面臨挑戰(zhàn)的老舊電網(wǎng)

全球能源轉(zhuǎn)型的成敗，取決于能否實現(xiàn)老舊電網(wǎng)的現(xiàn)代化。這些電網(wǎng)最初是為了集中式化石燃料發(fā)電而設(shè)計，如今正面臨分布式可再生能源并網(wǎng)的挑戰(zhàn)。若不能完成重大升級，現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)恐將成為制約凈零碳排放目標達成的阻礙。

根據(jù)國際能源署 (IEA) 的預(yù)測，要實現(xiàn) 2015 年《巴黎氣候協(xié)定》設(shè)定的 1.5℃ 溫控目標，2040 年前全球需新建或改造的電網(wǎng)總長度將達 8,000 萬公里——這規(guī)模相當于目前全球電網(wǎng)總里程1。這前所未有的龐大工程量讓全球電網(wǎng)現(xiàn)代化進程愈發(fā)復(fù)雜。IEA 認為，電網(wǎng)現(xiàn)代化需要突破三大關(guān)鍵挑戰(zhàn)：

1. 容量危機

電動汽車、AI 數(shù)據(jù)中心及熱泵正在將電力需求推向歷史新高。在很多地區(qū)，電網(wǎng)容量必須擴展至現(xiàn)有水平的 2-3 倍才能滿足不斷增長的需求，這對現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成了巨大壓力。

2. 可再生能源并網(wǎng)延遲困局

截至 2024 年 7 月，全球累計有 1,650 GW 的風(fēng)電、光伏和水電項目因監(jiān)管障礙、基礎(chǔ)設(shè)施瓶頸及資金問題而處于等待并網(wǎng)審批狀態(tài)2。

3. 區(qū)域電網(wǎng)差異性

各地區(qū)的電網(wǎng)系統(tǒng)存在顯著差異，由此造成各不相同的運營挑戰(zhàn)。以美國得克薩斯州為例，該州電網(wǎng)近乎獨立運行，與其他州電網(wǎng)的連接很有限，這種特殊性要求必須采用本地化定制解決方案來確保電網(wǎng)韌性。

電網(wǎng)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的三大支柱

電網(wǎng)現(xiàn)代化面臨嚴峻挑戰(zhàn)，卻是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在。Moxa 提出能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的三大戰(zhàn)略支柱：

1. 基于 IEC 61850 的數(shù)字化解決方案

最初為變電站自動化制定的 IEC 61850 標準，現(xiàn)已成為整個能源生態(tài)系統(tǒng)的基石。其標準化通信協(xié)議，如制造報文規(guī)范 (MMS)、通用面向?qū)ο笞冸娬臼录?(GOOSE) 和采樣測量值 (SMV)，促進了無縫數(shù)據(jù)交換，在確保系統(tǒng)整體一致性、可靠性的同時提高了部署效率。IEC 61850 框架具備以下性能：

互操作性：簡化不同供應(yīng)商設(shè)備之間的集成，降低系統(tǒng)復(fù)雜性。

統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型：支持實時運營，優(yōu)化分布式能源 (DER) 并網(wǎng)。

面向未來的系統(tǒng)：可擴展系統(tǒng)，適應(yīng)多向能源流和不斷增長的電網(wǎng)需求。

2. 儲能系統(tǒng)：電網(wǎng)穩(wěn)定之錨

電池儲能系統(tǒng) (BESS) 在平衡電網(wǎng)與間歇性可再生能源以及維護電網(wǎng)穩(wěn)定方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

頻率穩(wěn)定：通過毫秒級響應(yīng)吸收過剩電力或釋放儲存能量來校正頻率偏差，從而保持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性。

動態(tài)發(fā)電與負荷平衡：在用電低谷時段儲存剩余電能，在用電高峰時段釋放電能。

3. 能源轉(zhuǎn)型中的消費者賦權(quán)

能源消費者正從單一的被動使用者轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉瓷鷳B(tài)系統(tǒng)的積極參與者。

需求響應(yīng)計劃：通過激勵機制，促使消費者改變能源使用習(xí)慣，緩解高峰時段電網(wǎng)壓力。

分布式儲能：幫助社區(qū)就地存儲和使用可再生能源，提升電網(wǎng)可靠性。

電動汽車整合：基于智能充電管理技術(shù)的智能電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，正推動電動汽車作為移動儲能單元支持電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)。

電網(wǎng)轉(zhuǎn)型的全球成功案例

1. 泰國：打造東南亞能源樞紐的崛起之路

泰國正在運用智能電表分析用戶用電行為，并對變電站進行 IEC 61850 標準升級改造。這些措施已有效減少電力中斷事故，使可再生能源并網(wǎng)容量提升一倍，成功推動泰國成為東南亞地區(qū)新興的能源樞紐。了解更多

2. 澳大利亞：可再生能源與未來電網(wǎng)的完美融合

澳大利亞始終走在可再生能源并網(wǎng)技術(shù)的前沿，通過將太陽能、風(fēng)能、電池儲能系統(tǒng)與傳統(tǒng)能源有機結(jié)合，并借助實時監(jiān)測和智能電網(wǎng)控制技術(shù)，持續(xù)強化電網(wǎng)穩(wěn)定性。了解更多

3. 德國：以實時電網(wǎng)透明度助推電動汽車發(fā)展

德國已實施低壓電網(wǎng)監(jiān)測項目，旨在采集變壓器運行性能的實時數(shù)據(jù)。該舉措不僅實現(xiàn)了電網(wǎng)運行的透明化，有效預(yù)防過載風(fēng)險，同時為電動汽車的大規(guī)模普及提供了有力支撐。了解更多

邁向未來：構(gòu)建韌性能源體系

電網(wǎng)現(xiàn)代化是能源轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)。通過數(shù)字化、能源儲存及消費者賦能，全球電網(wǎng)系統(tǒng)將克服當前面臨的種種挑戰(zhàn)，加速實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。

Moxa 作為這一轉(zhuǎn)型的引領(lǐng)者，致力于提供先進的通信解決方案，助力提升電網(wǎng)可靠性、靈活性和運行效率。從基于 IEC 61850 標準的改造升級到大規(guī)模儲能系統(tǒng)建設(shè)，我們憑借專業(yè)的通信技術(shù)，不斷賦能能源企業(yè)，助其打造極具韌性、凈零排放的未來能源體系。