行業需要持續供電來保持其流程運行。公用事業公司努力確保為其客戶提供盡可能高的供應可用性。在配電中，網絡運營商需要遵守法規，以確保穩定和可用的電力供應。在所有情況下，冗余系統的手動控制都很復雜，因此容易出現人為錯誤且耗時。

為了更好地管理這些行業面臨的日益復雜的需求，專注于自動化和通信的技術是創建自我修復電網的關鍵，該電網將保護資產密集型行業免受停電、確保客戶滿意度并支持將可再生能源整合到電網以穩定和安全的方式運行。

這一點尤其重要，因為對電網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。展望未來，很明顯，電力系統行業需要將兩項關鍵資產嵌入到電網的未來發展中：靈活性和彈性。

靈活性和彈性

2018 年，美國的斷電次數達到每位客戶 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對天氣中斷和供應變化等意外情況。因此，雖然支持電網的一些基本措施需要手動操作，但利用自動傳輸系統 (ATS) 和遠程終端單元 (RTU) 等技術有助于支持自動決策。

以匈牙利北部一家領先的電力公司為例。通過監控桿頂架空線路開關和次級變電站的自動化配電網絡，他們能夠發現故障檢測和方向信息，并在發生中斷時加快反應速度。

對我們的第二項資產——彈性的需求，最好源于在電暈危機期間觀察到的全球供應鏈的脆弱性。當然，能源系統也是建立在全球供應鏈的基礎上，但與其他行業不同的是，國家政策是用來降低當地儲備供應中斷的風險。各國將天然氣、石油或煤炭儲存數周甚至數月，過去將這些能源載體轉換為電力是在當地進行的。但隨著對地理集中的可再生能源的日益依賴，這一概念正在發生變化。未來的電力系統將更加互聯，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。由于無法存儲風能、太陽能輻射或大量電能，因此需要新的概念。

因此，復原力，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。這尤其適用于系統因更多互連而變得更加復雜和潛在脆弱性的情況。因此，數字化系統將更加依賴通信基礎設施。在這種情況下，彈性意味著它們仍然可以提供基本功能，以防這些基礎設施不可用。

那么這一切怎么可能呢？

關鍵技術

自愈電網的第一步是基于 RTU 的自動轉換系統 (ATS)，該系統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、公用事業、數據中心、交通運輸以及商業和公共建筑。

具體而言，基于 RTU 硬件的 ATS 功能專為應急燈、危險通風、冷卻系統、通信系統和警報處理和監控中的延時傳輸而設計，以確保與電池系統或發電機相結合的持續供電。

Hitachi ABB Power Grids，配電網絡可用性——自動傳輸系統

瑞士最大的機場之一曾親身體驗過該系統。機場有多個應急電源組。16kV 中壓 (MV) 網絡分為多個自治部分。每個扇區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控，從而確保了機場支持的數百萬乘客、貨物和航班始終正常運行。

以下是開環配置的故障檢測隔離和恢復 (FDIR) 示例：

日立 ABB 電網，自愈式配電網，RTU500 高效高效的現場自動化，2020

網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備對網絡運營商來說是一個巨大的挑戰。RTU 為網絡運營商提供了一個安全的界面，以保持最新狀態并控制所有資產。

一條連接英國和歐洲大陸的主要高速鐵路線是所有技術協同工作時可能發生的事情的一個例子。為保證運營順暢，高鐵線路沿線設有多個變電站，以確保電力始終流向軌道。變電站通過一個 SCADA 軟件系統連接起來，該系統收集和解釋來自沿線設備的數據。此外，每個變電站都配備了RTU，負責執行SCADA系統發出的指令，確保電力安全可靠流動。

電力格局正在迅速發展。無論挑戰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、數字變電站和其他智能電網技術，例如基于 RTU 的 ATS 系統，都可以為電力運營商提供蓬勃發展所需的優勢。

審核編輯 黃昊宇