面臨挑戰的老舊電網

全球能源轉型的成敗，取決于能否實現老舊電網的現代化。這些電網最初是為了集中式化石燃料發電而設計，如今正面臨分布式可再生能源并網的挑戰。若不能完成重大升級，現有電網系統恐將成為制約凈零碳排放目標達成的阻礙。

根據國際能源署 (IEA) 的預測，要實現 2015 年《巴黎氣候協定》設定的 1.5℃ 溫控目標，2040 年前全球需新建或改造的電網總長度將達 8,000 萬公里——這規模相當于目前全球電網總里程1。這前所未有的龐大工程量讓全球電網現代化進程愈發復雜。IEA 認為，電網現代化需要突破三大關鍵挑戰：

1. 容量危機

電動汽車、AI 數據中心及熱泵正在將電力需求推向歷史新高。在很多地區，電網容量必須擴展至現有水平的 2-3 倍才能滿足不斷增長的需求，這對現有基礎設施構成了巨大壓力。

2. 可再生能源并網延遲困局

截至 2024 年 7 月，全球累計有 1,650 GW 的風電、光伏和水電項目因監管障礙、基礎設施瓶頸及資金問題而處于等待并網審批狀態2。

3. 區域電網差異性

各地區的電網系統存在顯著差異，由此造成各不相同的運營挑戰。以美國得克薩斯州為例，該州電網近乎獨立運行，與其他州電網的連接很有限，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韌性。

電網現代化轉型的三大支柱

電網現代化面臨嚴峻挑戰，卻是實現能源轉型的關鍵所在。Moxa 提出能源系統轉型的三大戰略支柱：

1. 基于 IEC 61850 的數字化解決方案

最初為變電站自動化制定的 IEC 61850 標準，現已成為整個能源生態系統的基石。其標準化通信協議，如制造報文規范 (MMS)、通用面向對象變電站事件 (GOOSE) 和采樣測量值 (SMV)，促進了無縫數據交換，在確保系統整體一致性、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：簡化不同供應商設備之間的集成，降低系統復雜性。

統一數據模型：支持實時運營，優化分布式能源 (DER) 并網。

面向未來的系統：可擴展系統，適應多向能源流和不斷增長的電網需求。

2. 儲能系統：電網穩定之錨

電池儲能系統 (BESS) 在平衡電網與間歇性可再生能源以及維護電網穩定方面發揮著至關重要的作用。

頻率穩定：通過毫秒級響應吸收過剩電力或釋放儲存能量來校正頻率偏差，從而保持電網頻率穩定性。

動態發電與負荷平衡：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. 能源轉型中的消費者賦權

能源消費者正從單一的被動使用者轉變為能源生態系統的積極參與者。

需求響應計劃：通過激勵機制，促使消費者改變能源使用習慣，緩解高峰時段電網壓力。

分布式儲能：幫助社區就地存儲和使用可再生能源，提升電網可靠性。

電動汽車整合：基于智能充電管理技術的智能電動汽車基礎設施建設，正推動電動汽車作為移動儲能單元支持電網靈活調節。

電網轉型的全球成功案例

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，使可再生能源并網容量提升一倍，成功推動泰國成為東南亞地區新興的能源樞紐。了解更多

2. 澳大利亞：可再生能源與未來電網的完美融合

澳大利亞始終走在可再生能源并網技術的前沿，通過將太陽能、風能、電池儲能系統與傳統能源有機結合，并借助實時監測和智能電網控制技術，持續強化電網穩定性。了解更多

3. 德國：以實時電網透明度助推電動汽車發展

德國已實施低壓電網監測項目，旨在采集變壓器運行性能的實時數據。該舉措不僅實現了電網運行的透明化，有效預防過載風險，同時為電動汽車的大規模普及提供了有力支撐。了解更多

邁向未來：構建韌性能源體系

電網現代化是能源轉型的重要基礎。通過數字化、能源儲存及消費者賦能，全球電網系統將克服當前面臨的種種挑戰，加速實現可持續發展目標。

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