電網(wǎng)現(xiàn)代化：開啟智慧能源新紀(jì)元

作者：是德科技高級(jí)副總裁兼首席營(yíng)銷官M(fèi)arie Hattar

當(dāng)前電網(wǎng)正承受巨大壓力：用電需求激增、部分系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)陳舊過時(shí)并亟待現(xiàn)代化改造，同時(shí)還要應(yīng)對(duì)極端天氣的考驗(yàn)。這三重因素將關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施置于聚光燈下被審視，凸顯出建設(shè)更具韌性、更高效、更智能電網(wǎng)的迫切需求。

隨著電動(dòng)汽車與高能耗數(shù)據(jù)中心成為推動(dòng)中國(guó)電力需求增長(zhǎng)的重要因素，全社會(huì)用電量正呈飆升之勢(shì)。國(guó)際能源署（IEA）《2025年電力報(bào)告》指出，盡管各類預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)差異較大，但預(yù)計(jì)到2027年，中國(guó)數(shù)據(jù)中心的用電量或?qū)��?shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)。自2020年以來，中國(guó)電力需求增速已超越GDP增速。該態(tài)勢(shì)由多重因素共同驅(qū)動(dòng)。中國(guó)快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)普遍屬于高能耗領(lǐng)域；加之交通運(yùn)輸及工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域的電氣化轉(zhuǎn)型廣泛趨勢(shì)，最終形成了電網(wǎng)負(fù)荷增速遠(yuǎn)超整體經(jīng)濟(jì)增速的局面。

高能耗數(shù)據(jù)中心

用電需求激增疊加凈零排放目標(biāo)，迫使輸電容量大幅提升。然而，項(xiàng)目審批流程耗時(shí)漫長(zhǎng)，一些薄弱地區(qū)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施老化，難以滿足當(dāng)下運(yùn)行需求，電力公司意識(shí)到，電網(wǎng)現(xiàn)代化至關(guān)重要。

能源生態(tài)系統(tǒng)

此篇是德科技文章將探討如何應(yīng)對(duì)當(dāng)前的核心挑戰(zhàn)，即通過創(chuàng)新將電網(wǎng)改造升級(jí)為一套具備韌性、安全性且可持續(xù)的系統(tǒng)。推動(dòng)該轉(zhuǎn)型的主要驅(qū)動(dòng)力包括：

未來幾年，中國(guó)可再生能源的快速擴(kuò)張預(yù)計(jì)將滿足約90%的新增電力需求。然而，太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電具有顯著的不穩(wěn)定性，這就要求電網(wǎng)完成升級(jí)改造，以在保障供電可靠性的前提下應(yīng)對(duì)這些波動(dòng)。電池技術(shù)的進(jìn)步（包括鐵-空氣電池和鈉離子電池系統(tǒng)）將通過快速儲(chǔ)存多余電力以備后用，有效緩解這一難題，從而延長(zhǎng)放電時(shí)間、提高效率，并降低成本。

新型儲(chǔ)能方法的整合應(yīng)用將成為電網(wǎng)現(xiàn)代化改造的重要組成部分。鋰離子電池具備高能量密度、快速充電能力，它除了支持可再生能源外，還適用于電動(dòng)汽車和電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能等多種場(chǎng)景。其他備選方案包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。這些技術(shù)將與固態(tài)電池、氫儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)同提升電網(wǎng)穩(wěn)定性，助力構(gòu)建更具韌性與可靠性的新型電網(wǎng)。

構(gòu)建更高效的基礎(chǔ)設(shè)施與系統(tǒng)，需要融入更多智能技術(shù)。預(yù)測(cè)性分析、人工智能驅(qū)動(dòng)的電網(wǎng)管理系統(tǒng)，以及自主能源系統(tǒng)將得到廣泛部署。這些技術(shù)將通過對(duì)電力配送的監(jiān)控、調(diào)控與優(yōu)化，提升電網(wǎng)整體運(yùn)行效率。

電網(wǎng)屬于信息物理系統(tǒng)，其發(fā)展程度越高，就越需要依托無縫協(xié)同的通信技術(shù)，保障電力的傳輸與接收，并實(shí)現(xiàn)損耗的精準(zhǔn)鎖定。在電網(wǎng)現(xiàn)代化改造進(jìn)程中，通信體系也將完成升級(jí)。5G網(wǎng)絡(luò)的融入將提升數(shù)據(jù)傳輸效率、降低時(shí)延。支持雙向通信與傳輸?shù)母呒?jí)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施，將為電力公司提供細(xì)粒度的用電信息。而物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的廣泛部署，將進(jìn)一步提升電網(wǎng)的運(yùn)行效率與響應(yīng)速度。

電網(wǎng)互聯(lián)程度的提升，疊加可再生能源與清潔能源的推廣，客觀上擴(kuò)大了不法分子可以利用的安全漏洞范圍。筑牢安全防線至關(guān)重要：既有助于降低被攻擊的幾率，也有助于保護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。

為應(yīng)對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn)，并提升電網(wǎng)韌性，電力公司需從多個(gè)維度強(qiáng)化安全態(tài)勢(shì)。具體策略包括：通過網(wǎng)絡(luò)分段策略遏制惡意軟件和網(wǎng)絡(luò)攻擊擴(kuò)散，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理以防止未經(jīng)授權(quán)訪問，部署入侵檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控可疑的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)。在運(yùn)營(yíng)層面，開展培訓(xùn)、制定應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃，實(shí)施定期審計(jì)等都是應(yīng)對(duì)不斷演變的威脅、增強(qiáng)安全防護(hù)的關(guān)鍵舉措。

測(cè)試范圍擴(kuò)大

隨著分布式能源、充電站、發(fā)電設(shè)備等各類系統(tǒng)與技術(shù)的不斷接入，相關(guān)設(shè)備均需通過嚴(yán)格的測(cè)試驗(yàn)證。例如，電動(dòng)汽車充電需滿足可靠的要求，同時(shí)避免致使電力系統(tǒng)過載。人工智能工具可模擬真實(shí)負(fù)荷場(chǎng)景，確保系統(tǒng)能支撐高峰用電需求。管理太陽(yáng)能、風(fēng)能、儲(chǔ)能及電網(wǎng)系統(tǒng)的電力分配，離不開先進(jìn)電力電子技術(shù)的支撐，這也進(jìn)一步擴(kuò)大了測(cè)試工作需求。電網(wǎng)正逐步演變?yōu)檐浻布�結(jié)合的復(fù)雜系統(tǒng)，而測(cè)試環(huán)節(jié)將成為決定電網(wǎng)轉(zhuǎn)型速度的關(guān)鍵因素。

驅(qū)動(dòng)未來

面對(duì)持續(xù)攀升的電力需求，以及宏偉的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，電網(wǎng)現(xiàn)代化改造勢(shì)在必行�？稍偕�能源、分布式能源、電池儲(chǔ)能，以及網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域?qū)⒊掷m(xù)發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新將成為這場(chǎng)變革的核心驅(qū)動(dòng)力。到2030年，發(fā)電、輸配電與用電的格局將較本十年之初發(fā)生翻天覆地的變化。這場(chǎng)轉(zhuǎn)型將打造出一個(gè)更可持續(xù)、更可靠、更安全的電網(wǎng)體系，為日益智能化、互聯(lián)化的世界提供堅(jiān)實(shí)的支撐。