為電力系統的數位化充電
在減碳措施以及對抗氣候變遷的前提下,電力系統正發生著巨大的變化。將電力系統數位化的需求顯得更加重要,因為它可以協助推動與加速這些工作。
然而政府法規、新的安全威脅以及對可再生能源的需求,正在對電力系統帶來壓力。
我們與工業數位的領導者 ABB 技術中心經理 Jani Valteri 對話,討論電力系統的持續發展、現代化工作的重要考量、政府法規所扮演的角色,以及這對這個業界所代表的意義。
過去幾年電力網路如何發展,又是什麼驅動著這些改變?
過去幾年發生了比前二十年還要顯著的變化。其中一個大的動力在於社會要求減碳以及對抗氣候變遷。當然這是因應社會整體的其中一個面向,因為我們社會中的電力的確是可以支援這點的一大工具,原因在於電力是少數幾個可以以零碳足跡產生的彈性能源之一。
我們看到了很多事情基於這個理由而發生。在發電現場,我們看到了可再生能源的產生。在使用端,我們看到需求端的回應、受到控制的消耗情形,以及各式的新裝置。
我們也看到全新與系統連線的主動元件。也許是儲存能源。我們開始看到電動車和其他類似的元件。
除此之外,其中一個關鍵在於數位化,它確實加速了改變,並且讓改變可以很快發生。
您認為電力系統接下來會發生什麼?
許多推力正朝向個人消費者的行為與政府法規。另一方面,我們也開始看到更臻成熟的技術產生。
這當中也存在著一些不可預測。無論我們現在預測五年後會發生什麼,我相信改變會發展得更快。而這也是我們必須非常認真採用數位技術的另一個原因,因為它是唯一足夠靈活且得以真正適應這點、並使這個轉變平穩可靠地發生的技術。
政府和其他監管機構正在做些什麼來使電力系統現代化、數位化,使其更加靈活?
不同的面向正在進行著很多事情。就在過去幾個月,我們看到了不同類型的政府投資組合與籌資計畫,直接強調在潔淨能源與數位化上。
政府法規也帶給電力的可靠性更多壓力。我們看到在電力能源上,其比例正在成長。這意味著對社會來說變得更加關鍵。
同時技術也更臻成熟。 虛擬化即為其中一例。成熟到更足以在能源產業上運用。
在這方面,虛擬化代表著什麼?
在論及能源或電力系統時,我們常會提到主要設備與二級設備。
主要設備是指交換機與變電器,以及集結開啟電路或關閉電路的設備,將能源從一個形式轉換成另一種形式。二級設備是在其上的智慧設備,亦即用來全程監控以確保運作無誤,或者若有錯誤需予以因應的設備。
這個作為智慧層的二級系統,正是正在快速發展的軟體導向領域。過去曾經有許多分離式的小型裝置具有一定程度的智慧功能。現在我們看到一個趨勢,有越來越多的標準裝置以軟體層級進行更多的客製。
我們看到更多形同電腦的技術或工業運算技術導入。除此之外,我們看到一個趨勢,是從使用裸機或這些原生軟體解決方案,轉向採用可在許多地方執行的虛擬映像。
這一點確實將實體與數位的世界進一步分離,並給予了更多的自由,來對任何可能發生的各種變化快速做出反應。
可以請您提供您與您的客戶在執行這項技術上的實例嗎?
其中一個例子是變電所的管理。傳統上的做法,是以多種不同的保護電驛,針對特定元件進行特定的保護功能。我們做了一項試驗,將所有功能放在一個純軟體的裝置上,如此一來即可即時更新,而無須在實體層級進行任何變更。
我們也有多種試驗,將多項獨立的裝置從多個整合為一個或二個(如果我們想要做到備援),並且完成所有的客製化;軟體與硬體完全一樣。
變電所的重要性是什麼?
變電所一直以來、以後也會是電力系統中非常重要的中樞。同樣地,就如同我們將資料中心視為資訊網路的重要中心,基地台則是通訊網路的重要中樞。
隨著社會越來越依賴電力能源,變電所處於很好的狀態變得更為重要,要有良好效能,具備非常好且優質的保護力,提供最佳的效能。
在往前推動的同時,您是否看到變電所的功能或角色產生大幅的變化?
