Рынок цифровых подстанций — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по напряжению (низкое напряжение и среднее напряжение), по монтажу (скрытый монтаж и поверхностный монтаж), по конечному пользователю (жилой, коммерческий, промышленный и коммунальный), по региону и конкуренции, 2019–2029 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок цифровых подстанций был оценен в 4,51 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период со среднегодовым темпом роста 8,11% до 2029 года. Глобальный сдвиг в сторону возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, создает потребность в передовых технологиях для эффективной интеграции этих прерывистых источников энергии в сеть. Цифровые подстанции облегчают бесшовную интеграцию возобновляемых источников энергии, обеспечивая мониторинг, управление и балансировку сети в реальном времени. Они способствуют управлению изменчивостью и непредсказуемостью, связанными с генерацией возобновляемой энергии.

Ключевые драйверы рынка

Растущий спрос на энергоэффективность и модернизацию сетей

Одним из основных драйверов, движущих глобальный рынок цифровых подстанций, является растущий спрос на энергоэффективность и модернизацию электросетей. Традиционные подстанции, характеризующиеся традиционными технологиями, часто страдают от неэффективности, ограниченных возможностей мониторинга и высоких затрат на техническое обслуживание. Поскольку мир сталкивается с проблемами растущего потребления энергии и необходимостью в устойчивых методах, цифровые подстанции становятся ключевым решением.

Цифровые подстанции используют передовые технологии, такие как датчики, сети связи и интеллектуальные электронные устройства (IED), для повышения эффективности и надежности распределения электроэнергии. Эти современные подстанции обеспечивают мониторинг в реальном времени, анализ данных и автоматизацию, позволяя коммунальным предприятиям оптимизировать поток энергии, сокращать потери и улучшать общую производительность сети. Поскольку правительства и коммунальные предприятия по всему миру отдают приоритет переходу к более интеллектуальным и устойчивым энергетическим системам, спрос на цифровые подстанции продолжает расти.

Интеграция возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая, в энергосистему еще больше подчеркивает необходимость цифровых подстанций. Эти подстанции облегчают бесшовную интеграцию разнообразных источников энергии, обеспечивая более плавный переход к более чистым и разнообразным энергетическим портфелям.

Технологические достижения и инициативы Industry 4.0

Быстрое развитие технологий, особенно в сферах автоматизации, связи и аналитики данных, служит еще одним важным драйвером для глобального рынка цифровых подстанций. Рост Industry 4.0, характеризующийся интеграцией цифровых технологий в промышленные процессы, оказывает глубокое влияние на энергетический сектор. Цифровые подстанции идеально соответствуют принципам Industry 4.0, используя интеллектуальные устройства, подключение к Интернету вещей и передовые протоколы связи.

Технологические достижения позволяют цифровым подстанциям предлагать расширенные возможности мониторинга, диагностики и управления. Развертывание интеллектуальных устройств на подстанциях позволяет коммунальным службам собирать данные в режиме реального времени, прогнозировать потенциальные сбои и оптимизировать графики технического обслуживания, сокращая время простоя и эксплуатационные расходы.

Внедрение цифровых подстанций согласуется с более широкими инициативами, направленными на создание умных городов и интеллектуальной инфраструктуры. Поскольку города и отрасли по всему миру принимают цифровую трансформацию, спрос на сложную и взаимосвязанную энергетическую инфраструктуру, такую как цифровые подстанции, должен стать свидетелем устойчивого роста.

Усиление внимания к устойчивости и надежности сетей

Растущая обеспокоенность по поводу устойчивости и надежности электросетей перед лицом меняющихся проблем, таких как изменение климата, экстремальные погодные явления и киберугрозы, служит убедительным драйвером для глобального рынка цифровых подстанций. Традиционные подстанции подвержены сбоям, а их восстановление после сбоев или отказов может быть трудоемким и дорогостоящим.

