赛迪译丛2026年第18期（总第739期）_数字化与人工智能助力电力系统转型暨国际可再生能源署2025年创新周案例研究-加水印_12页_978kb

数字化与人工智能助力电力系统转型总结

核心内容

国际可再生能源署（IRENA）在2025年创新周发布的报告《数字化和人工智能助力电力系统转型：2025年创新周案例研究》指出，在全球能源系统向高比例可再生能源转型的背景下，数字化与人工智能（AI）技术正成为提升电网运行效率、增强系统灵活性、保障电力系统安全稳定的关键支撑手段。报告围绕输电动态增容、预测性运维、新能源并网消纳以及分布式资源协同等方向，系统梳理了国际领先企业与机构的创新实践，揭示了数字技术与电力系统深度融合的发展趋势。

主要观点

1. 全球能源转型背景下电网数字化需求快速上升

• 新能源出力的波动性显著增加了系统运行复杂度。
• 输电网建设周期长、投资大，导致部分国家和地区出现电网拥塞和新能源限发问题。
• 2025年全球新增可再生能源装机容量达到692吉瓦，创历史新高。
• 为适应新能源快速增长，需在不大规模新建物理电网的前提下提升现有电网利用效率。

2. 数字化为电力系统带来多重效益

• 降低终端用户用电成本：通过优化运行效率和分布式资源市场参与度。
• 提升供电安全性：在压力大、停电或极端天气下仍能保障持续可靠供电。
• 促进可再生能源消纳整合：实现柔性并网和波动性管理。
• 为用户拓展增值服务：提升用电舒适度和优化成本。
• 改善企业经营效益：提升运行效率与经济效益，增强竞争力。

关键信息

3. 案例研究

案例1：动态拥堵管理（DCM）

• 技术：AI预测与实时控制。
• 应用：美国Splight公司开发的动态容量管理平台，提升输电利用率至接近物理极限。
• 成效：2024年在美洲多个部署项目中，释放44.4吉瓦时清洁能源输送量，为单一新能源电站增加约6600万美元收入。
• 挑战：需解决运营方信任、监管认可、网络安全及市场规则适配等问题。

案例2：预测性方法优化电网维护

• 技术：网络约束管理系统、电力供需控制系统、限发指令系统。
• 应用：日本NEDO研发的固定接入管理系统，允许新能源项目提前并网。
• 成效：东京地区实现对微型设备的精准控制，限发指令延迟仅5-10分钟。
• 挑战：可能增加调度和补偿成本，需配套透明的限发机制和灵活资源协同体系。

案例3：非确定性并网加速可再生能源部署

• 技术：机器学习算法、物联网传感器。
• 应用：西班牙Iberdrola引入预测性维护机制，精准预测设备失效概率。
• 成效：每年规避超过100次重大设备故障，平均停电时长降至33.4分钟/年。
• 挑战：对数据质量和网络安全提出更高要求。

案例4：制定国际互操作性标准

• 技术：统一通信与认证标准。
• 应用：Mercury联盟由EPRI与Kraken公司发起，推动设备互联与协同控制。
• 成效：已形成电动汽车充电设备的初步标准框架，主流充电桩制造商参与认证。
• 挑战：缺乏统一标准将制约虚拟电厂和需求响应体系的规模化发展。

案例5：能源管理系统与虚拟电厂推进分布式能源灵活性应用

• 技术：机器学习、能源管理系统（EMS）、虚拟电厂（VPP）。
• 应用：Fusebox公司开发的跨区域聚合操作系统，连接并管理表后能源资产。
• 成效：在墨西哥Stoneridge项目中，成功将储能系统转化为高频互动的电网灵活性资产。
• 挑战：需完善数据治理和标准体系，推动数字基础设施与电网现代化同步发展。

案例6：构建高效能源系统

• 技术：数字控制系统、储能系统。
• 应用：三菱电机在英国部署“Strata Grid”系统，实时监测配网潮流，发出柔性限发指令。
• 成效：在日本北海道风电场项目中，实现储能与数字控制的深度协同，支撑高比例可再生能源接入弱电网场景下的系统稳定。
• 挑战：需加强跨领域协同，完善数据治理与标准建设。

结论与展望

IRENA认为，数字化和人工智能技术在提升电网可靠性、灵活性、经济效益和可再生能源消纳能力方面具有显著价值。未来，为实现1.5°C气候情景目标，全球电网基础设施年投资需从2024年的3590亿美元提升至6710亿美元，数字化和智能化将成为支撑未来电网扩容升级和高比例可再生能源发展的重要方向。然而，仍需应对数据质量、网络安全、互操作标准缺失及监管机制适配等挑战，推动电力、数字技术与公共部门的协同。