以下內容根據論壇演講實錄進行整理。

我叫作John McDonald，我是GE電網解決方案的業務負責人，我現在在美國，喬治亞州的亞特蘭大，我非常高興被邀請參加第四屆的未來能源大會做一個發言。這部分的主題是關于氣候變化以及全球國際合作和減排的共識，我的發言主題叫作能源轉型工程，我在電力和能源領域已經工作了48年，同時也是IEE積極的成員之一，在國際大電網委員會我也非常活躍，主要是負責它在美國的分部。

這些是我今天想要討論的重點，包括像智能電網，微電網的集成，像網格數據類型，數字化的分布，以及還有包括數字化的輸配電網絡，大數據分析，企業數據管理等，對于工程來說最主要進行能源轉型，在能源轉型的過程中需要把信息或者說IT部分和我們整個電力事業，電力運營結合在一起，這兩者需要密切的無縫的進行銜接和合作，這樣我們才能夠有有效的業務數據管理，這種綜合性的解決方案實際上有很多的好處。一方面提高了能效，減少了碳排放，比如說我們對于像公用事業消費者，經濟和環境提供這樣的有意義的可衡量的利益。

另外除了關注輸配電之外，我們今天更多想要談一下關于配電的概念，我喜歡把電網叫作更智能電網，我們這些年一直是讓電網變得更加智能，比如說淺灰色代表我們原來做的工作，現在淺綠色的和陰影代表我們現在做的工作，我們知道電壓和負載是成正比的，我們希望能夠把電壓控制和無功控制相結合，這樣我們可以減少損失，同時來管理一個集成負載。

另外將來有更多的可再生能源來連接到電網當中，在中間我們可以看到我們為電網額外的增加了很多專門的感應器，這個顯示的是來自于變壓器的油，檢測到主油箱中溶解的不同氣體，這個在變壓器中發生潛在的故障的模式，因此在接下來我會做介紹。

我要談一個概念是整體性解決方案，這個是能源過渡的基礎，整體性指的是整個企業不是說針對于一個集團，而是針對整個企業，這也說是說通過集成在一起的技術組件滿足客戶的要求，一共有6個這方面的分類，包括像資產優化，也就是我們在做變壓器和高壓，中壓斷路器的監測和診斷，需求優化主要集中包括像負載，智能電表，還有包括雙向計量等方式。

另外包括像電網的優化分布，電網的傳輸，同時現在由于全球我們有老齡化的人口，因此我們對于基礎設施能源也是老齡化的，意味著我們需要進行高水平的整體性的解決方案。這邊是6個解決方案的技術路線圖，可以分別的看到技術以及所處的位置，右邊是配電設備，還有通信的基礎設施。

通信是非常關鍵的，只有通信才能夠使得讓我們實現自動化，可以真正的實現自動化的目的。在嘗試更智能的電網之前我們必須保證電網是強大的，也就是說在購買很多新的設備之前，整個電網的基礎設施，包括IT的基礎設施和通信的基礎設施都是應該非常強勁的。比如說通過配電的優化解決方案，所有的淺藍色的，包括軟件，應用程序，系統，設備，這些基于應用程序基礎之上進行邏輯性的操縱。

這些藍色的框都可以來自于不同的供應商，因此最重要的兩個詞，一個是集成，第二個操作性，對于一個行業我們采用統一的行業標準實現這個行業內部的操作性，有一些例子在智能電表的組件，比如說AMI，包括地理信息系統，停電管理系統和配電管理系統。

大家會問為什么集成這么重要，因為我們在集成關鍵組件方面做的最好，做的更好，我們的電網還有公用事業更加具有韌性和彈性。

在配電系統設計好了之后，正如PPT的底部，我們可以保護控制設計我們的電力向一個方向流動，隨著電網上進行整合分布式的發電，電是向兩個方向進行雙向流動的，這也為我們帶來很多的額外挑戰，比如說這一頁當中是保護，保護的基點和我們的電流不匹配，當我們在確定保護的等級的時候，首先我們做一個短路的研究，很多的時候我們只考慮電源側組件的故障，而忽略了負載側的情況，負荷隨著分布式發電，隨著它的密度的增加，負荷側有可能出現顯著的障礙。

另外很多時候來自于分布式的消費側的，比如說在農村這是一個來安裝的一個微電網的例子，如果我們看一下聯合國可持續發展目標，第七個目標，就是要為人們帶來負擔的起的清潔能源。第九個目標是要提供一個有韌性的基礎設施，因此這也是為什么在全球很多國家，很多公用的事業公司，他們添加了很多微電網來加強電網的韌性，而并不是說一個統一的大的電網模式，因為如果他的即聯有問題的話，整個電網的運行效率就會下降。

另外還有一點，就是可持續發展目標的第十一，就是關于可持續發展的城市和社區，這也是我們希望建立的，叫做智慧村莊、智慧城市。可持續發展目標十三，要采取緊急的行動應對氣候變化，這也是我們這次會議的主題。

隨著分布式發電的范圍越來越廣泛，覆蓋率越來越高，我曾經寫過一篇文章，這是九年之前在《電力電子》雜志當中談到了屋頂太陽能，家庭當中會有太陽能板，現在全球增長的速度超過了35%，也就是說當太陽能照射到太陽能板的時候，電壓會出現峰值，之后會在一定范圍之內進行浮動和隔離。現在我們電網當中使用的很多控制器都是機械的，同時對于變電站來說，他的轉換器使用的也非常頻繁。由于這種太陽能的使用，以及每天日光的變化，所以轉換器的壽命從35年到2年不等。