Цифровые подстанции с их передовыми возможностями мониторинга и автоматизации вносят значительный вклад в повышение устойчивости сети. Эти подстанции позволяют быстро обнаруживать неисправности, изолировать затронутые компоненты и быстро восстанавливать обслуживание, сводя к минимуму время простоя и обеспечивая более надежное электроснабжение. Кроме того, включение мер кибербезопасности в цифровые подстанции решает проблему растущей угрозы кибератак на критически важную инфраструктуру, укрепляя общую устойчивость электросетей.

Правительства, коммунальные предприятия и заинтересованные стороны в отрасли признают важность устойчивости сети для обеспечения непрерывного и стабильного энергоснабжения. Это понимание стимулирует значительные инвестиции в развертывание цифровых подстанций как ключевого компонента устойчивой и надежной энергетической инфраструктуры. Поскольку глобальный акцент на устойчивости сетей усиливается, ожидается, что спрос на цифровые подстанции будет расти устойчиво.

Основные проблемы рынка

Высокие первоначальные инвестиционные затраты и проблемы модернизации инфраструктуры

Одной из основных проблем, с которой сталкивается глобальный рынок цифровых подстанций, являются высокие первоначальные инвестиционные затраты, связанные с развертыванием цифровых подстанций. Переход от традиционной к цифровой инфраструктуре требует существенных капиталовложений в новое оборудование, технологии и обучение квалифицированной рабочей силы. Многие коммунальные предприятия и операторы электросетей, особенно в развивающихся регионах, могут счесть финансово сложными такие первоначальные инвестиции.

Существующая инфраструктура представляет собой значительную проблему. Модернизация традиционных подстанций с использованием цифровых технологий требует тщательного планирования и выполнения. Модернизация сетей связи, интеграция датчиков и интеллектуальных устройств и обеспечение взаимодействия с устаревшими системами могут быть сложными и трудоемкими. Эта проблема особенно выражена в регионах, где энергетическая инфраструктура устарела и может не иметь необходимой основы для бесшовной интеграции цифровых подстанций.

Преодоление этих финансовых и инфраструктурных проблем требует стратегического и поэтапного подхода. Правительства, заинтересованные стороны отрасли и финансовые учреждения должны сотрудничать для разработки поддерживающей политики, стимулов и механизмов финансирования для содействия переходу к цифровым подстанциям, гарантируя, что преимущества модернизации не будут ограничены финансовыми ограничениями.

Проблемы взаимодействия и стандартизация

Проблемы взаимодействия представляют собой серьезную проблему для глобального рынка цифровых подстанций. Разнообразный спектр оборудования и технологий, предлагаемых разными поставщиками, может не иметь стандартизированных протоколов связи, что приводит к проблемам совместимости и интеграции. Отсутствие универсального стандарта затрудняет бесшовное взаимодействие между компонентами разных производителей, потенциально ограничивая гибкость и масштабируемость цифровых подстанций.

Стандартизация имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы устройства от разных поставщиков могли эффективно взаимодействовать, что позволяет создать интегрированную и сплоченную экосистему цифровых подстанций. Отсутствие общепринятых стандартов может привести к проблемам совместимости, повышению сложности системной интеграции и потенциальной неэффективности эксплуатации.

Решение этой проблемы требует совместных усилий заинтересованных сторон отрасли, органов стандартизации и регулирующих органов по созданию и продвижению открытых стандартов для технологий цифровых подстанций. Разработка стандартизированных протоколов связи и интерфейсов будет способствовать обеспечению совместимости, стимулировать конкуренцию и стимулировать инновации на рынке.

Основные тенденции рынка

Интеграция искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) в цифровые подстанции

Одной из заметных тенденций, формирующих глобальный рынок цифровых подстанций, является растущая интеграция технологий искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО). По мере развития цифровых подстанций отрасль использует возможности ИИ и МО для повышения эффективности работы, предиктивного обслуживания и общей системной аналитики.

