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面临挑战的老旧电网
全球能源转型的成败，取决于能否实现老旧电网的现代化。这些电网最初是为了集中式化石燃料发电而设计，如今正面临分布式可再生能源并网的挑战。若不能完成重大升级，现有电网系统恐将成为制约净零碳排放目标达成的阻碍。
根据国际能源署 (IEA) 的预测，要实现 2015 年《巴黎气候协定》设定的 1.5℃ 温控目标，2040 年前全球需新建或改造的电网总长度将达 8,000 万公里——这规模相当于目前全球电网总里程1。这前所未有的庞大工程量让全球电网现代化进程愈发复杂。IEA 认为，电网现代化需要突破三大关键挑战：
1. 容量危机
电动汽车、AI 数据中心及热泵正在将电力需求推向历史新高。在很多地区，电网容量必须扩展至现有水平的 2-3 倍才能满足不断增长的需求，这对现有基础设施构成了巨大压力。
2. 可再生能源并网延迟困局
截至 2024 年 7 月，全球累计有 1CONTROL ENGINEERING China版权所有,650 GW 的风电、光伏和水电项目因监管障碍、基础设施瓶颈及资金问题而处于等待并网审批状态2。
3. 区域电网差异性
各地区的电网系统存在显著差异，由此造成各不相同的运营挑战。以美国得克萨斯州为例，该州电网近乎独立运行，与其他州电网的连接很有限，这种特殊性要求必须采用本地化定制解决方案来确保电网韧性。
电网现代化转型的三大支柱
电网现代化面临严峻挑战，却是实现能源转型的关键所在。Moxa 提出能源系统转型的三大战略支柱：
1. 基于 IEC 61850 的数字化解决方案
最初为变电站自动化制定的 IEC 61850 标准，现已成为整个能源生态系统的基石。其标准化通信协议，如制造报文规范 (MMS)、通用面向对象变电站事件 (GOOSE) 和采样测量值 (SMV)，促进了无缝数据交换CONTROL ENGINEERING China版权所有，在确保系统整体一致性、可靠性的同时提高了部署效率。IEC 61850 框架具备以下性能：
互操作性：简化不同供应商设备之间的集成，降低系统复杂性。
统一数据模型：支持实时运营，优化分布式能源 (DER) 并网。
面向未来的系统：可扩展系统，适应多向能源流和不断增长的电网需求。
2. 储能系统：电网稳定之锚
电池储能系统 (BESS) 在平衡电网与间歇性可再生能源以及维护电网稳定方面发挥着至关重要的作用。
频率稳定：通过毫秒级响应吸收过剩电力或释放储存能量来校正频率偏差www.cechina.cn，从而保持电网频率稳定性。
动态发电与负荷平衡：在用电低谷时段储存剩余电能，在用电高峰时段释放电能。
3. 能源转型中的消费者赋权
能源消费者正从单一的被动使用者转变为能源生态系统的积极参与者。
需求响应计划：通过激励机制，促使消费者改变能源使用习惯，缓解高峰时段电网压力。
分布式储能：帮助社区就地存储和使用可再生能源，提升电网可靠性。
电动汽车整合：基于智能充电管理技术的智能电动汽车基础设施建设，正推动电动汽车作为移动储能单元支持电网灵活调节。
电网转型的全球成功案例
1. 泰国：打造东南亚能源枢纽的崛起之路
泰国正在运用智能电表分析用户用电行为，并对变电站进行 IEC 61850 标准升级改造。这些措施已有效减少电力中断事故，使可再生能源并网容量提升一倍，成功推动泰国成为东南亚地区新兴的能源枢纽。了解更多
2. 澳大利亚：可再生能源与未来电网的完美融合
澳大利亚始终走在可再生能源并网技术的前沿CONTROL ENGINEERING China版权所有，通过将太阳能、风能、电池储能系统与传统能源有机结合，并借助实时监测和智能电网控制技术，持续强化电网稳定性。了解更多
3. 德国：以实时电网透明度助推电动汽车发展
德国已实施低压电网监测项目，旨在采集变压器运行性能的实时数据。该举措不仅实现了电网运行的透明化，有效预防过载风险，同时为电动汽车的大规模普及提供了有力支撑。了解更多
迈向未来：构建韧性能源体系
电网现代化是能源转型的重要基础。通过数字化、能源储存及消费者赋能，全球电网系统将克服当前面临的种种挑战，加速实现可持续发展目标。
Moxa 作为这一转型的引领者，致力于提供先进的通信解决方案CONTROL ENGINEERING China版权所有，助力提升电网可靠性、灵活性和运行效率。从基于 IEC 61850 标准的改造升级到大规模储能系统建设，我们凭借专业的通信技术，不断赋能能源企业，助其打造极具韧性、净零排放的未来能源体系。
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