Рынок автоматизации подстанций — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз на 2018–2028 гг. Сегментировано по компонентам (контроллер повторного включения, программируемый логический контроллер, контроллер батареи конденсаторов, цифровой преобразователь/интеллектуальный счетчик, контроллер ответвления нагрузки и канал связи), по модулю (SCADA, IED и технология коммуникацион
Published on: 2024-12-06 | No of Pages : 320 | Industry : Power
Publisher : MIR | Format : PDF&Excel
Рынок автоматизации подстанций — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз на 2018–2028 гг. Сегментировано по компонентам (контроллер повторного включения, программируемый логический контроллер, контроллер батареи конденсаторов, цифровой преобразователь/интеллектуальный счетчик, контроллер ответвления нагрузки и канал связи), по модулю (SCADA, IED и технология коммуникацион
Прогнозный период | 2024-2028 |
Объем рынка (2022) | 22,08 млрд долларов США |
CAGR (2023-2028) | 6,19% |
Самый быстрорастущий сегмент | Цифровой преобразователь/Умный счетчик |
Крупнейший рынок | Северная Америка |
Обзор рынка
Глобальный рынок автоматизации подстанций оценивается в 22,08 млрд долларов США в 2022 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 6,19% до 2028 года.
Ключевые драйверы рынка
Рост спроса на энергию и модернизация сетей
Глобальный рынок автоматизации подстанций обусловлен растущим спросом на электроэнергию во всем мире в сочетании с необходимостью модернизации стареющей энергетической инфраструктуры. По мере расширения экономики и процветания отраслей спрос на электроэнергию продолжает расти. Этот всплеск потребления энергии требует более эффективных и надежных методов производства, передачи и распределения электроэнергии. Чтобы удовлетворить эти меняющиеся потребности в энергии, коммунальные предприятия инвестируют в системы автоматизации подстанций. Эти системы включают в себя передовые технологии, такие как диспетчерское управление и сбор данных (SCADA), интеллектуальные электронные устройства (IED) и сети связи для улучшения управления, мониторинга и защиты подстанций. Автоматизируя различные процессы подстанций, коммунальные предприятия могут реагировать на меняющиеся модели спроса и условия неисправностей более оперативно и точно, обеспечивая стабильное и устойчивое электроснабжение. Кроме того, поскольку правительства во всем мире ставят амбициозные цели по сокращению выбросов парниковых газов, автоматизация подстанций играет ключевую роль в интеграции возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, в сеть. Этот драйвер подчеркивает важную роль автоматизации подстанций в адаптации к меняющемуся энергетическому ландшафту.
Повышение надежности и устойчивости сети
Вторым ключевым драйвером мирового рынка автоматизации подстанций является насущная необходимость повышения надежности и устойчивости сети. Подстанции являются критически важными компонентами электросети, и любые сбои или отказы могут привести к значительным экономическим потерям и неудобствам для общественности. Такие факторы, как экстремальные погодные явления, кибератаки и старение оборудования, представляют постоянную угрозу надежности сети. Системы автоматизации подстанций повышают устойчивость сети, предоставляя возможности мониторинга и управления в реальном времени. Эти системы позволяют коммунальным службам быстро выявлять и изолировать неисправности, перенаправлять потоки электроэнергии и восстанавливать обслуживание более эффективно. Более того, интеграция расширенной аналитики и предиктивного обслуживания в автоматизацию подстанций способствует упреждающему управлению активами, сокращая время простоя и предотвращая неожиданные сбои. В эпоху, когда сбои в работе сети становятся все более частыми и серьезными, автоматизация подстанций имеет первостепенное значение для обеспечения непрерывности электроснабжения и минимизации последствий сбоев.