Алгоритмы ИИ и МО используются для анализа огромных объемов данных, генерируемых цифровыми подстанциями в режиме реального времени. Эти технологии могут выявлять закономерности, аномалии и потенциальные проблемы, позволяя разрабатывать стратегии предиктивного обслуживания. Вместо того чтобы полагаться на заранее определенные графики обслуживания, цифровые подстанции, оснащенные возможностями ИИ и МО, могут прогнозировать отказы оборудования и ухудшение производительности, что позволяет операторам заблаговременно решать проблемы до их эскалации.

Интеграция ИИ и МО в цифровые подстанции способствует улучшению возможностей обнаружения неисправностей и самовосстановления. Эти системы могут автоматически изолировать неисправные компоненты, перенаправлять потоки энергии и оптимизировать производительность сети во время сбоев. Эта тенденция совпадает с более широким отраслевым стремлением к автономным и самовосстанавливающимся электросетям, что способствует повышению устойчивости и надежности перед лицом таких проблем, как экстремальные погодные явления или отказы оборудования.

Поскольку возможности ИИ и МО продолжают развиваться, ожидается, что их интеграция в цифровые подстанции станет более сложной. Эта тенденция не только повышает эксплуатационную эффективность подстанций, но и закладывает основу для разработки интеллектуальной, адаптивной и самооптимизирующейся энергетической инфраструктуры.

Акцент на мерах кибербезопасности и устойчивости

В ответ на растущую цифровизацию подстанций и растущий ландшафт угроз важной тенденцией на мировом рынке цифровых подстанций является повышенный акцент на мерах кибербезопасности и устойчивости. С расширением возможностей подключения цифровых подстанций потенциальные уязвимости к киберугрозам стали критической проблемой для коммунальных предприятий, операторов сетей и заинтересованных сторон отрасли.

Для решения этих проблем растет тенденция к внедрению надежных мер кибербезопасности, специально разработанных для цифровых подстанций. Это включает в себя развертывание передовых протоколов шифрования, защищенных сетей связи и систем обнаружения вторжений. Кроме того, коммунальные предприятия инвестируют в программы обучения по кибербезопасности для персонала, чтобы обеспечить всестороннее понимание потенциальных рисков и передовых методов защиты инфраструктуры цифровых подстанций.

Интеграция таких технологий, как блокчейн, набирает обороты как средство повышения уровня кибербезопасности цифровых подстанций. Блокчейн может обеспечить безопасное и защищенное от несанкционированного доступа хранение и передачу данных, добавляя дополнительный уровень защиты от киберугроз.

Меры по обеспечению устойчивости также становятся ключевым направлением, направленным на обеспечение непрерывной работы цифровых подстанций в условиях непредвиденных событий, включая кибератаки или стихийные бедствия. Внедрение избыточных систем, резервных источников питания и планов действий в чрезвычайных ситуациях являются неотъемлемыми компонентами повышения общей устойчивости цифровых подстанций.

Поскольку цифровой ландшафт продолжает развиваться, ожидается, что тенденция к усилению мер кибербезопасности и устойчивости на цифровых подстанциях усилится. Отраслевые стандарты и правила, вероятно, сыграют решающую роль в формировании этих усилий, подчеркивая необходимость комплексного и совместного подхода к кибербезопасности в контексте критической инфраструктуры.

Сегментарные идеи

Конечный пользователь

Промышленный сегмент доминировал на мировом рынке цифровых подстанций в 2023 году. Отрасли все больше внимания уделяют оптимизации своей операционной эффективности для снижения затрат и повышения производительности. Цифровые подстанции играют ключевую роль в этом контексте, предоставляя расширенные возможности мониторинга, автоматизации и управления. Интеграция цифровых технологий позволяет промышленным предприятиям оптимизировать распределение энергии, минимизировать время простоя и повысить общую производительность.

