編者按:2020年9月17~18日,以“塑造新模式•激活新動能”為主題的“第十六屆中國分布式能源國際論壇暨2020綜合能源展覽會”在山東濟南召開,本次論壇由中國能源網主辦,中國能源研究會分布式能源專業委員會、水發能源集團有限公司聯合主辦。會上,John McDonald GE可再生能源集團智能電網業務負責人作了主旨演講(云發言)。
以下內容根據論壇演講實錄進行整理,標題為編者所擬。
john McDonald:大家好,我是johnMcDonald。我是GE可再生能源電網的負責人。我現在非常高興能夠與大家共同的參加我們中國分布式能源國際論壇,主要是關注我們一些技術的進步。以及我們今天在做什么和未來可以發展的方向。其實作為成員之一,簡單的介紹一下我自己。我在這個電網自動化方面已經從事了非常多的年限,我也非常期待能夠加入今天的這個對話。這就是今天我們將會討論的一些關鍵的話題。
首先,我們要看一下我們一些關鍵的行業和社會的趨勢。因為我們需要了解到現在全球范圍內在發生著怎樣的趨勢。關于智能電網,首先從智能電網講起。我們應該關注它的一個整體的解決方案,整體就是意味著我們需要把各個不同的技術成分結合在一起,然后他們能夠成功的聯結在一起,來解決我們現在客戶的一些業務上需求。我們想做的不僅是關于這個產品,而是更大范圍內解決它整體的問題。我將會給大家講一些具體方案的例子。我們看一下成功就意味著我們需要符合一些行業的規范,需要通過技術來實現,同時也要滿足一些相關法規的要求,同時我們也非常希望能夠有一個自律性的,就是能夠把相關的邏輯進入到這個系統中去,他們能夠測試,按這個相關的閉環聯結在一起,所以他們能夠按邏輯自動的運行,同時我們也想關注于它的韌性,就是它是否能夠承受住壓力,這就是為什么我們的微網現在這么流行。所以說,關于這些微網的技術,我們要考慮他們的韌性和連續性。也會討論一些相關的大數據還有它的云技術以及社交媒體的使用。非常重要的一個背景就是我們需要把所有的信息通信技術都結合在一起,來支持我們的數據管理。
接下來我們要通過這個幻燈片來講一下我們電網的現代化,就是如何把我們的信息通信技術和我們相關的技術結合在一起,并且能夠最終提高總體的生產效率和生產能力,同時也要減少它的碳排放。對我們客戶來講,他們能夠更好的,更有效率緩解自己的能源,有一個更健康的生活方式。應該如果能夠把給更多的可再生能源假如到我們電網中的話,可以提升我們更大的能力。需要有一個智能電網,我把它叫為更智能的電網,因為我們已經討論爭辯了很長時間了,我也在這個領域工作了非常多年,研究了非常多年,大概有46年的歷史,所以說什么是更智能的一個電網呢?我們可以看到,在淺綠色的部分,框內就是我們可以做的事情。在這個灰色框里劃出來的就是我們之前已經實現的一些部分,在最底端我們可以看到,我們已經很長時間了,希望能夠控制它這個電網的負載,以及電力的控制,這都是我們現在一直在做的事情。我們有非常多的一些專業化的感應器,我們在電網上會裝一些相關的傳感器,能夠為我們提供一些更精準的數據,比如說相關的分布管理系統,還有一些相關的運營系統,還有過濾器等等。
所以說現在我們可以看到,在過去的十幾年間,我們在智能電網領域已經做了非常多新的努力。今天我們將會更多的關注一個整體的解決方案,不止是它的一些簡單的產品本身,而是如何能從全局上去解決它。
我這張幻燈片上所列的整體的解決方案。比如說我們已經在控制中心中使用智能的電表還有我們一些分布的優化,轉型的優化,這些都是我們在做的一些相關的優化工作,讓我們的智能電網能夠有更加全局的解決方案。所以說,我們也需要把這個在之前的一些相關人員他們的經驗結合在一起,這就是我們的一個智能電網的一個技術路線圖。我剛才所展示的智能電網的六個全局解決方案,我們可以看到,其實每一個原件他們的本身都有相關的價值在里面,把他們結合在一起就能夠為我們提供更大的價值。我們知道整合是非常重要的,在最上面,就是展現出來了我們最需要的五個,比如說關于智能的電表,我們說的AMI,就是自動化的電表。還有DMS和OMS。智能電表能夠為我們提供非常多重要的信息,來確保我們獲取的數據不會有失準的情況。
我們必須要為客戶提供他們需要的準確價值,GIS就是關于我們網絡模型信息的系統,主要是關于分布式管理。所以說我們需要把他們整體的結合在一起,能夠為我們提供更好的功能,如果我們把這些系統非常好的融合在一起,就能為我們提供更多的價值。