我沒有看到角色上大幅的改變。我看到的是角色上的加強與隨之而來的成長。在以前已經是很重要的一部分,而我們也看到它的重要性會持續。
您如何看待網路威脅的發展,而這個產業應該如何因應這些威脅?
我們需要彈性。我們需要數位化。我們需要遠端更新的功能以及遠端進行重新配置的能力。這些都非常需要網路安全,但是要如何做呢?其中一種方法,是非常主動參與將行動標準化的最新行動。
我們增加了研發的工作、進行大量測試,實際運用新的技術。系統的更新能力與彈性提供了我們管道,也就是如果發生了什麼事,或者我們留意到需要做出改變,即可以快速在整體網路中部署以提升網路安全。
我們必須將意識提高、分享最佳做法,並且在不同的地方擁有一套確實穩固的工作模式。時常我們看到科技把我們帶到一個程度,但是之後必須一定的個人指導方針與規定,讓人們確實尊重並遵循一定的指南工作。接著保持高度的網路安全,在系統使用中且無人監控時保持警覺。
您認為在確實採取什麼行動之前,需要先有一個經過充分驗證的基礎嗎?
裝置、電子裝置與硬體的高度可靠性非常重要。光有非常可靠的硬體不夠,接著則需要置入軟體。
我們也需要對各層級的軟體做相同的考量。我們必須有非常強大的數位骨幹、或是軟體底層,同時也維持著高度的軟體完整性。因為當我們論及這些必須在遠端更新、重新設定、在運作中的系統做改變的領域,也同時需要保持安全並保護網路時,我們也需要對軟體提供類似的好的分層做法,才得已確認在更動某些部分時,特定的部分十分強大且可靠。
所以如果只看軟體的話,它會帶來很有趣的需求與新的條件。
將基礎架構現代化的關鍵考量有哪些?
在國家層級、政治層級上很重要的一部分是政府法規。它們時常傾向於指引許多事情,例如公用事業分配系統營運商該做或不該做的事。重要的是在於這些政府須確實支持採用新技術、支持創新,而不是提倡以傳統的方式因應挑戰。
除此之外,隨時對新技術保持開放的態度很重要,但是必須透過完全控制的方式進行,不得容忍任何低品質。同時要與您信任、且嚴肅看待安全性與可靠性的好夥伴合作。
Intel® 與 ABB 之間的合作關係如何協助推動這些解決方案?
與 Intel® 的合作非常好。我們進行了非常好的試驗,將變電所的功能提升至全新的軟體層級,朝著數位化、虛擬化、數位技術前進。那是項非常好的合作。
很重要的一點在於這不只是技術。這攸關著整個網路。是攸關整個生態系統,不是只有技術的生態系統,而是還有企業的生態系統。當我們開始結合 IT 與能源,我們看到公用事業與電信營運商彼此越來越靠近。
這也意味著事業的藍圖正在改變,我們也將會看到一些角色上的變化。我們也許會看到一些管理電力網路數位領域的新角色,將一些新的數位服務帶入能源網路。這必須具有非常安全的層級,才可以授權讓它使用。
我也預期會有新的角色與新的企業生態系統出現,將會進一步改變遊戲或整體環境,同時也提高速度,並帶入新的角色,在這些領域帶入新的創新。
我所預期的未來是,當事情彼此之間更加緊密,也看到了新的生態系統時,我們也會看到系統設定方式以一定的速度改變。
復原能力還是保護,也將意味著我們如何結合這項矛盾。我們如何提供彈性與適應性,讓環境更具強度,同時擁有最大的彈性?另外還有我稱為不同類型的彈性,我們以前不認為是彈性,但是現在也是。
如果您了解現有的含義,許多字詞將會變得更為廣義,而安全性與復原能力的含義將會擴大一些。
最後您有沒有什麼想法想提供給我們的讀者?
我的結論是,請用好的、可靠的方式進行轉變。我們的確需要系統的復原能力,也就是系統性的方法來保持系統安全,但我們也需要有良好、開放的合作。
我們現在有 ABB 與 Intel,以及許多其他公用事業和消費者。這是好的方向,為碳中和能源系統帶來了許多良好的基石。
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