Соответствие нормативным требованиям и стандартам
Третьей движущей силой мирового рынка автоматизации подстанций является распространение нормативных требований и стандартов в энергетическом секторе. Правительства и регулирующие органы все больше осознают важность современной, эффективной и безопасной электросети. Чтобы обеспечить соответствие этим нормам и стандартам, коммунальные предприятия вынуждены инвестировать в решения по автоматизации подстанций, которые соответствуют передовой отраслевой практике. Например, Международная электротехническая комиссия (МЭК) установила такие стандарты, как IEC 61850, которые способствуют взаимодействию и связи на подстанциях. Невыполнение этих нормативных требований может привести к штрафам, потере лицензий на эксплуатацию и репутационному ущербу. Таким образом, коммунальные предприятия мотивированы внедрять системы автоматизации подстанций не только для обеспечения соответствия, но и для повышения эффективности и безопасности эксплуатации.
Сокращение затрат и эксплуатационная эффективность
Четвертым фактором, движущим глобальный рынок автоматизации подстанций, является стремление к сокращению затрат и эксплуатационной эффективности в секторе коммунальных услуг. Традиционные подстанции часто включают ручные процессы и требуют большого количества рабочей силы для обслуживания и эксплуатации. Такое ручное вмешательство может быть ресурсоемким и подверженным ошибкам. Автоматизация подстанций решает эти проблемы путем автоматизации различных задач, включая сбор данных, мониторинг и контроль. Сокращая потребность в физических осмотрах и оптимизируя операции, коммунальные предприятия могут значительно сократить эксплуатационные расходы. Кроме того, возможности предиктивного обслуживания позволяют коммунальным предприятиям оптимизировать управление активами, продлевая срок службы оборудования подстанции и дополнительно сокращая капитальные затраты. Повышение эффективности за счет автоматизации подстанций не только приводит к экономии затрат, но и повышает общую производительность электросети, что приводит к повышению качества обслуживания потребителей.
Интеграция распределенных энергетических ресурсов
Пятым важным фактором для мирового рынка автоматизации подстанций является интеграция распределенных энергетических ресурсов (DER) в сеть. DER, такие как солнечные панели на крышах и небольшие ветровые турбины, становятся все более распространенными, поскольку потребители стремятся вырабатывать собственную электроэнергию и сокращать свою зависимость от традиционных коммунальных служб. Для эффективной интеграции DER в сеть коммунальным службам требуются передовые системы автоматизации подстанций. Эти системы облегчают мониторинг выработки DER в режиме реального времени, балансировку сети и координацию потоков энергии. Кроме того, они позволяют коммунальным службам управлять двунаправленным потоком электроэнергии, обеспечивая стабильность сети при наличии колеблющейся генерации DER. Интеграция DER не только повышает устойчивость сети, но и предоставляет коммунальным предприятиям возможности для изучения новых источников дохода, таких как сетевые услуги и программы реагирования на спрос.
Технологические достижения и отраслевые инновации
Шестой и последний драйвер мирового рынка автоматизации подстанций — это непрерывные технологические достижения и отраслевые инновации. Область автоматизации подстанций постоянно развивается с внедрением передовых технологий и решений. Такие достижения, как Интернет вещей (IoT), искусственный интеллект (AI) и периферийные вычисления, революционизируют системы автоматизации подстанций. Эти технологии позволяют коммунальным предприятиям собирать и анализировать данные в режиме реального времени, улучшая принятие решений и скорость реагирования системы. Кроме того, инновации в протоколах связи, аппаратных компонентах и мерах кибербезопасности повышают надежность и безопасность систем автоматизации подстанций. Поскольку отрасль продолжает внедрять инновации, коммунальные предприятия мотивированы инвестировать в эти передовые решения, чтобы оставаться конкурентоспособными и оставаться на переднем крае модернизации сетей.
В заключение следует отметить, что глобальный рынок автоматизации подстанций обусловлен совокупностью факторов, включая растущий спрос на энергию, потребности в модернизации сетей, нормативные требования, императивы снижения затрат, интеграцию DER и технологические достижения. Эти движущие силы в совокупности подчеркивают важность автоматизации подстанций для обеспечения надежной, устойчивой и эффективной энергосистемы в будущем.
