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数字化,让能源管理更加“主动”

  2019-11-13

中国北京,11月13日——正如呼吸之于人类,能源早已默默化身世界运行的引擎,成为人类生产、生活的关键。然而在人类社会与经济发展不断实现新跨越的同时,化石能源的过度开发与使用,让能源问题成为全人类共同关心的焦点问题。不论全球大力推崇拥抱新能源,利用新能源的浪潮袭来,还是化石能源的使用仍占主流,关于能源的讨论,不再仅仅是如何“开源”,而在“节流“。

据统计,当前,工业耗能和建筑耗能占整体能源需求增长的75%左右,而电力行业能源消费约占一次能源增长量的75%。预计到2040年,全球能源需求将增长约三分之一。

当能源供不应求,能源成本自然随之攀升,而像工业厂房、商业建筑等这类高能耗场景,如何在确保稳定生产或经营的基础上,全面提升能源使用的合理性,确保能源管理的有效性,以便全面控制能源成本,提升能源效率,则变得至关重要。

那么,什么是能源管理?

能源管理是对能源的生产、分配、转换和消耗的全过程进行科学的计划、组织、检查、控制和监督工作的总称。内容包括: 制定正确的能源开发政策和节能政策,不断完善能源规划、能源控制,以便合理安排工业能源、生活能源,确保生产与经营的安全、稳定与节能、高效。

而在数字时代的背景下,网络流量也早在2017年就进入泽字节时代,而连接设备也在呈指数增长,从2014年的17亿台增加至2020年的55亿,进而形成更加庞大的物联网网络,产生庞大的信息与数据。而这种变化驱使许多领域开始突破传统思维,在5G、人工智能、大数据、云计算、物联网等新科技中寻找新契机。能源管理自然也不例外。

传统与数字化的“碰撞”

传统的能源管理是被动、静态的,它无非是对标一些指标,生成一些报表。这些报表对管理层来说可能具有一定的参考价值,但要想真正找到能源管理问题的关键和解决问题的方法却十分困难,通常需要经验丰富的专业人员进行切合实际的分析。然而,随着人口老龄化趋势的加剧,未来不仅经验丰富的专业人员数量会变少,可能普通的运维人员数量也会降低。

既然不能仅依靠人力,那能源管理的方式就要灵活起来。当能源管理与数字化相遇,部署于能源系统的海量设备所产生的数据,将被有效利用。能源管理有了数据价值给的“底气“,才能够化被动为主动。

让能源管理“动起来”

主动式能源管理是互联网技术与能源管理相结合的产物,基于数字化技术,为客户提供能源数据管理与分析、节能降耗方案等需求,确保能源管理的可视化管理,真正实现生产、生活场景供电、供水、供气、供热等设备运行状态的无盲区、全参数实时监测,为能源规划与控制提供准确依据,以便在业务范围内获得提高效率、节省成本和提高运营可持续发展能力等附加收益。

基于此,对于用电、用能场景而言,数字时代的能源管理核心在于“主动出击“,即利用数字化手段,全面挖掘数据价值,并以此对能源使用进行合理规划和控制,在保证电气系统的稳定性之上,提升能源使用效率与节能增效水平。

伴随城市化的推进,人口扩张、城市用地紧张等问题,越来越多以商业建筑为代表的楼宇,正逐渐成为集成工作和生活环境,提高土地使用率的重要途径。但施工难度大、系统多而复杂且运维成本高、对安全、节能要求高等问题也是商业建筑建设及运营过程中所面临的严峻挑战。

而对于工业厂房来说,生产需求,供电的连续问题是确保生产安全、效率的关键。同时,在国家智能制造战略和“十三五”规划的推动下,更多新建与改造的厂房更重视节能减排、绿色运营与成本控制。可以看出,保证工业绿色生产、楼宇高效运营的根本,是系统供电的可靠性和连续性,也是能源管理的重要任务之一。

细节决定成败。功率因数低,电费帐单高;无功补偿装置频繁故障,无法正常工作,电容器过热、甚至变形,变压器噪音异常;系统 N 线过流、过热,断路器无故跳闸、PLC 通讯或过程控制器通讯受干扰、供电连续性难以保证,突然断电或电压波动造成生产损失......这些导致用电设备故障的因素,都与电能质量下降密切相关,也是阻碍用电连续与稳定的“元凶”。而现在,数字化为抓手,使得电气系统运行状态被数据完美呈现,已成为及时且有效的发觉并提示电气系统隐患的”照妖镜“。

