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智能電網(wǎng)

能源轉(zhuǎn)型的多種挑戰(zhàn)下,全球27家中型電網(wǎng)公司的應(yīng)對之道

2025China.cn   2020年09月10日

  國際能源署近日發(fā)布相關(guān)報(bào)告稱,2020年在世界各地飽受疫情影響的情況下,盡管全球電力需求全年將下降5%,可再生能源需求仍然增加1%,顯示出全球范圍內(nèi)對于能源轉(zhuǎn)型的堅(jiān)定決心。世界經(jīng)濟(jì)論壇相關(guān)分析表示,新冠疫情迫使各行各業(yè)迅速采取行動,應(yīng)對運(yùn)營中斷、需求變化和新型工作方式;與此同時,各地區(qū)政府部門亦借此機(jī)會,著眼于能源轉(zhuǎn)型政策,增加相關(guān)投入,建立具有包容性的可持續(xù)能源系統(tǒng),推動向清潔高效能源的快速轉(zhuǎn)型。

  然而,受制于規(guī)模和技術(shù)等因素的影響,中小型電力公司面對目前正在進(jìn)行的能源轉(zhuǎn)型卻面臨著諸多困難與挑戰(zhàn)。這場能源轉(zhuǎn)型會對電力行業(yè)帶來哪些深刻變化?中小型電力公司應(yīng)該采取怎樣的數(shù)字化策略來應(yīng)對能源轉(zhuǎn)型?施耐德電氣深入采訪全球 27 家中型電網(wǎng)公司(分屬美國、澳大利亞、德國、奧地利、丹麥、瑞典、法國、土耳其和意大利等國家),調(diào)查能源轉(zhuǎn)型帶來的影響以及電力公司對能源轉(zhuǎn)型的反應(yīng),并發(fā)布《中型電網(wǎng)公司如何面對“顛覆”:挑戰(zhàn)與策略》白皮書報(bào)告(下文簡稱為“報(bào)告”)。

艱難轉(zhuǎn)型:六大關(guān)鍵挑戰(zhàn)

  在眾多挑戰(zhàn)當(dāng)中,保證可靠供電仍然是配網(wǎng)公司都最為關(guān)注的問題。報(bào)告中,受訪中的電網(wǎng)公司表示,其運(yùn)營的主要目標(biāo)為提升電力可靠性,包括減少斷電時間、改善斷電故障定位以及加快斷電恢復(fù)。提升系統(tǒng)平均停電時間指數(shù) (SAIDI) 和系統(tǒng)平均停電頻率指數(shù) (SAIFI),一直是配網(wǎng)公司“可靠性”使命的重要部分,也是許多地區(qū)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的主要績效考核指標(biāo)。

  電力行業(yè)也同時思考如何應(yīng)對可再生能源、分布式能源等能源轉(zhuǎn)型中的新趨勢。隨著新能源的崛起以及電力生產(chǎn)消費(fèi)場景的變化,全球范圍內(nèi)的配網(wǎng)公司都意識到需要將更多精力集中在本地化、小型化和分散化的能源生產(chǎn)和分配上。將可再生能源和分布式能源引入能源組合并進(jìn)行科學(xué)管理對于提升能效至關(guān)重要。而中小型配網(wǎng)公司由于無法承受在數(shù)據(jù)建模與分析等方面的巨額投資,對于智能電表的推進(jìn)部署也非常受限。

  隨著聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的快速增加和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,全球電力行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)安全的擔(dān)憂也日益突出。在我國,全面提升網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃能力被寫進(jìn)了十四五規(guī)劃綱要,防范由網(wǎng)絡(luò)攻擊引發(fā)的大面積停電也已經(jīng)成為相關(guān)規(guī)劃中的重大課題。

  此外,對于電力企業(yè)的運(yùn)營發(fā)展而言,在能源轉(zhuǎn)型的背景下如何改善投資決策流程、優(yōu)化運(yùn)營成本和預(yù)算、吸引與培養(yǎng)人才等也成為全行業(yè)關(guān)注的問題,共同構(gòu)成了中型配網(wǎng)公司在能源轉(zhuǎn)型期的六大挑戰(zhàn)。在全球能源轉(zhuǎn)型過程中,新的理念與技術(shù)不斷涌現(xiàn),各地政策法規(guī)與監(jiān)管框架也在不斷調(diào)整。如何在保證總支出在資本支出和運(yùn)營支出之間取得均衡,并有效吸引和培養(yǎng)新型電力人才,該報(bào)告中通過實(shí)際案例提供了一些思路。

