数字能源时代低压直流开关设备在新型能源结构下的应用与展望

核心观点

• 能源转型加速，低压直流配电系统成为未来能源系统的重要选择。 随着可再生能源、储能系统和直流负载的普及，传统交流配电已难以满足需求，低压直流配电系统因其高效、灵活、安全等优势，正逐渐成为未来能源系统的重要选择。
• 直流配电技术标准体系尚不完善，存在碎片化、滞后、不健全等问题。 直流配电相关标准体系尚在开发过程中，电压等级、保护策略、接口协议不统一，跨场景兼容困难；现有产品标准大部分基于交流电压系统制定，直流断路器、直流变压器等关键设备的试验方法、寿命评估、可靠性标准尚不完善；直流系统故障隔离、孤岛运行、并网协调等标准存在缺口；直流系统的绝缘监测、触电防护、电能计量等标准不完善。
• 低压直流系统在多个场景中展现出显著优势。 低压直流系统支持分布式能源的接入，更高效地整合可再生能源，提升系统韧性，减少碳足迹和资源消耗，提高整体能效。在数据中心、工业行业、新能源等领域应用广泛。
• 西门子积极推动低压直流配电技术的发展。 西门子不断加大研发投入，推出创新的低压直流配电开关和整体解决方案，积极参与标准制定，引领行业技术发展。西门子 Smart ECX 智慧能碳管理平台等数字化解决方案，助力企业客户实现智能化、绿色化、高可靠、低能耗的运营目标。

关键数据

• 2023 年我国算力总规模已增长至 230EFLOPS，同比增长约 35%，其中智能算力的增长率高达 45%。
• 2023 年全国数据中心用电量突破 1500 亿千瓦时，占全社会用电量的 1.6%，相当于三峡电站全年发电量的 1.5 倍。
• OpenAI 的 GPT-3 模型训练耗电达 128.7 万千瓦时，相当于 430 个家庭一年的用电量；而 GPT-4 的能耗预计是前者的 3-5 倍。

研究结论

• 低压直流配电系统是未来能源系统的重要发展方向，具有广阔的应用前景。
• 推动直流配电技术标准体系完善，是促进低压直流配电系统应用的关键。
• 西门子凭借其技术、经验和平台，能够为客户提供全面的低压直流解决方案，助力中国乃至全球能源变革。