Политика правительства, скорее всего, будет продвигать рынок
Инициативы по модернизации сетей
Инициативы по модернизации сетей являются важнейшей государственной политикой на мировом рынке автоматизации подстанций. Правительства во всем мире признают важность модернизации стареющей энергетической инфраструктуры для соответствия требованиям 21 века. Эти инициативы подразумевают значительные инвестиции в технологии автоматизации подстанций для повышения эффективности, надежности и устойчивости электросети. Политика модернизации сетей обычно включает финансовую поддержку, нормативные стимулы и партнерские отношения между правительствами и коммунальными службами. Она направлена на ускорение развертывания современных систем автоматизации подстанций, включая диспетчерское управление и сбор данных (SCADA), интеллектуальные электронные устройства (IED) и сети связи. Содействуя внедрению этих технологий, правительства стремятся обеспечить более надежную и устойчивую энергетическую инфраструктуру.
Такая политика также поощряет интеграцию возобновляемых источников энергии и внедрение решений для интеллектуальных сетей, что делает электросеть более адаптивной к меняющимся энергетическим ландшафтам и экологическим проблемам.
Взаимодействие и соответствие стандартам
Еще одной важной государственной политикой на мировом рынке автоматизации подстанций является содействие взаимодействию и соблюдению стандартов. Чтобы обеспечить бесперебойную связь и сотрудничество между различными компонентами и системами автоматизации подстанций, правительства устанавливают руководящие принципы и правила, обеспечивающие соблюдение отраслевых стандартов, таких как IEC 61850. Эти политики способствуют формированию общей структуры для автоматизации подстанций, позволяя оборудованию разных поставщиков эффективно работать вместе. Поощряя совместимость, правительства стремятся предотвратить привязку к поставщику, сократить затраты на внедрение и повысить гибкость коммунальных служб при выборе решений по автоматизации. Кроме того, политики соответствия стандартам облегчают международное сотрудничество в разработке и внедрении технологий автоматизации подстанций. Такое согласование способствует инновациям и гарантирует, что коммунальные службы могут извлекать выгоду из современных решений, соблюдая при этом нормативные требования.
Правила кибербезопасности и конфиденциальности данных
Учитывая растущую цифровизацию и взаимосвязанность систем автоматизации подстанций, правительства по всему миру принимают правила кибербезопасности и конфиденциальности данных для защиты критически важной инфраструктуры. Защита подстанций от кибератак и обеспечение конфиденциальности конфиденциальных данных являются главными приоритетами для политиков. Политика правительств в этом отношении включает установление стандартов кибербезопасности, требование регулярных аудитов и оценок, а также наложение штрафов за несоблюдение. Эти политики необходимы для предотвращения потенциальных угроз, таких как кибератаки на электросеть, которые могут иметь далеко идущие последствия для национальной и общественной безопасности. Кроме того, правила конфиденциальности данных решают проблемы, связанные со сбором, хранением и обменом данными, генерируемыми системами автоматизации подстанций. Эти политики гарантируют, что коммунальные службы и поставщики технологий будут обращаться с данными ответственно, сохраняя доверие потребителей и соблюдая развивающиеся законы о защите данных.
Интеграция возобновляемых источников энергии и зеленые инициативы
Поскольку правительства во всем мире обязуются сокращать выбросы парниковых газов и продвигать возобновляемые источники энергии, политики, связанные с интеграцией возобновляемых источников энергии в сеть, играют значительную роль на мировом рынке автоматизации подстанций. Правительственные инициативы часто включают в себя тарифы на подачу электроэнергии, налоговые льготы и предписания коммунальным службам закупать определенный процент своей энергии из возобновляемых источников. Автоматизация подстанций имеет решающее значение для содействия эффективной и надежной интеграции возобновляемых источников энергии, поскольку она позволяет осуществлять мониторинг, контроль и управление в режиме реального времени переменными источниками энергии, такими как ветер и солнце. Эти политики стимулируют внедрение систем автоматизации подстанций, которые могут учитывать сложную и динамичную природу генерации возобновляемой энергии. Они также поощряют разработку технологий, благоприятных для сетей, которые могут повысить стабильность и возможности балансировки сети энергосистем с высоким уровнем проникновения возобновляемой энергии.
