电网现代化 赋能电网韧性与能源转型的催化剂

核心观点与关键数据

• 挑战与机遇：能源和公用事业公司在极端天气、监管要求和全球能源转型推动下面临严峻挑战，数字化转型是成功应对的关键。IBM和AspenTech等企业通过提供企业级人工智能平台、咨询服务和数据驱动解决方案，利用最新数字技术推动公共事业行业转型。
• 可再生能源间歇性管理：有效管控可再生能源间歇性是清洁能源转型的核心能力。自我优化、互联互通和柔性负荷管理有助于提升电网韧性与可靠性。七成先锋整合型公用事业企业利用预测分析优化能源供需管理。
• 电网韧性建设：通过夯实数据来源、强化数据管理与访问能力，企业能更精准地预防、识别并快速修复系统中断，显著增强恢复韧性。近三分之二的受访组织已建立资产故障预测体系，评估其对整体网络性能的影响。
• 供需平衡管理：有效的发电管理，以及对可再生能源与分布式能源（DER）整合，对于平衡供需至关重要。67%的能源优化型公用事业企业将微电网作为本地能源服务，协助电网运行。
• 电网现代化投资：公用事业企业平均将其年收入的9.8%用于电网现代化投资，占其输配电总投资的40%以上。所有受访组织均表示已制定电网现代化战略与执行计划。

研究结论与电网现代化目标

• 电网现代化核心目标：提升韧性与可靠性、加速清洁能源转型、提升卓越运营。
• 四大先锋群体：先锋整合者、能源优化者、电力连接者、稳健践行者。先锋整合者在电网现代化进程最为领先，但在自我监测资产、双向网络和智能资产应用方面仍有提升空间。
• 三大关键战略：
  • 提升韧性与可靠性：电网自主控制与优化、互联互通与集成、柔性负荷管理（动态定价、需求响应）。
  • 加速清洁能源转型：发电管理（储能系统）、大规模可再生能源整合、分布式能源资源（DER）整合（标准化流程、DERMS）。
  • 提升卓越运营：战略规划与建模（非导线替代方案、精细化预测）、资产监测、自动化与维护（无人机巡检、自动告警系统、预测性分析）。
• 两大赋能因素：
  • 未来控制室：借助先进技术与数据系统实现更高效的电网管理，包括网络模型、多源数据集成、动态网络配置自动化、DER整合、远程调度电网级储能。
  • 全新的工作方式：跨学科协作、数据驱动文化、培训项目、导师制、IT与OT技能投资、网络安全技能。

案例研究

• NESO：通过IBM协作构建开放平衡平台（OBP），管理可再生能源，提升电池调度效率，减少人工操作，降低碳排放。
• Iberdrola：利用AspenTech旗下OSI的DERMS优化DER，测试管理电动汽车充电桩、储能电池及暖通空调负荷的能力，验证其在整合新能源与优化用户参与方面的优势。
• E.ON：携手IBM探索量子计算应用，开发能源定价量子优势路径，管理气象风险，制定科学的风险对冲决策。
• Austin Utilities：升级SCADA系统至云端，提升韧性、可靠性，实现成本节约、网络安全增强及部署流程顺畅。

行动指南

• 三阶段行动框架：即时行动、近期行动、长期行动，涵盖增强电网韧性、提升能源灵活性、面向未来的电网提升可用性、效率及资产可用性等方面。
• 具体举措：包括部署ADMS、投资DERMS与需求响应平台、引入自治理系统、投资自动化技术、实施电网数字孪生、利用实时数据与智能电网技术、利用先进技术实现资产优化、投资企业级网络模型管理技术等。