构建弹性未来：为什么电网现代化对工业电气化至关重要

随着工业向电气化转型，现代化电网对应对不断变化的能源格局至关重要。电网升级意味着追求更高的可靠性、更强的效率、更好的灵活性与更优的弹性。反过来，这些改进能最大限度减少停电事故，降低浪费与成本，并适应波动性可再生能源。电网的现代化将助力各行业获得稳定可靠的电力，既能优化能耗，也能快速从故障中恢复，从而保障运营的连续性。

随着能源需求增长、极端天气事件频发及网络威胁日益复杂，对数字化数据驱动型电网的需求已达到空前高度。但并非所有公用事业公司都对此抱有同等紧迫感。

IBM 商业价值研究院的新研究发现，公用事业公司正将平均收入的 9.8% 投入电网现代化工作。令人鼓舞的是，所有受访高管均表示已制定战略与执行计划。但尽管准备就绪，各企业进展速度仍差异显著。 值得警惕的是，21% 的受访者称其公司未取得进展，这制约了其支持清洁能源转型、维护可靠经济安全电网的能力。显然，企业在采用提升效率的新技术时，其推进速度与实施方式存在显著差异。

该调查根据电网现代化战略将公用事业行业划分为四个不同群体：

·      先驱集成商占受访总数的 14%，在电网现代化方面最为领先。他们擅长模拟电网性能、协调双向网络及制定集成标准等能力，这些优势使其能明确适应现代能源需求。但在利用自监控资产限制停电与资产损坏、以及将高级计量基础设施 2.0 (AMI) 与自动化停电管理客户通信系统集成方面稍显不足。

·      能源优化者占受访总数的 21%，优先通过先进技术管理和优化能源使用。他们对需求响应展现出强烈投入，并对集成高级计量基础设施有扎实理解。然而，其在实施双向网络方面也相对滞后，反映出技术成熟度存在差距。

·      电力连接者构成最大群体，占受访总数的 35%。他们擅长建立能源网络内的连接与运营功能，并在连接分布式能源与电网系统方面表现突出。但其数字与自动化基础设施仍需加强。他们对智能资产的集成速度表明，其在接纳智能电网通信与数据管理方面进展较缓。

·      稳步进取者占受访者总数的 29%，其在满足需求灵活性方面取得扎实进展，但同行在先进能源技术应用与整合方面正超越他们。

通过识别最相似的群体类别，并了解各自的行为、策略与行动，公用事业公司能做出更明智的决策并相应调整战略。

尽管现状参差不齐，但仍需追求三大关键目标以具备面向未来的能力。

1. 提升弹性和可靠性

构建电网弹性需要采用综合方法，增强其预防、检测及从故障或中断中恢复的能力。关键策略包括电网自控与优化、互联互通与整合，以及通过动态定价或需求响应等工具实现灵活负荷管理。例如，预测性分析与 Volt/VAR 优化 (VVO) 的投资，被证明对电网稳定与效率至关重要。由高级配电管理系统 (ADMS) 和故障检测支持的互联互通，正推动实时监控技术实现跨越式发展。最后，动态定价与需求响应项目在调节能源使用方面成效显著。值得注意的是，82% 的先驱集成商采用实时定价，而同行中仅半数这样做。

2. 加速清洁能源转型

与此同时，为加速清洁能源转型，公用事业公司必须能够管理可再生能源间歇性。应对波动性的多种技术正在涌现。例如，灵活发电管理通过使用快速响应电源和储能来保持稳定，从而适应波动。大规模可再生能源整合还需提升电网容量、实时数据分析和持续监控。分布式能源 (DER) 的整合有助于增强电网灵活性，约 60% 的公用事业公司采用标准化互联。区块链技术也正在兴起，以实现配电层面的能源交易。

3. 提升运营卓越性

底层的卓越运营是优化电网效率、资产利用率及整体系统性能的关键。战略规划与需求建模工具在管理电网拥堵方面发挥重要作用。同时，融入气候与天气预报能增强对可再生能源的管理。持续资产监控、自动化与维护对维护电网基础设施至关重要，实时跟踪与自动化警报可预防高代价故障。根据本次调查，近三分之二的公用事业公司正在创建资产故障预测以评估故障对网络性能的影响。

推动电网现代化的两大关键赋能要素是发展先进控制室与引入新型工作方式。这两项创新均能提升决策质量并优化电网性能。

未来控制室运用先进技术与数据系统，集成 AMI、IoT 与 SCADA 以实现实时电网管理。增强的态势感知、动态配置及第三方 DER 整合可提升响应速度、资源优化与储能管理效能。

但在更基础层面，公用事业公司通过投资专业 IT 与 OT 技能、促进跨学科协作、培育数据驱动文化来实现电网现代化。培训与导师计划在增强数据分析、网络安全及可再生能源整合领域的专业能力方面具有重要作用。相应的，专业能力的提升有助于通过先进通信网络确保高效电网运营与实时管理。

运用 AI（特别是智能体式 AI 与时间序列基础模型）为先进控制室注入新维度，并将逐步实现自主或自愈电网。

建设现代化、适应性强的电网需要持续改进、周密规划及对前述策略的战略执行。以下三步可助力公用事业公司推进电网现代化进程：

1. 通过技术与自动化增强电网弹性，包括实时监控、自修复系统、需求响应平台及网络安全协作。

2. 提升能源灵活性以优化可再生能源波动管理。投资混合储能、微电网、标准化协议、电动汽车基础设施及 AI 分析，以增强电网适应性与稳定性。

3. 建设面向未来的电网以提升可用性、效率及资产利用率。运用数字孪生、预测算法、IoT、AI 及实时数据实现电网优化、弹性提升与成本效益。

归根结底，电网现代化是需要共同承担的责任，要求各方通力合作、开拓创新，并秉持对安全可持续能源未来的共同愿景。通过立即采取果断行动，公用事业公司能为建设更具韧性、适应力的电网铺平道路，满足未来能源消费者的需求。

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