未來隨著可再生能源使用的越來越頻繁，它的市場份額增加，我們的控制器必須要有電子為基礎的控制器，而不是機械的控制器。另外就是在能源轉型的過程當中，電力企業最主要的目標就是希望能夠建立一個數字化的電網。但是，沒有任何一家公司可以一步完成數字化的過程，這個要花很多的錢，會遠遠超出預算，而且他也需要很多人力的資源來做。因此，我們幫助公用事業公司制定了發展的路線圖，在工程設計的過程當中，公用實業公司如何能夠實現能源轉型，從現在的控制、監控發展到未來完全數字化的階段。這邊是一個例子，我們把現有的網絡轉化成為未來的數字化方式。首先第一步是增加了遠程的控制器，還有故障呼叫的智能電表，可以使得客戶供電的中斷時間低了28%。另一步就是增加自動化和可視化，這樣的話進一步減少了43%的客戶斷電可能性，也就是它提供的服務更加具有可靠性。最終他們實現了數字化，他們客戶的服務或者業務中斷降低了50%以上。

因此在制定路線圖的時候，我們需要設定路線圖當中的每一步，以及每一步所帶來的好處。另外一個例子就是在能源轉型的時候，為大型的公用事業公司的配電網進行自動化，比如在這個電路當中，它有856個電路的開關，在現實生活當中，實現所有電路自動化的成本是非常昂貴的，我們發現這些電路當中23%電路的中斷占到了總中斷分鐘的71%，這樣的話我們可以節省很多錢，也就是只對其中23%的電路實現自動化，就可以解決3/4的斷電問題。

在這個過程當中，我們必須認識到，這些是基于微處理器的設備和系統，它往往有多種不同的數據模式，原來我們會使用運營的模式，也就是運營商在控制中心進行監控和控制，包括有信息點、模擬點，還包括狀態點等等。

但是，以系統為基礎的微處理器給我們提供了很多非操作性數據，它的主要用戶并不是系統的操作員，這些都是信息點對點文件的傳輸，因此，可能會25個不同的組進行它的信息的獲取和使用，因此我們需要從現在的設備系統當中來獲取更多的價值，需要充分的來利用它的一個運營的數據。同時我們還可以看到它的這些數據包括像時間序列的數據，我們使用標準的通信協議來進行通信，用這種方式觀察到一個歷史變化的趨勢。

現在我們希望能夠利用下一次生產力革命的機會，把智能的機器和大數據，以及分析的數據結合在一起，另外把人的因素加入進去，在任何地方隨時隨地的讓人可以進行智能化的操作，這是為什么我說的它的通信是基礎性的，也是智能電網最核心的一點，這也是一個強大電網的基礎。左邊的這個圖是很多企業所遇到的，每一個系統它都是獨自運營的，上面有一些智能電子設備，或者是基于微處理器的設備來進行存儲。

但是系統之間并沒有分享，右邊的這個是我們所希望實現的目標，也就是整體性的解決方案，在整個企業公司范圍內各個組之間進行數據的共享，我們也查看了所有的數據源和企業，包括數據的需求等等。

它的好處就是說在左邊我們的一個變電站，通過這種方式提取要有價值的數據，通過這些數據的通信把這些數據推送給需要它的組織，右邊是淺綠色的，我們列出企業當中所有的數據源的列表，綠色的是所有用戶，運營的用戶，非運營的用戶，他們現在擁有更多的數據，可以提供更多的價值。

這個就是我們所說的走向數字化轉型的過程，我覺得對于能源工程轉型是最重要的一頁PPT，在過去這些年當中，我們從這種無功的研究開始，或者說在研究了系統之后看到系統失敗了，我們研究為什么失敗，來彌補補救這些問題，但是現在我們希望更加積極主動進行預測，比如說應該獲得電網當中的資產什么樣健康狀況的信息，用什么樣的數據預測是否可能會出現失敗，真正的采取相應的行動。

但是我們現在只走了這條路當中的一半，將來我們希望可以通過更多的人工智能，機器學習，更多的數字化來實現自主。

在這個過程中很重要的就是關于集成和互操作性，我們必須要遵守同樣的標準，或者一套標準，比如說左邊的圖列出7個領域以及它們之間如何相互作用，這是智能電網的一個概念的參考的模型，它的七大領域。

更重要的一點智能電網涉及數百個行業的標準，IEE超過100人做這個研究，IEC也有超過100人的團隊，我們一共有25個行業的專家在我們小組里面，我們把進一步縮小16個，我們叫作智能電網最高的標準。

現在我們需要確定哪些標準和這個行業相關，比如說這些所有的標準當中只有16個標準是最為核心的，不管是輸電，配電，客戶，網絡安全，不管是什么，所需要的標準或者一套標準都是在16個標準當中的。

下面我們來看一下我們有三個不同的控制的級別，從控制中心到現場控制，同時我們還在全球的范圍之內，我們看的并不是某一個國家的標準，而是全球范圍內，比如說有全球一個統一的標準的控制中心，或者稱之為ICCT，或者叫作控制中心的通信協議，還有兩個用于控制中心到現場的設備。

其中一個是IEC61850的標準，我住在北美，我們現在仍然使用很多的DNP的標準，這是我簡單的介紹。

我也是非常感謝大家，也非常高興有這樣的一個機會和大家來進行交流，謝謝大家。