捕捉到了這一變化，憑借多年在電氣領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)和經(jīng)驗累積，時刻關(guān)注可再生能源、智能配電、智能住宅、高效企業(yè)和需求側(cè)響應(yīng)與用電管理五大關(guān)鍵領(lǐng)域，積極為電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供高效的一站式服務(wù)。為了優(yōu)化新形勢下的電力供需平衡，施耐德電氣提出了電網(wǎng)整體智能化的構(gòu)想，尤其在中壓設(shè)備領(lǐng)域提出了智能化的獨(dú)特創(chuàng)想和突破之舉，為以后中壓的智能化發(fā)展引領(lǐng)了新的方向。

“首先，要改變思維方式。以前要實(shí)現(xiàn)開關(guān)的智能化功能，就在開關(guān)附件加一個傳感器，讓它能測量溫度就行了，不考慮技術(shù)路線到底能給電網(wǎng)帶去怎樣的價值。”李忠有介紹說，“但從電網(wǎng)整體智能化的角度出發(fā)，施耐德電氣會處在整個電網(wǎng)廣域的環(huán)境中考慮問題，而不僅僅只是解決問題，希望做到整個區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展，從社會層、現(xiàn)實(shí)控制、業(yè)務(wù)運(yùn)行、再到企業(yè)，有望得到一個整體的可持續(xù)的價值提升。”

智能化時代的來臨，怎樣挖掘數(shù)據(jù)，怎樣整合數(shù)據(jù)，這是施耐德電氣需要進(jìn)一步考慮的。在智能開關(guān)里面，施耐德電氣把中壓數(shù)據(jù)的挖掘和整合都考慮了進(jìn)去，希望從大量的數(shù)據(jù)中找到反映本質(zhì)的幾個關(guān)鍵問題。如智能開關(guān)，對比開關(guān)的溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)，客戶更看重的是開關(guān)能否正常運(yùn)行，施耐德電氣要做的就是在眾多繁雜的數(shù)據(jù)里找到最關(guān)鍵的幾個信息點(diǎn)，這就是以后施耐德電氣中壓智能開關(guān)最需要體現(xiàn)的地方。

同時，施耐德電氣還重新定義了模塊化的概念。施耐德電氣的HVX系列中壓真空斷路器和PIX系列中壓柜的模塊化設(shè)計，使得它們能夠滿足客戶的特定化需求，也滿足了客戶對設(shè)備安全可靠、小型化、免維護(hù)的需求。值得一提的是，施耐德電氣向客戶提供了一個固定式的設(shè)計，即直接嵌入到開關(guān)柜里的電纜測試模塊，使得客戶可以在不打開面板的情況下，進(jìn)行電纜測試，這也使得以前非常危險的測試工作變得非常簡單，這是功能模塊帶給客戶的另一有利的價值。

據(jù)了解，相較于大多數(shù)固體絕緣的分裝設(shè)計，施耐德電氣可向客戶提供固體和屏蔽兩種絕緣方式的開關(guān)柜，這無疑是一個比較大的突破。此外，開關(guān)柜主體表面設(shè)計的直接接地的屏蔽層，使得設(shè)備在運(yùn)行過程中即使被觸碰也不會發(fā)生任何故障，這在國際上仍屬十分領(lǐng)先的技術(shù)。其中，開關(guān)柜各個部件的連接系統(tǒng)也得到了進(jìn)一步的優(yōu)化，使得連接變得非常靈活，滿足了客戶的各種現(xiàn)場需要。

“除了讓開關(guān)柜本身具備模塊化所帶來的可靠性外，施耐德電氣還融入了非常智能化的元素。以前為了實(shí)現(xiàn)智能化，就是增加設(shè)備，如監(jiān)控電能質(zhì)量，就需要加一個裝置。而現(xiàn)在的智能化開關(guān)已不僅僅是開關(guān)了，類似于一個手機(jī)的平臺，這個平臺的所有功能都可以通過APP軟件的應(yīng)用去更迭運(yùn)行。”李忠有指出，“現(xiàn)在及以后要做的，就是把開關(guān)的硬件和軟件功能分開，硬件是平臺，軟件是功能，這樣施耐德電氣的智能開關(guān)中所有新增功能都能通過軟件去更迭完成，30年不需要改變。”

