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    倍福:助力電力能源行業智能轉型
    在雙碳目標的引領下,智能電網行業正處于快速發展的階段,市場規模不斷擴大。智慧電網通過智能監控和調度,能夠更加準確地預測和應對電力負荷波動,實現電網與分布式能源、儲能設備的協同運行,促進可再生能源的大規模接入和高效利用,提高能源效率,提高電網的穩定性和可靠性。
    關鍵詞:

    ★本刊記者/文曉

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    德國倍福自動化有限公司風電行業經理 王寧強

    當前,全球電力能源產業正加速以數字化轉型驅動智能化、低碳化發展。我國在“雙碳”目標指引下,近年來圍繞能源數字化、智能化發展推出系列政策,推動產業轉型縱深發展。作為一家技術驅動型企業,德國倍福自動化有限公司一直以創新自動化、數字化技術助力電力能源行業可持續發展,在風力發電、太陽能發電等行業取得累累碩果。值此專題之機,本刊記者特采訪德國倍福自動化有限公司風電行業經理王寧強,暢談電力能源行業未來發展趨勢及倍福助力行業智能轉型的戰略布局。

    記者:倍??蔀殡娏δ茉葱袠I提供哪些產品或解決方案?有何特色和優勢?

    王寧強:倍福的產品在電力能源行業有廣泛的應用,特別是在風力發電行業中具有突出優勢。倍福作為PC控制技術的領導者,其CX系列的嵌入式PC產品具有高性能、高可靠性、大存儲空間和開放性等特點,再結合TwinCAT軟件、種類豐富的I/O模塊和多種現場總線接口,非常適用于風力發電機組這種無人值守的智能化大型設備的控制。由倍福開發的EtherCAT總線由于其高速度、高實時性、高同步性以及低成本的特點,目前已成為風力發電機組中的最主流的總線技術。另外,倍福針對電力能源行業還推出了多款三相電力測量模塊和電流互感器產品,既可以實現20ksps的電流、電壓原始數據的高速、高精度采集,也可實現電流、電壓、頻率、功率等有效值的測量。倍福電力測量方案還具有獨特的優勢,基于EtherCAT的分布式時鐘技術,用戶可以靈活地搭建一個高性價比的分布式電力測量系統。例如,可以僅在一個測點上測量電壓的同時,還在多個測點上測量電流,然后分布在各個測點的模塊可根據同步獲取的電壓數據自動計算出每個測點的功率、頻率、電量等信息,從而可以節省多個電壓測量模塊和相應的傳感器,其中電壓測量數據的時間同步可由EtherCAT實現。

    記者:倍福近年來在電力能源行業發展情況如何?您感受到電力能源行業自動化市場正在發生著哪些變化,呈現出哪些特點?

    王寧強:近幾年來,倍福在繼續保持風電行業的領先地位的基礎上,在儲能行業也取得了很大的進展。倍福的開放式PC控制技術在儲能EMS、PMS、BMS等系統中都有大量的成熟的應用。倍??刂破髦С諭EC60870以及IEC61850電力規約,可以很方便地實現與調度系統和PCS等其它電力設備的通訊。隨著“3060”戰略的推進,近年來新能源持續快速發展。2023年上半年,全國風電、光伏新增裝機在1億千瓦以上,累計總裝機約8.6億千瓦,占全國發電總裝機的30.9%。由于新能源固有的隨機性、波動性、間歇性特征,使得高比例接入電力系統后,大幅增加了電力系統調節難度,因而儲能設備在電網中所發揮的作用越來越重要。借助新型儲能的快速響應能力,可以解決新能源短時波動性問題,提升系統一次調頻能力,提高新能源并網性能。儲能系統的應用以及智能電網的建設為自動化廠商帶來了新的機遇,很多先進技術在電網中得到廣泛應用,比如大數據、云計算、人工智能、機器視覺。擁有領先技術的工業自動化廠商也越來越多地參與到電力自動化市場當中,其提供的產品與方案可以與原有的智能電網設施高度融合與集成。

    記者:當前,人工智能、大數據、云計算、邊緣計算、工業互聯網等新一代信息技術得到快速發展與應用,新技術如何影響電力能源行業,催生哪些新應用場景?