順應(yīng)潮流:四點(diǎn)運(yùn)營策略

  ● 尋求資源聯(lián)營

  近年來,全球電網(wǎng)公司并購案數(shù)量激增。削減成本、確保供電質(zhì)量和提高效率的巨大壓力,導(dǎo)致電網(wǎng)行業(yè)內(nèi)的合并、協(xié)作和聯(lián)營案例不斷增多。報(bào)告中受訪的電網(wǎng)公司認(rèn)為,資源聯(lián)營變得越來越必要和普遍,目前正在尋求特定領(lǐng)域(如智能電表、專用軟件)的聯(lián)營體,并愿意購買適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案,希望實(shí)現(xiàn)資源聯(lián)營,從而實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)并改善供電可靠性、提升質(zhì)量績效。受訪中的一家公司正是兩家公司在三年前合并而成,通過整合前公司的客戶信息、呼叫系統(tǒng)和企業(yè)資源計(jì)劃 (ERP) 系統(tǒng)來提高自身的運(yùn)營效率。

  部分地區(qū)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)也認(rèn)為資源聯(lián)營是大勢所趨,并且正在積極推動行業(yè)整合。以丹麥為例,丹麥的監(jiān)管機(jī)構(gòu)以SAIDI和SAIFI為衡量標(biāo)準(zhǔn)對不同的電網(wǎng)公司進(jìn)行評價(jià)比較,要求電網(wǎng)公司降低運(yùn)營支出和資本支出,提高電能質(zhì)量,并提高成本效率,并根據(jù)評價(jià)推動電網(wǎng)公司進(jìn)行相應(yīng)的合并甚至關(guān)閉。預(yù)計(jì)10年后,在丹麥只存在非常少數(shù)的電網(wǎng)公司。

  ● 提升低壓電網(wǎng)可見性

  隨著智能電網(wǎng),特別是分布式能源的發(fā)展,電網(wǎng)的可見性不斷被強(qiáng)調(diào),預(yù)測電網(wǎng)行為、有效管理電能質(zhì)量變得至關(guān)重要。舉例而言,澳大利亞的光伏使用正在飛速增長,然而當(dāng)?shù)嘏渚W(wǎng)公司表示目前中壓 (MV)/低壓 (LV) 電網(wǎng)缺乏必要的可見性,導(dǎo)致其無法正確管理光伏集成和需求響應(yīng),只能完全被動地進(jìn)行操作,也無從了解剩余主機(jī)容量。

  增強(qiáng)系統(tǒng)自動化水平可以有效提升電網(wǎng)可見性。美國加州的一家電網(wǎng)公司稱其“變電站一級的自動化程度不高,目前缺乏可見性,數(shù)據(jù)點(diǎn)分布非常分散?!倍鴪F(tuán)隊(duì)正在加強(qiáng)其自動化系統(tǒng),希望利用自動化來提高效率和可見性,解決相應(yīng)需求,并根據(jù)需求滿足情況采取進(jìn)一步措施。

  智能電表在可見性提升中也扮演著重要角色。一家奧地利的受訪公司表示,電力公司“需要通過推出智能電表以及對變壓器和柱上變電站的遠(yuǎn)程控制提高其低壓電網(wǎng)的可見性和自動化程度,以適應(yīng)可再生能源集成。”需要注意的是在某些地區(qū),例如在新西蘭,相關(guān)隱私政策規(guī)定,電力零售公司利用智能電表收集的數(shù)據(jù)不得與配網(wǎng)公司共享,因此配網(wǎng)公司無法使用智能電表的數(shù)據(jù)以優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)營。因此,在電力企業(yè)利用智能電表提升可見性時,需要充分考慮并嚴(yán)格遵守當(dāng)?shù)乇O(jiān)管政策。

  ● 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)安全策略

  網(wǎng)絡(luò)安全是近年來能源領(lǐng)域關(guān)注的一大焦點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng) (IoT)、智能電表等技術(shù)大幅推動了電力公司的發(fā)展,使電力公司可以實(shí)現(xiàn)更好的管理控制、更高的效率與可靠性。然而,龐大的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量和運(yùn)營的數(shù)字化也使得配網(wǎng)公司極易成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的目標(biāo);利用消費(fèi)者數(shù)據(jù)(包括智能電表等智能基礎(chǔ)設(shè)施收集的消費(fèi)者數(shù)據(jù))雖然可以使配網(wǎng)公司深入了解用戶行為并進(jìn)一步提升能效管理水平,卻也存在數(shù)據(jù)可能被濫用的風(fēng)險(xiǎn)。