其中一個問題就是關于分布式能源的問題,也就是說可再生能源實現分布式能源的一個分配。一般來講,我們分布式能源是有一個控制器,我們設置了一個單項的分布式能源的變壓控制器,加入可再生能源,然后我們就實現了一個雙向的引流,這是給了我們一個小的挑戰。也就是說我們這個開放式的線路,它的一個電壓可能會出現無意識的一種孤島的現象,而且我們保護的邏輯電壓,可能它是無法和我們的這種故障電流相吻合,所以我們設置了一個不同的故障電流的,后來我們發現由于分布式能源可能會出現故障的電流,另外一方面,我們設計了一個電壓的管理的設備,由于它的一個分布式發電中斷性,因為這個分布式能源,可再生能源在發電的過程當中,它的中斷性確實是一個問題。因為我們都知道,太陽不可能無時無刻在天上,然后風也不可能無時無刻都在吹,所以我們希望能夠通過氫能,通過燃料電池的方式,能夠實現可持續的發電。
所以我們加入了一個微網,也就是控制器,通過這樣的方式,我們就能夠優化可再生能源發電的情況。大家可以看到我們在美國費城的一個微網的建設。我們叫做費城的一個海軍的船廠,我們在船廠上設立了一個微網,我們在這里可以看到,我們的微網控制系統,這是我們設計出來的,它是一個網關系統,通過一個網絡性的方式,來控制這個微網。當然了我們還有一些其他的解決方案,來解決可再生能源發電的一個中斷性,其中通過儲能,我們叫橋儲能因為我們把可再生能源過程當中我們通過一個橋梁嫁接起來,通過橋儲能的方式解決發電的情況。另外一個是快速響應的氫氣的發電機,這是我們的另外一種方式解決可再生能源發電的情況。通過這樣一種方式,我們加了一個鋰電池,再加一個另外的發電裝置,形成了我們這個硬件系統,然后我們還有一個佩戴的軟件系統,來負責調控儲能的響應,實際上這是已經大規模的在使用過程當中,特別是在裝機過程當中,如果我們有時候需要比如說風變緩了,太陽落山了,我們可再生能源發電可能出現一定的問題,我們的發動機就會啟動,那么我們的軟件會識別,然后我們發動機會啟動,來解決可再生能源發電的重要現象。
另外一方面,這是我們另外的一個控制器,我們叫做電網邊緣的一個微網控制器,可以看到,這是我們電網邊緣控制的方式。我們發現,實際上在分布式系統過程當中,太陽能板,屋頂光伏能板的滲透率是很高的。但是,這種光伏面板它的發電也是非常的靈活,或者說換句話講是非常不穩定的,在這方面,我們也引入了新的應用和新的硬件,實際上在分布式能源和可再生能源發電方面有很多相關的挑戰和壁壘,但是我們通過一系列的進步來實現它的穩定性。光是風能發電我們就很多的研究,有很多學習模型,我們就知道風電和其他的可再生能源發電入網的過程當中的一些模式和學習模型。在這里,我知道現在還有幾分鐘的時間,我想跟各位介紹一下這個模式,這是一個控制終端的先進的控制模型,優化分布式系統。在右邊我們可以看到變電站進入到我們的控制終端,還有一些其他分析的軟件,而這些是另外一些其他的軟件。大家在ADMS上可以找到的。
我今天在電能這方面我們希望能夠穩定的輸出電能,通過這樣的一種方式,我們通過不同的步驟,讓發電更加的智能化,通過一步一步的方式,讓我們的發電和管理能夠數據化,智能化。大家可以看到,在第一步和第二步,我們中斷的情況還沒有完全解決,但是一步一步可以實現真正的一個數字化。我們想了解,通過這樣的系統,哪一個變電氣,哪一個電站影響最多,通過這種模式我們知道整體電路中斷的情況71%,我們就可以通過這樣一種方式進行響應。
目前在市面上可以看到的一些數據,是運行和非運行的數據。運行的數據是在控制中心需要用的,而且非運行的數據是在設備中的數據,所以為了真正了解這些設備真正的價值,我們需要把運行和非運行的數據都整合起來一起看。IOT,物聯網技術,可以說是另外的一個生產力大大提高的工具,我們在未來,將物和人進行互聯,這就是我們所說的物聯網,這也是我們未來想做的事情。數據對分析來說非常重要的,從左邊我們可以看到,我們展示了不同的系統電能的可生成的數據,我們有些數據庫,在右手邊我們給各位體現出來的是一個信息的分享,我們有不同的數據,在不同的硬件之間進行分享,我們不同的感應器將這些數據庫連接起來,然后把這些數據整合起來進行數據的分析,這樣的話我們在電網過程當中,所有的運營商都可以對它進行一個分析。
大家在右邊可以看到綠色代表不同,比如說這個硬件可能有二到三十個不同的用戶在使用這些數據,在分析之后給它創造更多的價值。
最后的一張幻燈片是這個,這個可以說無論是儲能還是可再生能源,還是資產管理等等,我們GE都在做。開始第一步首先就是響應,我們一開始是等物件出現故障然后再響應,第二就是反映。我們希望能夠有更好情況了解和情況意識,我們希望能夠預先知道哪一個東西出現故障,但是現如今我們現在到了預測這樣的階段,也就是說哪些信息可以幫助我們來預測電網哪一個步驟可能會出現問題。實際上預測可能只是數字化轉型的中間這一步,我認為最終將會是自助,這將會是自動化轉型的最終極的目標。
感謝各位聆聽我的分享,也希望今天會議圓滿成功,謝謝。
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