行業(yè)需要持續(xù)供電來保持其流程運行。公用事業(yè)公司努力確保為其客戶提供盡可能高的供應(yīng)可用性。在配電中，網(wǎng)絡(luò)運營商需要遵守法規(guī)，以確保穩(wěn)定和可用的電力供應(yīng)。在所有情況下，冗余系統(tǒng)的手動控制都很復(fù)雜，因此容易出現(xiàn)人為錯誤且耗時。

為了更好地管理這些行業(yè)面臨的日益復(fù)雜的需求，專注于自動化和通信的技術(shù)是創(chuàng)建自我修復(fù)電網(wǎng)的關(guān)鍵，該電網(wǎng)將保護資產(chǎn)密集型行業(yè)免受停電、確?？蛻魸M意度并支持將可再生能源整合到電網(wǎng)以穩(wěn)定和安全的方式運行。

這一點尤其重要，因為對電網(wǎng)的需求增加將迫使電力運營商提供可靠、不間斷的電力供應(yīng)。展望未來，很明顯，電力系統(tǒng)行業(yè)需要將兩項關(guān)鍵資產(chǎn)嵌入到電網(wǎng)的未來發(fā)展中：靈活性和彈性。

靈活性和彈性

2018 年，美國的斷電次數(shù)達(dá)到每位客戶 5.8 小時的高位。隨著 2021 年的展開，靈活性將意味著更快地應(yīng)對天氣中斷和供應(yīng)變化等意外情況。因此，雖然支持電網(wǎng)的一些基本措施需要手動操作，但利用自動傳輸系統(tǒng) (ATS) 和遠(yuǎn)程終端單元 (RTU) 等技術(shù)有助于支持自動決策。

以匈牙利北部一家領(lǐng)先的電力公司為例。通過監(jiān)控桿頂架空線路開關(guān)和次級變電站的自動化配電網(wǎng)絡(luò)，他們能夠發(fā)現(xiàn)故障檢測和方向信息，并在發(fā)生中斷時加快反應(yīng)速度。

對我們的第二項資產(chǎn)——彈性的需求，最好源于在電暈危機期間觀察到的全球供應(yīng)鏈的脆弱性。當(dāng)然，能源系統(tǒng)也是建立在全球供應(yīng)鏈的基礎(chǔ)上，但與其他行業(yè)不同的是，國家政策是用來降低當(dāng)?shù)貎涔?yīng)中斷的風(fēng)險。各國將天然氣、石油或煤炭儲存數(shù)周甚至數(shù)月，過去將這些能源載體轉(zhuǎn)換為電力是在當(dāng)?shù)剡M行的。但隨著對地理集中的可再生能源的日益依賴，這一概念正在發(fā)生變化。未來的電力系統(tǒng)將更加互聯(lián)，它們將在更接近其極限的情況下運行——因此更容易受到攻擊。由于無法存儲風(fēng)能、太陽能輻射或大量電能，因此需要新的概念。

因此，復(fù)原力，即能夠度過危急情況而不是專注于避免它們的能力將變得更加重要。這尤其適用于系統(tǒng)因更多互連而變得更加復(fù)雜和潛在脆弱性的情況。因此，數(shù)字化系統(tǒng)將更加依賴通信基礎(chǔ)設(shè)施。在這種情況下，彈性意味著它們?nèi)匀豢梢蕴峁┗竟δ?，以防這些基礎(chǔ)設(shè)施不可用。

那么這一切怎么可能呢？

關(guān)鍵技術(shù)

自愈電網(wǎng)的第一步是基于 RTU 的自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng) (ATS)，該系統(tǒng)特別適用于避免中低壓供電的長時間中斷，并用于小型工業(yè)、公用事業(yè)、數(shù)據(jù)中心、交通運輸以及商業(yè)和公共建筑。

具體而言，基于 RTU 硬件的 ATS 功能專為應(yīng)急燈、危險通風(fēng)、冷卻系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和警報處理和監(jiān)控中的延時傳輸而設(shè)計，以確保與電池系統(tǒng)或發(fā)電機相結(jié)合的持續(xù)供電。

Hitachi ABB Power Grids，配電網(wǎng)絡(luò)可用性——自動傳輸系統(tǒng)

瑞士最大的機場之一曾親身體驗過該系統(tǒng)。機場有多個應(yīng)急電源組。16kV 中壓 (MV) 網(wǎng)絡(luò)分為多個自治部分。每個扇區(qū)都有一個中壓配電站（所謂的終端站）以及幾個變電站。變電站包括到終端站的主連接，在變電站之間具有環(huán)形連接選項。這一概念提高了建筑物中的供電可靠性。使用 RTU，機場 MV 電源的每個部分都得到了自主控制和監(jiān)控，從而確保了機場支持的數(shù)百萬乘客、貨物和航班始終正常運行。

以下是開環(huán)配置的故障檢測隔離和恢復(fù) (FDIR) 示例：

日立 ABB 電網(wǎng)，自愈式配電網(wǎng)，RTU500 高效高效的現(xiàn)場自動化，2020

網(wǎng)格正在向地理分布式智能過渡。在人力資源有限的情況下維護如此多的設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)運營商來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。RTU 為網(wǎng)絡(luò)運營商提供了一個安全的界面，以保持最新狀態(tài)并控制所有資產(chǎn)。

一條連接英國和歐洲大陸的主要高速鐵路線是所有技術(shù)協(xié)同工作時可能發(fā)生的事情的一個例子。為保證運營順暢，高鐵線路沿線設(shè)有多個變電站，以確保電力始終流向軌道。變電站通過一個 SCADA 軟件系統(tǒng)連接起來，該系統(tǒng)收集和解釋來自沿線設(shè)備的數(shù)據(jù)。此外，每個變電站都配備了RTU，負(fù)責(zé)執(zhí)行SCADA系統(tǒng)發(fā)出的指令，確保電力安全可靠流動。

電力格局正在迅速發(fā)展。無論挑戰(zhàn)是尋找互惠互利的方式來整合大宗可再生能源、本地分布式能源，還是微電網(wǎng)、數(shù)字變電站和其他智能電網(wǎng)技術(shù)，例如基于 RTU 的 ATS 系統(tǒng)，都可以為電力運營商提供蓬勃發(fā)展所需的優(yōu)勢。

審核編輯 黃昊宇