Программы электрификации и энергоэффективности
Для решения проблем энергосбережения и изменения климата правительства реализуют политику, направленную на содействие электрификации и энергоэффективности. Эта политика поощряет электрификацию различных секторов, таких как транспорт и отопление, что снижает зависимость от ископаемого топлива и снижает выбросы углерода. Автоматизация подстанций играет ключевую роль в этих усилиях, позволяя коммунальным предприятиям эффективно управлять и распределять электроэнергию для поддержки возросшей электрификации. Автоматизируя процессы подстанций и оптимизируя работу сетей, коммунальные предприятия могут минимизировать потери энергии и повысить энергоэффективность, соответствуя государственным целям по энергосбережению. Кроме того, правительства часто предоставляют стимулы, скидки или гранты для поощрения энергоэффективных технологий, включая системы автоматизации подстанций. Эти политики стимулируют коммунальные предприятия инвестировать в проекты модернизации, которые соответствуют более широкой цели сокращения потребления энергии и выбросов парниковых газов.
Финансирование исследований и разработок
Государственная поддержка исследований и разработок (НИОКР) является важнейшим фактором политики на мировом рынке автоматизации подстанций. Правительства признают важность содействия инновациям в технологиях автоматизации подстанций для решения возникающих проблем и возможностей.Политика финансирования НИОКР может включать гранты, налоговые льготы или совместные исследовательские партнерства между агентствами, университетами и частной промышленностью. Эти инициативы поощряют разработку передовых решений, включая передовые датчики, протоколы связи и приложения искусственного интеллекта для автоматизации подстанций. Инвестируя в НИОКР, правительства стремятся ускорить технологический прогресс в этой области, делая системы автоматизации подстанций более эффективными, безопасными и экономически эффективными. Это, в свою очередь, приносит пользу коммунальным предприятиям, потребителям и более широкому энергетическому сектору, обеспечивая надежную и устойчивую электросеть в будущем.
В заключение следует отметить, что государственная политика, связанная с модернизацией сетей, совместимостью, кибербезопасностью, интеграцией возобновляемых источников энергии, электрификацией, энергоэффективностью и финансированием исследований и разработок, в совокупности формирует глобальный рынок автоматизации подстанций. Эта политика отражает приверженность правительств устойчивой, эффективной и безопасной энергетической инфраструктуре, которая отвечает потребностям сегодняшнего и будущего.
Основные проблемы рынка
Сложность взаимодействия и интеграции
Одной из главных проблем на мировом рынке автоматизации подстанций является сложная проблема взаимодействия и интеграции. Поскольку системы автоматизации подстанций развиваются и расширяются, включая различные технологии и устройства, становится все сложнее гарантировать, что эти компоненты могут бесперебойно взаимодействовать и работать вместе.
Разнообразная экосистема поставщиковсистемы автоматизации подстанций часто включают оборудование и программное обеспечение от нескольких поставщиков. У каждого поставщика могут быть свои собственные протоколы связи, стандарты и технологии. Такое разнообразие может создавать проблемы взаимодействия, поскольку эти компоненты необходимо интегрировать в единую систему, которая может эффективно управлять подстанцией.
Совместимость с устаревшими системамимногие коммунальные предприятия эксплуатируют подстанции с устаревшими системами и оборудованием. Эти старые системы могут быть несовместимы с современными решениями по автоматизации подстанций, что усложняет интеграционные усилия. Модернизация или обновление устаревших подстанций для поддержки автоматизации может быть дорогостоящим и технически сложным.
Сложность обмена даннымиАвтоматизация подстанций зависит от обмена огромными объемами данных между различными устройствами и системами. Обеспечение бесперебойной и последовательной передачи этих данных по сети подстанций является серьезной проблемой. Форматы данных, протоколы связи и меры безопасности данных должны быть стандартизированы и поддерживаться в хорошем состоянии для обеспечения эффективного обмена данными.