  電力公司需要在法律框架下不斷擴(kuò)展并完善其網(wǎng)絡(luò)安全策略,從而降低網(wǎng)絡(luò)安全威脅,保護(hù)公司以及客戶的隱私與聲譽(yù)。在該研究報(bào)告中,一些受訪的電力公司考慮將網(wǎng)絡(luò)安全職能進(jìn)行外包,或?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至云端,目前正在謹(jǐn)慎評估該方式對于電網(wǎng)企業(yè)帶來的安全風(fēng)險(xiǎn);一家來自美國的電力公司表示其團(tuán)隊(duì)正在持續(xù)改進(jìn)其獲取、存儲和使用數(shù)據(jù)的方式;另一家澳大利亞的電力企業(yè)則聲稱,公司正積極采取措施,確保電力產(chǎn)消主體和電網(wǎng)之間交易的安全性。

  ● 增強(qiáng)客戶參與

  電力業(yè)務(wù)捆綁一般是指將發(fā)電、輸電、配網(wǎng)和零售業(yè)務(wù)的整體運(yùn)營組合服務(wù)。在捆綁型市場中,電力公司更加重視客戶參與。通過增強(qiáng)客戶參與,既可以改善客戶的整體體驗(yàn),也能夠降低配網(wǎng)公司的運(yùn)營成本。

  一方面,電力企業(yè)可以通過智能電表等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及其他的高級分析工具來深入了解客戶的能源使用情況,然后據(jù)此了解哪些報(bào)價(jià)更具吸引力,并改善電網(wǎng)運(yùn)營的相關(guān)板塊。澳大利亞的一家配網(wǎng)公司正在開發(fā)高級配網(wǎng)管理系統(tǒng) (ADMS) 來幫助提升客戶參與度。該公司認(rèn)為電力行業(yè)在客戶參與方面仍處于探索階段,需要進(jìn)一步研究客戶決策和行為;同時該公司也討論如何提供一種允許客戶權(quán)衡決策的方案。

  另一方面,許多電力公司為提升客戶參與程度,正在積極開發(fā)包含停電通知、聊天功能和自助服務(wù)工具等服務(wù)的在線系統(tǒng)或者手機(jī)APP。奧地利的一家電網(wǎng)公司嘗試擴(kuò)大使用包括聊天機(jī)器人在內(nèi)的在線服務(wù),并計(jì)劃對本地客服中心增加投資,從而提升客戶親密度。除此之外,各家配網(wǎng)公司提高客戶參與度的方法也各不相同,包括成立獨(dú)立的客戶參與部門、制定上網(wǎng)電價(jià) (Feed-in Tariffs) 并實(shí)施激勵計(jì)劃等等。

積極應(yīng)對能源轉(zhuǎn)型,探索中國特色之路

  全球范圍內(nèi)的電力企業(yè)正在積極尋求創(chuàng)新方法,利用數(shù)字化和新技術(shù)驅(qū)動企業(yè)機(jī)遇,提供業(yè)務(wù)價(jià)值,管理安全威脅,積極應(yīng)對能源轉(zhuǎn)型并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的未來。在中國,電力行業(yè)既展現(xiàn)出相似的行業(yè)共性,也有著不一樣的特征與格局。我國本輪電力體制改革已經(jīng)進(jìn)入深水期,加快增量配電網(wǎng)業(yè)務(wù)改革成為提升電網(wǎng)業(yè)務(wù)效率的重要方向。然而,由于缺乏技術(shù)沉淀,自身定位不清晰,以及配電價(jià)格機(jī)制不完善等內(nèi)外部問題,我國的中小配網(wǎng)企業(yè)仍然面臨著巨大的成本與運(yùn)營壓力。

  從該報(bào)告中來看,電力企業(yè)需要具備持續(xù)創(chuàng)新的技術(shù)理念,順應(yīng)能源數(shù)字變革,進(jìn)一步提升能效管理水平,推動電網(wǎng)自動化、信息化、數(shù)字化、智能化發(fā)展。同時,在實(shí)際運(yùn)營過程中,配網(wǎng)企業(yè)需要更具智慧的運(yùn)營策略,結(jié)合不同地域的具體情況以及自身資源條件,洞悉電力市場變化并捕捉新的業(yè)務(wù)機(jī)遇,在運(yùn)營模式、組織架構(gòu)、客戶服務(wù)等方面不斷優(yōu)化調(diào)整,增強(qiáng)企業(yè)核心競爭力。

  2021年將迎來“十四五”的開局之年,我國經(jīng)濟(jì)由高速增長期邁入高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型的攻堅(jiān)期,全國能源行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級也將進(jìn)入全面深化改革的關(guān)鍵階段。在當(dāng)下全面深化能源轉(zhuǎn)型的重要節(jié)點(diǎn),作為全球能源管理和自動化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的專家,施耐德電氣將始終致力于提供創(chuàng)新的技術(shù)和產(chǎn)品,助力中國電力能源行業(yè)的高效可持續(xù)發(fā)展,與所有參與者共同落實(shí)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。

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