李忠有進(jìn)一步表示，“但這需要一個前提，即在智能開關(guān)的硬件平臺里，基礎(chǔ)的傳感器必須具備十分強(qiáng)大的功能，以備將來的所有擴(kuò)展功能都能在軟件的操作上去實(shí)現(xiàn)。這樣一來，事情就變得相對簡單多了，在一起的兩個開關(guān)柜能實(shí)現(xiàn)相互的通訊功能，在一個電網(wǎng)里能夠相互判斷運(yùn)行狀況。”

對于設(shè)備的智能化，施耐德電氣有著自己堅守的原則和先進(jìn)的技術(shù)支撐。首先，設(shè)備安裝了智能化的元器件，不會影響開關(guān)的可靠性和壽命。施耐德電氣在設(shè)計中壓開關(guān)時可做到中壓一、二期設(shè)備的壽命周期互為融合，以保障設(shè)備的整體壽命和可靠性。

在設(shè)備新增功能模塊后，產(chǎn)品的體積并不會變得更加龐大。在小型化方面，施耐德電氣依然會沿著中壓模塊化設(shè)計的理念，采用全分布式架構(gòu)，再用施耐德電氣最新的61850的數(shù)字化變電站的總線形式把它完全的嵌進(jìn)產(chǎn)品中去，以控制產(chǎn)品體積。

當(dāng)前的智能化還處于比較被動的地位，在柜子里面要測電流、測電壓，需要加一個裝置來做保護(hù)，所以柜子上裝了很多小設(shè)備。將來，一個非常大的變化就是取一個數(shù)據(jù)，使得這個數(shù)據(jù)能供整個變電站或者整個柜子使用。所以總的來說，施耐德電氣可以做二次信息的一體化、融合化的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)信息的高度集成，這也符合現(xiàn)在國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)的信息采集需求。

同時，施耐德電氣創(chuàng)新的提出了一個新的架構(gòu)方式，把以前傳統(tǒng)的三層架構(gòu)變成了兩層。以前三層結(jié)構(gòu)在功能上是沒問題的，但對工業(yè)化的過程有一定的影響。現(xiàn)在，施耐德電氣把整個的過程變成兩層，這樣就成為了一個戰(zhàn)略控制單元。這使得大腦的判斷的和動作完全分開，傳感器的壽命也就變長了，這個結(jié)構(gòu)也使得客戶在操作上及工業(yè)化生產(chǎn)上變得無比簡單起來。

在控制上實(shí)現(xiàn)“一鍵式順序控制”。對控制中心來說，只需要知道開關(guān)是否在運(yùn)行，是否需要檢修，不需要知道開關(guān)有沒有分合，這是施耐德電氣在智能化方面總的理解。施耐德電氣希望智能開關(guān)能夠體現(xiàn)最大的價值，除了能幫助現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)更可靠的運(yùn)行外，還能使開關(guān)涵蓋的實(shí)時數(shù)據(jù)合并、挖掘，提供給社會更多的附加值。

李忠有最后強(qiáng)調(diào)，“歷經(jīng)27年的發(fā)展，施耐德電氣能源事業(yè)部以卓越的技術(shù)貼近中國客戶的需求，憑借眾多的核心部件、關(guān)鍵元件、成套產(chǎn)品在內(nèi)的完整中壓解決方案，覆蓋高、中、低端的中壓產(chǎn)品，可根據(jù)客戶實(shí)際需求提供非常靈活、安全、有效、完整、最優(yōu)的智能電網(wǎng)解決方案。”