在确保电气系统稳定、连续之上,节能增效的重要性也不容小觑。根据《世界能源展望》的统计数据,全球有约82%楼宇的能效潜力尚未被开发,而3/4的建筑成本来自运维。

其实,很多商业建筑运营者早已意识到了节能增效的重要性,也采取了相应的能源管理措施,然而效果却往往达不到预期。而相对有效的节能手段则是排除故障和解决问题,运用数字化工具提高运维效率,避免不必要的设备损耗和环境失控。同样,在中国制造转型升级的强烈需求下,工业厂房既要生产更优质的产品,又要以更智能的方式来重塑生产运营流程,还要将能效管理、绿色生产的意识深入企业管理的方方面面。

因此,提升建筑运维水平,是释放能效潜力的途径之一。基于供电连续和高效运维,运营者才能按照正常生产、运营规律,全面提升用电场所的节能增效水平,这也是能源管理的目的。

施耐德电气:我们重新定义能源管理

作为主动式能源管理的专家,施耐德电气把握行业发展脉络,依托基于物联网的EcoStruxure架构,将数字化技术、现代建筑技术、现代通讯技术和现代控制技术融会贯通,以中低压一体化、强弱电一体化为核心,从互联互通的产品、边缘控制、应用、分析与服务三个层面,重新定义能源管理,让能源数据可视化、系统可监测、变化可预测,全面提升电能的稳定、连续、高效。

施耐德电气打造的主动式能源管理解决方案,全效打通用电场所内设备层、运营层与管理层的设备、系统及应用,充分挖掘与利用数据价值,时刻反馈电能质量与节能增效各节点存在的问题,通过及时有效的分析与咨询服务,助力用户实现能源与电力的统一管理,从而进一步提升能源管理 “动态智慧”。

结合先进思想与包括能源管理在内的解决方案,施耐德电气成功助力侨鑫国际金融中心,与传统建筑相比,降低25%的能耗成本。这意味着在炎热夏季,当室温比设定值每升高1℃,约可节省10% 的冷量。此外,施耐德电气还携手行业合作伙伴,为乳业驰名品牌伊利,提供了覆盖楼控、工厂自动化以及能源领域的解决方案,助力伊利武汉黄冈工厂实现能源使用的监控管理与能源信息的精益分析,最终提升运营效率约19%,能源成本降低了近5%,每年减少的碳排放量相当于多种植了2.5公顷的阔叶林。

能源管理,要“主动”,也要“柔”

能源在新时代发展趋势下所产生的分散化、数字化、低碳化和更加电气化等独特属性,也正在受到越来越多的关注。与此同时,物联网等技术的加入,激发了新的合作和优化能力。这促使新能源生态系统—微能网应运而生。微能网是园区级的综合能源网络,将负荷、分散的能源资源、各种储能和控制能力结合在一起。微网的部署强调新技术的应用,通过对安全和可靠的运营、分布式能源控制以及优化能源控制等方面的技术完善,从而达到通过高效分布式能源集成,灵活的控制,可有效降低本地可再生能源成本,符合经济、低碳、安全等全球能源转型的期望。

基于此,施耐德电气正在全球深入布局智能电网战略,通过基于物联网的EcoStruxure电网架构,以微网管理顾问为核心,调度综合能源网络,进行分布式能源/可控负荷耦合运行,集中管理提供整体顾问,改善能源结构,优化用能成本,参与电力辅助服务,提高配用电系统资产收益。施耐德电气在全球范围内已经有了很多的成功的微网项目实践。比如,施耐德电气与杜克能源合作,双方为蒙哥马利县的公共安全总部和惩教机构部署两个先进的微电网,每年将产生约330万千瓦时太阳能(3.350, 0.01, 0.30%),可以为400户家庭供电。

小结

能源是全球经济和社会发展的命脉,而能源供求关系的不平衡,能源资源的不足,促使各行各业以提高能源资源的利用率,提升能源系统稳定性,降低能耗,合理调度能源为准绳。而主动式能源管理,是我们立足能源新世界的有利“武器“。施耐德电气也呼吁更多行业、更多生态伙伴,主动拥抱数字化转型和理念创新,把能源管理的主动性落到实处,携手共进,保证经济与社会的可持续发展。

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