    王寧強:當前人工智能、大數據、泛在物聯網等技術已得到廣泛的關注。隨著可再生能源占比的提高,智能電網將逐漸成為未來能源的重要方向。智能電網將物聯網技術、人工智能技術、大數據技術等先進技術相融合,提高電力系統信息化水平、配電系統的智能效率和供電能力,改善電力系統現有基礎設施利用效率,為電網發、輸、變、配、用電等環節提供重要技術支撐。AI技術在設備巡檢、新能源發電功率預測、設備故障診斷等方面的應用可顯著提高電力系統的智能化水平。人工智能和大數據等技術均依賴于數據的驅動,電力系統的發、輸、配、用各個環節均存在海量的數據。在這個數據采集的過程中,物聯網技術能夠實現數據采集自動化,而且可以方便地將這些分散的數據傳送給人工智能,大數據或者云計算系統進行存儲、分析、訓練等。

    記者:當前電力能源行業面臨哪些機遇和挑戰?針對此倍福有何戰略布局?

    王寧強:在雙碳目標的引領下,智能電網行業正處于快速發展的階段,市場規模不斷擴大。智慧電網通過智能監控和調度,能夠更加準確地預測和應對電力負荷波動,實現電網與分布式能源、儲能設備的協同運行,促進可再生能源的大規模接入和高效利用,提高能源效率,提高電網的穩定性和可靠性。實時的電力數據的監測以及電力系統的預測和協同調度等需求,將推動相關智能控制設備和智能傳感器等市場需求的增長。

    傳統的電力行業是相對比較封閉性的一個行業,其特殊的信息系統與上述新技術的互操作性是一個挑戰。比如電力行業廣泛應用的電力通訊規約與工業自動化領域的現場總線通訊、工業以太網通訊以及物聯網采用的MQTT通訊相比過于龐大,而且難以相互兼容。為了確保各個系統和設備之間能夠協同工作,需要付出非常高的設備成本和人工成本。因此需要制定統一的技術標準,以確保各個系統和設備之間能夠無縫協同工作。

    倍福持續地擴展和優化電力測量相關的軟硬件產品,目前可提供從電流互感器到電力測量模塊以及從物聯網通訊到數據分析軟件的全流程無縫集成的電力測量系統。另外,EtherCAT出色的通訊性能在儲能系統的快速動態響應,新能源場站的一次調頻等要求快速響應的應用場景有非常突出的優勢,倍福借助其在EtherCAT產品和技術方面的優勢不斷地拓展智能電網行業中新的應用場景。

    記者:針對倍福在電力能源行業所從事領域,從技術及應用發展角度您認為具有怎樣的趨勢?

    王寧強:網絡化、智能化建設是電力行業的一個大趨勢,可以增強電網的可靠性,提高能源效率,加強新能源的適應性及電力系統的可拓展性,更好地適應市場和社會的需要。網絡化、智能化設備是其重要的組成部分,而這正是倍?;赑C的開放控制技術最突出的優勢。網絡化需要將電力系統中的各個節點、設備、分布式能源等進行互聯互通,實現各個節點之間的信息共享和資源共享。倍??梢蕴峁└采w幾乎所有常用工業現場總線和工業以太網標準的硬件接口以及支撐物聯網通訊的一系列軟件產品。智能化建設是將電力系統中的各個節點、設備進行智能化改造和升級,實現設備可視化、智能化控制和運維。倍?;赑C技術及TwinCAT3軟件的技術方案可將機器學習、機器視覺、物聯網、大數據等技術原生地集成到一套控制系統當中,應用于電力系統發、輸、配、用各個環節,助力電力系統進行全面升級改造。

    摘自《自動化博覽》2023年9月刊

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