张松钢:“未来的趋势是什么呢?电网会联网化,我们会把小区,包括每个用户,针对电力的需求网络化,连接起来,甚至是包括后续新能源介入。你不仅要买电,也要花费电,同时如果你的家庭有冗余电力的话,还可以回馈给电网。对于新能源体现智能电网的概念,这几年也逐渐浮现出来,这相当于能源电力发展的一场革命。”
在能源的发展当中,电力是非常重要的环节。特别在很多应用当中,都要用到电。从整个电力系统来看,基本分为四大块(也有人认为可分为六块)。四大块是指发、输、配、用这四个环节。ADI公司在15年之前就开始专注于电力市场。目前在输、配电,以及用电这几个领域我们都有非常成功的经验。
发电在整个区域的发展中,是在多元化地发展,过去火力发电是最主要的。但这种化石能源很快会消失,现在逐渐被新能源、绿色能源及可再生能源所代替。在发电这一领域,我们看到一个趋势:新能源将作为未来的主要能源。
在很多地区,对输配电的认识是不同的。中国的能源结构,从资源来看,明显是西强东弱:西部地区有非常丰富的能源,无论是火力、水力、风能还是太阳能。但用电需求却是东强西弱,用电的大头都在东部沿海地区。因此CONTROL ENGINEERING China版权所有,在整个电力界,输电是很重要的环节,要保证西部发达的能源,能够顺利输送到需求量巨大的东部,也就是我们经常说的——西电东输。因此中国的电力发展CONTROL ENGINEERING China版权所有,输电是非常重要的一环。
用电深入到千家万户,中国的城网改造、农网改造,从输电转化到用户端配电,都很受关注。输配电也在不断加强中。中国是最早开始实行用电计量电子化的国家之一,而很多国家是近年才开始逐步电子化的。中国走在了电能计量电子化的前列。
对于新能源应用于智能电网的趋势,这几年也越来越清晰,这相当于能源电力发展的革命。针对未来怎么有机地把发、输、配、用的四个环节结合在一起,中国提出加强智能电网CONTROL ENGINEERING China版权所有,在输、配电环节要非常强,在用电环节我们要保证可控。另外对于新能源,比如说太阳能、风能,怎么把这些新能源接入到电网?还有如何解决能源存储的问题?比如如何利用未来的微网。。
对于用电端来说,电子式电表对于通讯的要求在不断增强。之前电表只具备计量功能,来计算用了多少电量。未来我们可以要求,通过通讯的方式,来增加我的需求。另外还可以通过通讯的方式来反馈整个家庭能源消耗的状况。也便于合理的分配总体能源。众所周知,每天的用电量是有波峰波谷的。目前为了平衡用电量,都在强调怎么调峰平谷。分时定价是重要手段之一。之前都是自动在计费环节去规范,如果今后加强了通讯功能,我们可主动告诉用户,你在什么时段用电最便宜。这是未来的发展趋势。
另外,在管理上还可以通过通讯来实现自动抄表。最近几年,已经在分步实施,尤其是国内,像自动抄表技术在前几年就非常热了。张松钢介绍道:“最近在展会上我也看到有厂家可提供这样的技术了。其实ADI公司在这个领域是非常领先的,我们一直做很深入的研究。比如说像目前比较常见的射频技术,ADI公司在美国排名非常靠前。我们在美国加州做了很大的试点,很多公司都在采用我们的技术。另外是PLC,也就是电力载波通讯,目前国内大量采用FSK通讯协议,我们目前做OFDM新型的技术。”
在输配电、电网传输这一块,有哪些新的变化呢?张松钢认为,对于整个输配电,网络化是很关键的趋势之一。在智能电网提出之后,怎么把电网有机结合在输配电当中?怎么把不同地区变电站从传统意义上的制式转化成智能,保证整个电网的平衡?现在提出一些思路,包括数字化的变电站,以及智能化的变电站,都是未来的趋势。对半导体行业来说,传感技术的变化很重要。传统的输配电以保护和测控监控为主,传统的保护和测控都是在二次测来进行的,从一次测的开关、变压器,逐渐把信号采集到二次测来进行测量和控制。未来的趋势是逐渐把测量这部分转移到第一次测,直接在电力的功率侧做一些检测,把信号处理掉之后,直接通过光纤,或者是以太网来传递到整个电网当中。这就要求更新大量基础设施和基本检测技术,包括信号调理这一块都会发生很大的变化。
ADI公司在有人提出智能电网概念的时候,就开始关注、跟踪这个领域。中国计划在未来5年,建立数字化变电站,电压等级基本在220千伏,或者是110千伏以上,仅中国就有6100座数字化变电站,这是非常大的一个市场。
在发电端,风能和太阳能在逐渐被引入到这个领域,新能源的技术发展,其实是很多技术的融合体,比如说像风能和太阳能,核心就是把原本浪费掉、没充分利用的能源,通过电力电子技术或半导体技术,直接转化成电能,再通过逆变的方式,把它连接到电网上,作为电力补充能源。可以预见到,政府、国家,都会投资这一领域。因为对全球来说,这都将在很大程度上影响未来发展。ADI公司认为今后新能源技术的发展领域,前景非常光明。
ADI公司在上述提到的这几个应用领域,都有长期的投入。比如,在电能计量领域,目前ADI公司的计量芯片销量在全球占第一位。在通讯、RF射频领域,也在美国市场占据第一位。在输配电领域,ADI公司提供了很多定制化的产品,除此之外,ADI公司的很多标准产品,像放大器转换器等等,在行业里的品牌知名度都很高。
针对智能电网的发展趋势, ADI公司推出了一些重点的产品:
1.针对未来单相电表, AD7953和AD7878可提供多功能处理和高精度处理,目前国内很多做三相多功能电表的厂家,在精度要求比较高的应用上,大多采用了ADI公司的软件。
2.AD7606这款芯片这款芯片已推出两年左右的时间,在目前电力系统的地位,相当于标准模拟前端。这是我ADI公司为电力输配电应用定制的一款ADC,8通道同步采样,16位以上精度。我们有8通道,6通道,4通道的版本,还能满足14位、16位、18位等不同精度的要求。目前,在电力保护及监控领域应用都非常广泛。在处理器方面,ADI公司针对智能化变电站,推出双核和双以太网,以及兼容1588协议的处理器。ADI公司的隔离技术,在电力行业,随着二次设备一次化,即智能化变电站,这些设备从二次转到一次之后,对芯片的要求也提高了。二次设备多在室内,温度和湿度很好CONTROL ENGINEERING China版权所有,但如果转成一次设备,则大部分暴露在室外,这样对芯片的温度范围、抗干扰性以及特殊环境的需求都增加了。像隔离,以前的光隔离很难达到要求。对于电力的长寿命要求,比如说10年以上,在高温、高热的情况下,光的器件会有一些影响,而ADI公司的产品正好满足了这样的需求。
ADI公司参与能源解决方案已有超过十年的历史,从能源计量芯片到全面参与能源及电力系统各个环节的控制系统方案中,在技术方面积累了大量的经验,并拥有一系列的高性能产品CONTROL ENGINEERING China版权所有,在输配电、继电保护、测控系统、电能计量及能量控制等方面一直保持领先优势,并占据了很高的市场份额。全世界有超过2.5亿块电表采用ADI公司的电能计量技术,其提供的电能计量解决方案超过业内其它任何半导体厂商。