Настройка и масштабируемостькоммунальным службам часто требуются индивидуальные решения для удовлетворения их конкретных потребностей, что приводит к различиям в реализации автоматизации подстанций. Баланс между настройкой и масштабируемостью может быть сложным. Коммунальным службам нужны системы, которые могут адаптироваться к их уникальным требованиям, оставаясь при этом частью более широкой стандартизированной экосистемы.
Тестирование и обслуживание интеграциипо мере добавления или замены новых компонентов на подстанции строгое тестирование интеграции имеет важное значение для проверки правильности работы всего оборудования. Текущее обслуживание и обновления могут привести к появлению новых проблем совместимости, если ими не управлять тщательно.
В целом, проблема взаимодействия и интеграции подчеркивает важность общеотраслевых стандартов и сотрудничества. Разработка общих стандартов и протоколов может упростить усилия по интеграции, сократить расходы и повысить гибкость и масштабируемость систем автоматизации подстанций.
Проблемы безопасности данных и конфиденциальности
Второй значительной проблемой, с которой сталкивается глобальный рынок автоматизации подстанций, является растущая обеспокоенность по поводу безопасности данных и конфиденциальности. Системы автоматизации подстанций генерируют и управляют большим количеством конфиденциальных данных, включая эксплуатационные данные, состояние оборудования и показатели производительности сети. Защита этих данных от несанкционированного доступа, кибератак и нарушений конфиденциальности имеет первостепенное значение. Несколько ключевых аспектов этой проблемы включают
Угрозы кибербезопасностисистемы автоматизации подстанций уязвимы для широкого спектра киберугроз, включая вредоносные программы, программы-вымогатели и атаки типа «отказ в обслуживании». Успешная кибератака на подстанцию может нарушить электроснабжение, что может привести к значительным экономическим и социальным последствиям.
Правила конфиденциальности данныхправительства по всему миру принимают строгие правила конфиденциальности данных, такие как Общий регламент по защите данных Европейского союза (GDPR). Эти правила налагают строгие требования на то, как данные собираются, хранятся и передаются. Коммунальные службы должны гарантировать соблюдение этих правил, продолжая при этом использовать ценные данные, генерируемые системами автоматизации подстанций.
Управление доступом к даннымбаланс между необходимостью доступа к данным уполномоченного персонала и необходимостью предотвращения несанкционированного доступа является сложной задачей. Операторы подстанций должны внедрять надежные меры контроля доступа, шифрование и механизмы аутентификации для защиты данных.
Устаревшие системы и безопасностькак упоминалось ранее, многие устаревшие системы автоматизации подстанций не были разработаны с учетом современных стандартов кибербезопасности. Модернизация этих систем для соответствия текущим требованиям безопасности может быть сложной и дорогостоящей.
Человеческая ошибка и внутренние угрозыутечки данных и инциденты безопасности также могут происходить из-за человеческой ошибки или внутренних угроз. Для снижения этих рисков необходимы адекватные программы обучения и повышения осведомленности.
Уязвимости цепочки поставокцепочка поставок компонентов автоматизации подстанции может представлять уязвимости, поскольку скомпрометированные компоненты или программное обеспечение могут использоваться для проникновения в системы подстанции. Обеспечение безопасности цепочки поставок является постоянной проблемой.
Решение проблем безопасности данных и конфиденциальности требует комплексного подхода, включая надежные меры кибербезопасности, соблюдение правил конфиденциальности данных и постоянные программы обучения и повышения осведомленности. Коммунальные предприятия должны инвестировать в технологии кибербезопасности, проводить регулярные аудиты безопасности и сохранять бдительность при мониторинге и реагировании на потенциальные угрозы для поддержания целостности и безопасности данных автоматизации подстанций.
