智能电网：可靠、弹性且可再生的组合式供电

在世界各地，我们依靠电力和能源为每个家庭、工作场所和日常活动场所提供动力——从杂货店、餐馆，到学校和医院。

这项基本服务是日常生活的基础，但随着全球致力于减少对化石燃料的依赖、增加可再生能源的使用和整合数字技术，供电服务正在经历巨大的变革。这种转变有望提升全球电力的可持续性，但其过程却充满挑战。

让我们来详细分析一下。先进数字化技术的快速应用进一步提升了整个电力供应周期(从发电到输电，再到配电)的复杂性。与此同时，越来越多的电力公司正在将可再生能源与煤炭、核能和天然气等传统能源相结合，以满足可持续性要求。事实上，全球可再生能源发电量在 2020 年增长了近 7%，预计 2021 年增长 8% 以上，这是自 20 世纪 70 年代以来极为快速的同比增长。

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随着电力行业的不断发展，自动化软件和技术将有助于推动持续且有意义的变革，从而在可再生能源的可靠性、适应力和使用方面取得进步。

可再生能源

虽然大家都认同向可再生能源转型，但这需要仔细研究这对不间断发电的影响，以满足人民需求并确保可靠的电网管理。保持照明是毋庸置疑的优先事项，然而，当从集中式电网向分散式电网转变时，将通过屋顶太阳能电池板、小型风力涡轮机、电池储能系统、微电网和电力组合热电厂获得更多的可再生和分布式能源(DER)，届时将面临重大挑战。特别是，在阳光或风力不足的情况下，可再生能源可能会供应不足。

为了加快向可再生电力的转变，在电力网络从传统的大型实体设施（通过天然气、煤炭等单一来源发电）转向可以组合起来形成未来“虚拟”发电厂的、更具可再生性的分布式能源时，需要进行相应的平衡。

此外，能源领域还需要克服与电网中集成可再生能源和分布式能源相关的下一轮挑战，包括增加互连点和双向电力流，这两者都可能导致电网不稳定。更为复杂的是，一些能耗大户开始涉足能源供应市场。例如，从当地电力公司购电的消费者也在出售太阳能电池板或经营电动汽车充电站，并将其接入电网。这些复杂的能源流动要求对电网基础设施和分析进行创新与投资。

Emerson Sustainable Grid Solutions

可靠性 + 适应力

如今，现有的技术使发电厂能够应对部分发电和电网管理难题。但其中一个巨大的挑战是，能否在大型和小型能源之间无缝切换，以便在互联的集中式系统中实现能源建模、聚合、优化和调度。这种互连性和无缝集成对于安全、智能、实时地向电网大规模提供可预测、可靠的电力至关重要。

集中式运营聚合了本地的源头控制，实现从传统发电厂到太阳能发电厂、风电场和微电网等地理分散设施的协作管理，可优化效率、提高可靠性和可用性，并降低整个电网的成本。

艾默生电力和水务解决方案业务总裁 Bob Yeager 先生表示：“凭借强大的软件和自动化解决方案，我们看到了可再生、可靠且弹性电力的可行性，以及未来在全球范围内大规模实现的可能性。”

管理和预测电网行为是另一项挑战。艾默生的可持续电网解决方案由 OSI 数字电网解决方案和 Ovation 软件与技术组成，通过实时需求预测、运营可视性和分析，将整个电网产生的数据转化为可操作的洞察，以实现更准确的决策。无线解决方案、数字孪生仿真、高级控制应用程序和分析软件等技术使电力行业能够优化能源效率、动态模拟电力生产并更轻松地将可再生能源整合到混合能源中。

艾默生的数字电网解决方案协助欧洲一家为荷兰和德国近 4200 万人提供服务的大型输电运营商 TenneT 平衡电力供需关系，同时采用更环保的能源。

美国金谷电力协会旗下的 Eva Creek 风电场是阿拉斯加大型风电场，其数字化转型项目采用艾默生的端到端解决方案，使运营和维护成本降低了 65%。 Ovation 自动化平台和 OSI Monarch 软件为预测和调度提供更准确的设备诊断和分析，有助于实现更具弹性和更智能的电网。

在不断追求可持续性目标和业务成果的过程中，电力生产商需要更强大的分析、自动化技术和网络管理软件来打造更智能、更可靠和更有弹性的电力企业。