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2020OEM機械設計技術研討會云會議
能效管理

能源轉型的多種挑戰下,全球27家中型電網公司的應對之道

  2020年09月10日  

  國際能源署近日發布相關報告稱,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%,顯示出全球范圍內對于能源轉型的堅定決心。世界經濟論壇相關分析表示,新冠疫情迫使各行各業迅速采取行動,應對運營中斷、需求變化和新型工作方式;與此同時,各地區政府部門亦借此機會,著眼于能源轉型政策,增加相關投入,建立具有包容性的可持續能源系統,推動向清潔高效能源的快速轉型。

  然而,受制于規模和技術等因素的影響,中小型電力公司面對目前正在進行的能源轉型卻面臨著諸多困難與挑戰。這場能源轉型會對電力行業帶來哪些深刻變化?中小型電力公司應該采取怎樣的數字化策略來應對能源轉型?施耐德電氣深入采訪全球 27 家中型電網公司(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),調查能源轉型帶來的影響以及電力公司對能源轉型的反應,并發布《中型電網公司如何面對“顛覆”:挑戰與策略》白皮書報告(下文簡稱為“報告”)。

艱難轉型:六大關鍵挑戰

  在眾多挑戰當中,保證可靠供電仍然是配網公司都最為關注的問題。報告中,受訪中的電網公司表示,其運營的主要目標為提升電力可靠性,包括減少斷電時間、改善斷電故障定位以及加快斷電恢復。提升系統平均停電時間指數 (SAIDI) 和系統平均停電頻率指數 (SAIFI),一直是配網公司“可靠性”使命的重要部分,也是許多地區監管機構的主要績效考核指標。

  電力行業也同時思考如何應對可再生能源、分布式能源等能源轉型中的新趨勢。隨著新能源的崛起以及電力生產消費場景的變化,全球范圍內的配網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和分配上。將可再生能源和分布式能源引入能源組合并進行科學管理對于提升能效至關重要。而中小型配網公司由于無法承受在數據建模與分析等方面的巨額投資,對于智能電表的推進部署也非常受限。

  隨著聯網設備的快速增加和物聯網的發展,全球電力行業對網絡安全的擔憂也日益突出。在我國,全面提升網絡安全規劃能力被寫進了十四五規劃綱要,防范由網絡攻擊引發的大面積停電也已經成為相關規劃中的重大課題。

  此外,對于電力企業的運營發展而言,在能源轉型的背景下如何改善投資決策流程、優化運營成本和預算、吸引與培養人才等也成為全行業關注的問題,共同構成了中型配網公司在能源轉型期的六大挑戰。在全球能源轉型過程中,新的理念與技術不斷涌現,各地政策法規與監管框架也在不斷調整。如何在保證總支出在資本支出和運營支出之間取得均衡,并有效吸引和培養新型電力人才,該報告中通過實際案例提供了一些思路。

順應潮流:四點運營策略

  ● 尋求資源聯營

  近年來,全球電網公司并購案數量激增。削減成本、確保供電質量和提高效率的巨大壓力,導致電網行業內的合并、協作和聯營案例不斷增多。報告中受訪的電網公司認為,資源聯營變得越來越必要和普遍,目前正在尋求特定領域(如智能電表、專用軟件)的聯營體,并愿意購買適當的解決方案,希望實現資源聯營,從而實現規模效應并改善供電可靠性、提升質量績效。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、呼叫系統和企業資源計劃 (ERP) 系統來提高自身的運營效率。

  部分地區的監管機構也認為資源聯營是大勢所趨,并且正在積極推動行業整合。以丹麥為例,丹麥的監管機構以SAIDI和SAIFI為衡量標準對不同的電網公司進行評價比較,要求電網公司降低運營支出和資本支出,提高電能質量,并提高成本效率,并根據評價推動電網公司進行相應的合并甚至關閉。預計10年后,在丹麥只存在非常少數的電網公司。

  ● 提升低壓電網可見性

  隨著智能電網,特別是分布式能源的發展,電網的可見性不斷被強調,預測電網行為、有效管理電能質量變得至關重要。舉例而言,澳大利亞的光伏使用正在飛速增長,然而當地配網公司表示目前中壓 (MV)/低壓 (LV) 電網缺乏必要的可見性,導致其無法正確管理光伏集成和需求響應,只能完全被動地進行操作,也無從了解剩余主機容量。

