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能源转型的多种挑战下,全球27家中型电网公司的应对之道

2020-09-14 09:02 来源:施耐德电气(中国)有限公司 评0 0

国际能源署近日发布相关报告称,2020年在世界各地饱受疫情影响的情况下,尽管全球电力需求全年将下降5%,可再生能源需求仍然增加1%,显示出全球范围内对于能源转型的坚定决心。世界经济论坛相关分析表示,新冠疫情迫使各行各业迅速采取行动,应对运营中断、需求变化和新型工作方式;与此同时,各地区政府部门亦借此机会,着眼于能源转型政策,增加相关投入,建立具有包容性的可持续能源系统,推动向清洁高效能源的快速转型。

然而,受制于规模和技术等因素的影响,中小型电力公司面对目前正在进行的能源转型却面临着诸多困难与挑战。这场能源转型会对电力行业带来哪些深刻变化?中小型电力公司应该采取怎样的数字化策略来应对能源转型?施耐德电气深入采访全球 27 家中型电网公司(分属美国、澳大利亚、德国、奥地利、丹麦、瑞典、法国、土耳其和意大利等国家),调查能源转型带来的影响以及电力公司对能源转型的反应,并发布《中型电网公司如何面对“颠覆”:挑战与策略》白皮书报告(下文简称为“报告”)。

艰难转型:六大关键挑战

在众多挑战当中,保证可靠供电仍然是配网公司都最为关注的问题。报告中,受访中的电网公司表示,其运营的主要目标为提升电力可靠性,包括减少断电时间、改善断电故障定位以及加快断电恢复。提升系统平均停电时间指数 (SAIDI) 和系统平均停电频率指数 (SAIFI),一直是配网公司“可靠性”使命的重要部分,也是许多地区监管机构的主要绩效考核指标。

电力行业也同时思考如何应对可再生能源、分布式能源等能源转型中的新趋势。随着新能源的崛起以及电力生产消费场景的变化,全球范围内的配网公司都意识到需要将更多精力集中在本地化、小型化和分散化的能源生产和分配上。将可再生能源和分布式能源引入能源组合并进行科学管理对于提升能效至关重要。而中小型配网公司由于无法承受在数据建模与分析等方面的巨额投资,对于智能电表的推进部署也非常受限。

随着联网设备的快速增加和物联网的发展,全球电力行业对网络安全的担忧也日益突出。在我国,全面提升网络安全规划能力被写进了十四五规划纲要,防范由网络攻击引发的大面积停电也已经成为相关规划中的重大课题。

此外,对于电力企业的运营发展而言,在能源转型的背景下如何改善投资决策流程、优化运营成本和预算、吸引与培养人才等也成为全行业关注的问题,共同构成了中型配网公司在能源转型期的六大挑战。在全球能源转型过程中,新的理念与技术不断涌现,各地政策法规与监管框架也在不断调整。如何在保证总支出在资本支出和运营支出之间取得均衡,并有效吸引和培养新型电力人才,该报告中通过实际案例提供了一些思路。

顺应潮流:四点运营策略

  • 寻求资源联营

近年来,全球电网公司并购案数量激增。削减成本、确保供电质量和提高效率的巨大压力,导致电网行业内的合并、协作和联营案例不断增多。报告中受访的电网公司认为,资源联营变得越来越必要和普遍,目前正在寻求特定领域(如智能电表、专用软件)的联营体,并愿意购买适当的解决方案,希望实现资源联营,从而实现规模效应并改善供电可靠性、提升质量绩效。受访中的一家公司正是两家公司在三年前合并而成,通过整合前公司的客户信息、呼叫系统和企业资源计划 (ERP) 系统来提高自身的运营效率。

部分地区的监管机构也认为资源联营是大势所趋,并且正在积极推动行业整合。以丹麦为例,丹麦的监管机构以SAIDI和SAIFI为衡量标准对不同的电网公司进行评价比较,要求电网公司降低运营支出和资本支出,提高电能质量,并提高成本效率,并根据评价推动电网公司进行相应的合并甚至关闭。预计10年后,在丹麦只存在非常少数的电网公司。

  • 提升低压电网可见性

随着智能电网,特别是分布式能源的发展,电网的可见性不断被强调,预测电网行为、有效管理电能质量变得至关重要。举例而言,澳大利亚的光伏使用正在飞速增长,然而当地配网公司表示目前中压 (MV)/低压 (LV) 电网缺乏必要的可见性,导致其无法正确管理光伏集成和需求响应,只能完全被动地进行操作,也无从了解剩余主机容量。