Внедрение периферийных вычислений на промышленных цифровых подстанциях является новой тенденцией. Периферийные вычисления позволяют обрабатывать данные в режиме реального времени у источника, сокращая задержку и повышая отзывчивость систем управления. Децентрализованные архитектуры управления на цифровых подстанциях способствуют повышению надежности и устойчивости системы.

Промышленный сегмент глобального рынка цифровых подстанций обусловлен потребностью в операционной эффективности, сложностью промышленных процессов и соответствием отраслевым стандартам. Преодоление проблем, связанных с интеграцией с устаревшими системами, и обеспечение надежных мер кибербезопасности имеют решающее значение для устойчивого роста в этом сегменте. Новые тенденции, такие как периферийные вычисления и интеграция устройств IoT, формируют будущее промышленных цифровых подстанций, делая их более адаптивными к меняющимся потребностям промышленного сектора.

Региональные данные

Азиатско-Тихоокеанский регион стал доминирующим регионом в 2023 году, удерживая самую большую долю рынка. В Азиатско-Тихоокеанском регионе наблюдается интенсивная урбанизация и индустриализация, что приводит к резкому росту спроса на энергию. Цифровые подстанции предлагают решение проблем, связанных с возросшей сложностью распределительных сетей электроснабжения в густонаселенных городских районах и промышленных центрах. Потребность в эффективной, надежной и устойчивой энергетической инфраструктуре стимулирует внедрение цифровых подстанций по всему региону.

Многие страны Азиатско-Тихоокеанского региона вкладывают значительные инвестиции в возобновляемые источники энергии. Цифровые подстанции играют решающую роль в эффективной интеграции возобновляемых источников энергии в сеть. С акцентом на солнечную, ветровую и другие чистые источники энергии растет спрос на цифровые подстанции для управления изменчивостью и непредсказуемостью, связанными с этими возобновляемыми источниками энергии.

Несколько стран Азиатско-Тихоокеанского региона принимают концепцию умных городов, где цифровая инфраструктура, включая цифровые подстанции, играет центральную роль. Эти инициативы умных городов стимулируют развертывание передовых технологий для повышения энергоэффективности, оптимизации использования ресурсов и обеспечения надежного электроснабжения для растущего городского населения.

Совместные усилия по трансграничным энергетическим соединениям набирают обороты в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Цифровые подстанции способствуют эффективному обмену электроэнергией и управлению ею через границы. Эта тенденция особенно очевидна в региональных инициативах, способствующих торговле и сотрудничеству в сфере энергетики.

Азиатско-Тихоокеанский регион является ключевым игроком на мировом рынке цифровых подстанций, чему способствуют быстрая урбанизация, правительственные инициативы и акцент на интеграцию возобновляемых источников энергии. Преодоление инфраструктурных проблем и устранение финансовых ограничений будут иметь решающее значение для раскрытия полного потенциала цифровых подстанций в регионе. Новые тенденции, такие как инициативы «умных городов» и трансграничные энергетические соединения, подчеркивают преобразующее влияние цифровых подстанций на энергетический ландшафт в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

Последние разработки

• В январе 2024 года компания Hitachi Energy представила свою последнюю инновацию в области технологии цифровых подстанций, представив SAM600 версии 3.0. Этот усовершенствованный блок интерфейса процесса (PIU) предназначен для того, чтобы дать возможность коммунальным предприятиям ускорить переход на цифровые подстанции. SAM600 оптимизирует операции за счет интеграции трех блоков в одно устройство, предлагая универсальность в качестве объединяющего блока, блока управления распределительным устройством или комбинации того и другого. Такая консолидация упрощает процессы проектирования, электропроводки, ввода в эксплуатацию и тестирования, предоставляя клиентам повышенную гибкость и простоту обслуживания.

Ключевые игроки рынка

• ABB Ltd.
• Siemens AG
• General Electric Company
• Schneider Electric SE
• Eaton Corporation plc
• Cisco Systems, Inc.
• Emerson Electric Co.
• Honeywell International Inc.
• CG Power and Industrial Solutions Ltd.
• Mitsubishi Electric Corporation