  增強系統自動化水平可以有效提升電網可見性。美國加州的一家電網公司稱其“變電站一級的自動化程度不高,目前缺乏可見性,數據點分布非常分散。”而團隊正在加強其自動化系統,希望利用自動化來提高效率和可見性,解決相應需求,并根據需求滿足情況采取進一步措施。

  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程控制提高其低壓電網的可見性和自動化程度,以適應可再生能源集成。”需要注意的是在某些地區,例如在新西蘭,相關隱私政策規定,電力零售公司利用智能電表收集的數據不得與配網公司共享,因此配網公司無法使用智能電表的數據以優化電網運營。因此,在電力企業利用智能電表提升可見性時,需要充分考慮并嚴格遵守當地監管政策。

  ● 優化網絡安全策略

  網絡安全是近年來能源領域關注的一大焦點。物聯網 (IoT)、智能電表等技術大幅推動了電力公司的發展,使電力公司可以實現更好的管理控制、更高的效率與可靠性。然而,龐大的聯網設備數量和運營的數字化也使得配網公司極易成為網絡攻擊的目標;利用消費者數據(包括智能電表等智能基礎設施收集的消費者數據)雖然可以使配網公司深入了解用戶行為并進一步提升能效管理水平,卻也存在數據可能被濫用的風險。

  電力公司需要在法律框架下不斷擴展并完善其網絡安全策略,從而降低網絡安全威脅,保護公司以及客戶的隱私與聲譽。在該研究報告中,一些受訪的電力公司考慮將網絡安全職能進行外包,或將數據轉移至云端,目前正在謹慎評估該方式對于電網企業帶來的安全風險;一家來自美國的電力公司表示其團隊正在持續改進其獲取、存儲和使用數據的方式;另一家澳大利亞的電力企業則聲稱,公司正積極采取措施,確保電力產消主體和電網之間交易的安全性。

  ● 增強客戶參與

  電力業務捆綁一般是指將發電、輸電、配網和零售業務的整體運營組合服務。在捆綁型市場中,電力公司更加重視客戶參與。通過增強客戶參與,既可以改善客戶的整體體驗,也能夠降低配網公司的運營成本。

  一方面,電力企業可以通過智能電表等聯網設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,然后據此了解哪些報價更具吸引力,并改善電網運營的相關板塊。澳大利亞的一家配網公司正在開發高級配網管理系統 (ADMS) 來幫助提升客戶參與度。該公司認為電力行業在客戶參與方面仍處于探索階段,需要進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,正在積極開發包含停電通知、聊天功能和自助服務工具等服務的在線系統或者手機APP。奧地利的一家電網公司嘗試擴大使用包括聊天機器人在內的在線服務,并計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,各家配網公司提高客戶參與度的方法也各不相同,包括成立獨立的客戶參與部門、制定上網電價 (Feed-in Tariffs) 并實施激勵計劃等等。

積極應對能源轉型,探索中國特色之路

  全球范圍內的電力企業正在積極尋求創新方法,利用數字化和新技術驅動企業機遇,提供業務價值,管理安全威脅,積極應對能源轉型并實現可持續的未來。在中國,電力行業既展現出相似的行業共性,也有著不一樣的特征與格局。我國本輪電力體制改革已經進入深水期,加快增量配電網業務改革成為提升電網業務效率的重要方向。然而,由于缺乏技術沉淀,自身定位不清晰,以及配電價格機制不完善等內外部問題,我國的中小配網企業仍然面臨著巨大的成本與運營壓力。

  從該報告中來看,電力企業需要具備持續創新的技術理念,順應能源數字變革,進一步提升能效管理水平,推動電網自動化、信息化、數字化、智能化發展。同時,在實際運營過程中,配網企業需要更具智慧的運營策略,結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務機遇,在運營模式、組織架構、客戶服務等方面不斷優化調整,增強企業核心競爭力。

  2021年將迎來“十四五”的開局之年,我國經濟由高速增長期邁入高質量發展轉型的攻堅期,全國能源行業的轉型升級也將進入全面深化改革的關鍵階段。在當下全面深化能源轉型的重要節點,作為全球能源管理和自動化領域數字化轉型的專家,施耐德電氣將始終致力于提供創新的技術和產品,助力中國電力能源行業的高效可持續發展,與所有參與者共同落實清潔低碳、安全高效的現代能源體系。

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