增强系统自动化水平可以有效提升电网可见性。美国加州的一家电网公司称其“变电站一级的自动化程度不高,目前缺乏可见性,数据点分布非常分散。”而团队正在加强其自动化系统,希望利用自动化来提高效率和可见性,解决相应需求,并根据需求满足情况采取进一步措施。

智能电表在可见性提升中也扮演着重要角色。一家奥地利的受访公司表示,电力公司“需要通过推出智能电表以及对变压器和柱上变电站的远程控制提高其低压电网的可见性和自动化程度,以适应可再生能源集成。”需要注意的是在某些地区,例如在新西兰,相关隐私政策规定,电力零售公司利用智能电表收集的数据不得与配网公司共享,因此配网公司无法使用智能电表的数据以优化电网运营。因此,在电力企业利用智能电表提升可见性时,需要充分考虑并严格遵守当地监管政策。

  • 优化网络安全策略

网络安全是近年来能源领域关注的一大焦点。物联网 (IoT)、智能电表等技术大幅推动了电力公司的发展,使电力公司可以实现更好的管理控制、更高的效率与可靠性。然而,庞大的联网设备数量和运营的数字化也使得配网公司极易成为网络攻击的目标;利用消费者数据(包括智能电表等智能基础设施收集的消费者数据)虽然可以使配网公司深入了解用户行为并进一步提升能效管理水平,却也存在数据可能被滥用的风险。

电力公司需要在法律框架下不断扩展并完善其网络安全策略,从而降低网络安全威胁,保护公司以及客户的隐私与声誉。在该研究报告中,一些受访的电力公司考虑将网络安全职能进行外包,或将数据转移至云端,目前正在谨慎评估该方式对于电网企业带来的安全风险;一家来自美国的电力公司表示其团队正在持续改进其获取、存储和使用数据的方式;另一家澳大利亚的电力企业则声称,公司正积极采取措施,确保电力产消主体和电网之间交易的安全性。

  • 增强客户参与

电力业务捆绑一般是指将发电、输电、配网和零售业务的整体运营组合服务。在捆绑型市场中,电力公司更加重视客户参与。通过增强客户参与,既可以改善客户的整体体验,也能够降低配网公司的运营成本。

一方面,电力企业可以通过智能电表等联网设备以及其他的高级分析工具来深入了解客户的能源使用情况,然后据此了解哪些报价更具吸引力,并改善电网运营的相关板块。澳大利亚的一家配网公司正在开发高级配网管理系统 (ADMS) 来帮助提升客户参与度。该公司认为电力行业在客户参与方面仍处于探索阶段,需要进一步研究客户决策和行为;同时该公司也讨论如何提供一种允许客户权衡决策的方案。

另一方面,许多电力公司为提升客户参与程度,正在积极开发包含停电通知、聊天功能和自助服务工具等服务的在线系统或者手机APP。奥地利的一家电网公司尝试扩大使用包括聊天机器人在内的在线服务,并计划对本地客服中心增加投资,从而提升客户亲密度。除此之外,各家配网公司提高客户参与度的方法也各不相同,包括成立独立的客户参与部门、制定上网电价 (Feed-in Tariffs) 并实施激励计划等等。

积极应对能源转型,探索中国特色之路

全球范围内的电力企业正在积极寻求创新方法,利用数字化和新技术驱动企业机遇,提供业务价值,管理安全威胁,积极应对能源转型并实现可持续的未来。在中国,电力行业既展现出相似的行业共性,也有着不一样的特征与格局。我国本轮电力体制改革已经进入深水期,加快增量配电网业务改革成为提升电网业务效率的重要方向。然而,由于缺乏技术沉淀,自身定位不清晰,以及配电价格机制不完善等内外部问题,我国的中小配网企业仍然面临着巨大的成本与运营压力。

从该报告中来看,电力企业需要具备持续创新的技术理念,顺应能源数字变革,进一步提升能效管理水平,推动电网自动化、信息化、数字化、智能化发展。同时,在实际运营过程中,配网企业需要更具智慧的运营策略,结合不同地域的具体情况以及自身资源条件,洞悉电力市场变化并捕捉新的业务机遇,在运营模式、组织架构、客户服务等方面不断优化调整,增强企业核心竞争力。

2021年将迎来“十四五”的开局之年,我国经济由高速增长期迈入高质量发展转型的攻坚期,全国能源行业的转型升级也将进入全面深化改革的关键阶段。在当下全面深化能源转型的重要节点,作为全球能源管理和自动化领域数字化转型的专家,施耐德电气将始终致力于提供创新的技术和产品,助力中国电力能源行业的高效可持续发展,与所有参与者共同落实清洁低碳、安全高效的现代能源体系。

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