为能源转型奠定基础的时机已到
由于世界依靠化石燃料进行能源生产和生成,其影响可能是深远的——涉及从潜在的财产损失到温室气体排放的增加。
能源转型的概念正在改变人们获取和使用能源的方式,使他们从化石燃料转向可持续能源方案。
各个国家/地区以及美国各州正在按照自己的步伐走向能源转型,有些国家/地区比其他的更快一些。例如,美国加利福尼亚州发布了一项雄心勃勃的计划,即到2045年实现100%的清洁能源。到2030年,该州计划从可再生能源中获取60%的能量。华盛顿州呼吁公用事业公司到2025年在州投资组合中逐步淘汰燃煤电力,并且到2045年实现100%的清洁能源。
虽然这些目标令人钦佩(许多人认为这是必要的),但由于输配电基础设施的条件和使用年份,在许多情况下难以实现这些目标。
例如,目前的美国电网已有几十年的历史。而且它是设计成单向的(电力从一个方向从电网流向消费者)。但未来的电力需求需要双向电网(电力流向消费者,也流回电网)以支持:
- 整合可再生能源系统,使消费者能够将太阳能和风能系统产生的多余电力注入电网
- 分散化,能够更接近使用地点生成能源
- 允许在停电期间利用储存的能量作为备用电源,提高弹性
- 根据需求移动的能量流的灵活性(例如电动汽车)
虽然目标日期可能看起来很遥远——2030年、2045年等——其实并不遥远。随着输配电公司朝着这些目标努力,由于以下因素导致能源负荷的增加,他们的工作变得更加复杂:
- 新型电力用户加入了电网,包括电动汽车和电热泵
- 从数据中心到训练和运行人工智能的电力消耗
- 人口和经济增长
在能源转型期间,这一切都会带动增加输配电线路、变电站和通信基础设施。
数字化:能源转型的助推器
随着清洁能源目标的确立,输配电公司必须做出响应,而他们实现这一目标的唯一途径就是通过数字化转型。根据最新的《世界能源投资报告》,2023年与电网相关的数字技术投资预计将达到电网投资总额的19%。
能源转型需要更复杂的电网,以及对这些电网的精细化管理和控制。它还需要输配电公司迅速扩大规模。
以巴西为例,说明如果您的公司没有做好准备会发生什么。由于该国清洁能源的增长以及微型和小型分布式发电站的创建,剩余的能源被重新注入巴西的电网 - 但其现有的基础设施没有配备这一功能,因而导致了可靠性问题。
这就是数字化的用武之地。它可以促进支持能源转型的新功能,例如下面的三个例子。
1. 启用数字变电站
数字变电站用数字元件(例如继电器、电表、保护系统等)取代模拟元件。数字元件也通过光纤线缆连接。
这些变电站几乎就像微型数据中心,其基础设施为输配电公司提供了收集、利用和传输准确实时数据的能力。
数字变电站实现的数字化运营、技术、方法和流程支持更好的可视化,可增强系统意识和灵活性。它们还使公用事业公司能够更深入地访问其连接的数字系统,并有机会实现数据标准化。
2. 支持形成运营洞见
数字化转型使输配电公司能够从其基础设施(例如通过我们上面提到的数字变电站)收集实时数据,以便能够监控和响应:
- 能源需求
- 馈入电网的能源组合
- 系统正常运行时间
- 性能问题
不仅能够监控运营技术(OT)数据,还可以监控有关网络性能的数据,这将有助于公用事业公司深入了解网络可靠性,以衡量拥塞或未经授权的访问等问题。
3. 制定预测性维护
通过传感器、智能电表和SCADA系统等设备,公用事业公司可以监控其系统和资产的状况,以检测运行异常,例如异常温度读数或振动增加。
这些指标可能是故障的早期预警信号。出现偏差时,可以向合适的团队自动发送警报,使其能够在维护活动升级为停机之前确定优先级、响应和解决维护活动。
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