Сегментная аналитика
Аналитика цифровых преобразователей/интеллектуальных счетчиков
Сегмент цифровых преобразователей/интеллектуальных счетчиков имел наибольшую долю рынка в 2022 году и, как ожидается, сохранит ее в прогнозируемый период. Цифровые преобразователи и интеллектуальные счетчики имеют решающее значение для сбора данных в реальном времени по различным электрическим параметрам на подстанциях. Эти данные включают напряжение, ток, качество электроэнергии, потребление энергии и многое другое. Коммунальные предприятия и операторы сетей используют эти данные для мониторинга производительности подстанций, выявления проблем и оптимизации работы сети. Данные, собираемые интеллектуальными счетчиками и цифровыми преобразователями, играют ключевую роль в управлении и оптимизации сети. Они позволяют коммунальным предприятиям принимать обоснованные решения о балансировке нагрузки, регулировании напряжения и управлении распределительной сетью, что приводит к повышению эффективности и надежности сети. Интеллектуальные счетчики играют важную роль в мониторинге качества электроэнергии, выявлении нарушений и помогают коммунальным предприятиям быстро принимать корректирующие меры. Это приводит к повышению качества электроэнергии для потребителей и сокращает перебои, вызванные провалами, скачками напряжения или гармониками. Интеллектуальные счетчики позволяют коммунальным предприятиям внедрять расширенную инфраструктуру учета (AMI) и предоставлять потребителям информацию об их потреблении энергии в режиме реального времени. Это способствует экономии энергии и позволяет более точно выставлять счета на основе фактического использования. Многие страны инвестируют в модернизацию сетей и инициативы в области интеллектуальных сетей для повышения энергоэффективности и устойчивости. Интеллектуальные счетчики являются основополагающим компонентом этих инициатив, поскольку они облегчают двустороннюю связь между потребителями и коммунальными предприятиями, позволяя реализовывать программы реагирования на спрос и интеграцию распределенных энергетических ресурсов. В нескольких регионах нормативные акты и стандарты предписывают развертывание интеллектуальных счетчиков для повышения точности данных и надежности сети. Коммунальные предприятия должны соблюдать эти нормативные акты, что еще больше стимулирует внедрение интеллектуальных счетчиков на подстанциях.
Ethernet Insights
Сегмент Ethernet имел наибольшую долю рынка в 2022 году и, по прогнозам, будет демонстрировать быстрый рост в течение прогнозируемого периода. Ethernet обеспечивает высокую скорость передачи данных, обычно от 10 Мбит/с (мегабит в секунду) до 100 Гбит/с (гигабит в секунду) и более, в зависимости от конкретной используемой технологии. Такая высокая пропускная способность обеспечивает эффективную передачу больших объемов данных, что делает ее идеальной для мониторинга, управления и обмена данными в реальном времени на подстанциях.
Региональные данные
В 2022 году в Северной Америке был крупнейший рынок автоматизации подстанций. Рост рынка в этом регионе обусловлен растущим спросом на надежное электроснабжение, необходимостью сокращения потерь при передаче и распределении и растущим внедрением технологии интеллектуальных сетей. Соединенные Штаты и Канада являются основными рынками автоматизации подстанций в Северной Америке.
В 2022 году в Европе был второй по величине рынок автоматизации подстанций. Рост рынка в этом регионе обусловлен растущим спросом на интеллектуальные сети, необходимостью сокращения выбросов углерода и стареющей инфраструктурой европейской электросети. Германия, Франция и Великобритания являются основными рынками автоматизации подстанций в Европе.
Азиатско-Тихоокеанский регион является самым быстрорастущим рынком автоматизации подстанций, среднегодовой темп роста которого составит 7,5% в период с 2023 по 2031 год. Рост рынка в этом регионе обусловлен растущим спросом на электроэнергию, необходимостью повышения надежности электросети и растущим внедрением возобновляемых источников энергии. Китай, Индия и Япония являются основными рынками для автоматизации подстанций в Азиатско-Тихоокеанском регионе.
Последние разработки
Ключевые игроки рынка
По компонентам | По модулям | По каналу связи | По региону |
|
|
|
|