智能变电站让电网实现转型

从全球能源价格到不断变化的竞争格局，不确定性依然存在，公用事业面临着多重挑战。尽管可再生能源的快速发展创造了更多的机会，但同时也带来了更多的复杂性。这些变化要求我们采取平衡的行动，从而推动了运营商对新技术和业务模型的需求。

例如，当今的电网都是着眼于大型能源而建，为单向生产和配送而设计。但是，未来看起来会大不相同，公用事业必须考虑更加多样化的前景。越来越普及的分布式能源 (DER)、电动汽车和可再生能源，需要对电网的设计、保护和管理方式进行重大改革。

随着客户变成能源生产者，需求曲线也在发生着变化，导致单向模型不再适用。可持续的能源生态系统需要转型为双向电力交换。

数字转型、技术和工程服务的全球领导者 Capgemini 与英特尔^® 携手合作，通过其变电站和电网边缘自动化解决方案来满足这些需求 — 从咨询到实施，再到生命周期管理。

借助该解决方案，公用事业公司可以通过完全虚拟化和双路多向操作使电网曲线变平。它让我们能够监视和管理所有资产上的负载和流量，简化能源生态系统，确定清洁能源的生产和消耗优先级，以及扁平化费率结构。

从智能变电站开始

“变化从变电站开始，因为在这里公用事业必须更有效地管理能源，” Capgemini XIoT 全球解决方案负责人 Philippe Ravix 说。“没有智能变电站，这一切都不可能。”

但是当今的变电站还存在局限性。比方说，每个功能（例如，异常检测、电压调节和负载平衡）都使用独立的控制系统。运营商难以管理由多个供应商提供的专有解决方案。每个供应商都有单独部署的硬件、不同的接口，并占用了宝贵的空间。

通过虚拟化这些功能，智能变电站将多个系统集成到单个跨系统平台中（图 1）。

该解决方案可以虚拟化和管理任何供应商交付的功能。这有助于公用事业轻松部署和运用新功能 — 从边缘到次级变电站。

“这关乎 IT 和运营技术 (OT) 的融合，但是您仍需满足运营技术的要求，包括安全、确定和强大的边缘平台，” Ravix 解释说。“我们正在带有参考架构的开放平台上提供此方案。”

此解决方案针对边缘的互操作性以及集中式的管理是 CAPEX 和 OPEX 实现成本效益的关键杠杆。

集成商可以借助单个模板工作，还可更轻松地添加新功能 — 使公用事业公司能够根据技术和业务需求灵活地选择任何供应商。

物联网设备增进了自动化

由于长期习惯于维护一些大型资产，公用事业和服务提供商面临着部署新型资源的需求，例如监视设备的传感器和摄像机。所有这些边缘设备（从最小型到最大型的设备），都必须协同工作，并连接到网络 — 即使它们在设计时并未考虑这一点。

“比方说，现在需要更高的安全性，我们得在变压器区域内安装摄像头，或者使用其他传感器来保护人员免受危险。” Capgemini 智能能源服务的总监 Thierry Batut 解释说。“我们可以部署大量的小型设备来增强自动化并提供新功能。”

通过与多家供应商合作，Capgemini 使这些不同数据源之间的集成更加容易，以提供可让电网更加智能的新型数字功能。

人工智能技术带来可指导行动的洞察信息

多种英特尔技术带来了为智能变电站提供本地智能所需的硬件和软件平台。例如，英特尔^® 人工智能和机器学习功能可为预测性维护提供实时决策，从而防止停机并降低运营成本。“您必须开启并利用边缘人工智能，才能为电网运营商带来更多价值，为系统带来更多自治权，也为网络上的客户和利益相关者创造更大的收益，” Ravix 说。

“英特尔发明了变电站解决方案，使平台具有本地智能并能够更好地监控能源市场，” Ravix 继续说道。“我们的合作伙伴关系促使 Capgemini 推出了一个完整的平台，以可扩展的方式确实满足了边缘自动化的所有计算需求。并且，对此平台寄予厚望的领先公用事业公司都进行了相关测试。”

规模发展智能电网

公用事业公司正紧密合作，一次性增加数百或数千个变电站，以满足瞬息万变的能源环境需求。“大型配电公司将他们的经验、信息以及通过实验取得的进步融合在一起，以使该技术成熟并得以大规模利用。” Ravix 说。

通过智能变电站对电网进行现代化改造，可为公用事业公司带来许多积极的业务成果，包括投资计划、资产生命周期改善、节省成本以及增加收入来源的可能性。部署人工智能、计算机视觉和机器学习等最新技术可提高效率并增强网络弹性。通过与英特尔的合作，Capgemini 正将其变为现实。