前沿电网技术——机器人、云基础设施和SaaS如何改变电力行业

前沿电网技术——机器人、云基础设施和SaaS如何改变电力行业

技术正在改变电力行业。连续不断的创新浪潮使公用事业公司改善了运营、客户互动和整体绩效。正如我们在本系列文章中所探讨的，网格技术市场已经开始显著扩大在未来的十年里，随着创新技术部署的加快。在这篇文章中，我们将注意力转向一些正在影响其他行业并开始在公用事业领域占据主导地位的更大的技术趋势。关于这个网格技术系列的完整背景，请下载我们的报告。部署的十年”。

为了协调和优先考虑公用事业席卷网格技术的主题，我们开发了Indigo网格技术趋势矩阵。为了突出这些趋势，我们的Grid Tech矩阵在最高水平上说明了最近的发展。我们越来越多地看到这些技术嵌入到解决方案集中，每种技术都以不同的速度发展，并产生不同的影响。随着电力公司制定多年的技术路线图，必须了解这些趋势如何释放额外的价值和机会。例如，我们发现AI/ML技术在我们跟踪的用例中占比超过10%，对传统实用程序应用程序有显著改进。总的来说，这是电力行业的一个独特时刻，通过部署成熟的工业4.0技术，可以加速实现雄心勃勃的气候目标，这些技术已经在其他行业得到了应用。为了进一步说明这些趋势我们将探讨三个领域，以及机器人技术、云基础设施和软件即服务(SaaS)的采用是如何影响该行业的。

机器人技术——及时高效的自动化

机器人应用为能源部门提供了提高效率的机会。公用事业公司正在测试一套可以执行重复任务和动态运动的机械和一般移动设备。传统的公用事业公司依靠人工来完成大部分的运维工作，但为了降低成本并改善运营，公用事业公司正在慢慢引入机器人技术，以更有效地满足他们的劳动力需求。除了执行任务，机器人在捕获数据方面特别有效，这对于利用人工智能和机器学习功能的软件应用程序非常有用。

如今，在整个行业中，我们看到四种主要的机器人类型占据了主导地位，通俗地说就是无人机、潜艇、攀岩者和狗。每种类型都根据其移动功能进行区分，这决定了每种模型能够进行的交互范围。

除了这些设备，我们还看到专门为执行一项任务而设计的专业机器人的出现。应用包括沿着传输线工作的传输线机器人，爬上绝缘体的传输绝缘体机器人，设计用于在密闭空间中机动的地下电缆机器人，以及在变压器油中游动的变压器机器人。

随着电池技术、先进计算和通信基础设施的改进，机器人变得更加机动，能够执行细微的、基于情境的工作。公用事业公司很少使用装配线上的固定机器人，但是，作为每天需要数百万次物理交互和数据点捕获的重资产组织，公用事业公司可以利用移动机器人来释放价值。有几十个潜在的用例可以在发电、输电和配电方面为电力公用事业公司提供价值。从广义上讲，我们看到公用事业中基于机器人的用例有四大类，如下图所示。

机器人要执行工作或收集数据，必须配备一个或多个有效载荷。有效载荷是机器人携带的设备，允许它与环境互动。有效载荷可分为三类:信息收集、标本收集和复杂的物理相互作用。到目前为止，信息收集是三种有效载荷中最常见的，包括传感器，如激光雷达或那些可以探测可见和不可见光谱的传感器。标本采集包括可以捕获物理样品的仪器。复杂的物理交互载荷包括可以执行动态任务的机械臂，比如开门。

在这一阶段，专注于机器人技术的公用事业将显著受益。在利益和构建业务用例方面，基于机器人的用例可以支持广泛的业务目标:

• 创收(例如，使用无人机为发射塔创建数字双胞胎，以及人工智能检测现有附件的库存和租赁新附件的可用空间)。

• 通过更好的运维降低成本(例如，使用无人机来图像传输基础设施，使用人工智能来执行资产组件检查)。

• 工人安全(例如，使用狗处理危险的核废料或检查高压变电站)。

• 信息保留(在高员工流动率的环境中更好地获取数据)。

• 组织演变(基础设施必须变得更加复杂，并实现数字化，以适应能源转型，如果部署正确，机器人可以增加重大价值)。

云基础设施——启用更动态的网格架构

本文范围内的云基础设施是指托管基于云的软件或软件即服务的远程服务器场。出于实际目的，云基础设施与“预置”服务器的区别在于，后者可以使用封闭协议进行通信，而云服务器可以通过internet访问。对于大多数公用事业公司来说，核心系统IT基础设施是内部拥有和管理的，公用事业公司一直不愿意完全迁移到云端，主要有两个原因。首先，出于对安全的担忧，公用事业公司高管对将敏感数据移出专用网络犹豫不决。一般来说，公用事业公司高管和网络安全专业人士认为，将所有敏感和非敏感数据保存到本地网络可以降低被黑客攻击的几率。其次，总的来说，公用事业公司不能评估基础云支出，但他们可以将IT基础设施成本转嫁给客户。尽管为云基础设施支付的费用比拥有和运营专有服务器堆栈要便宜得多，但一些公用事业公司仍然不愿迁移到云，因为这会影响他们的利润。正如我们在一篇文章中强调的那样，传统的监管正在围绕云基础设施发展早些时候在纽约、PA和AL的例子中，我们预计这一趋势将在中期扩大，使公用事业更容易证明云迁移的合理性。

实际上，公用事业还处于集成边缘处理功能的早期阶段。边缘处理器不是云服务，因为它们是内部管理的，功能非常有限;然而，它们分布在资产基础设施上(而不是驻留在预置服务器上)，并且通常使用开放协议与云服务通信，这使得它们理论上更容易受到黑客攻击。边缘处理执行基本的计算和/或数据缩减工作。这使得部署的应用程序可以通过在现场处理数据和为需要服务器处理的应用程序使用更少的带宽来更快地做出决策，从而减少了延迟。

然而，展望未来十年，公用事业将越来越多地将应用程序转移到分布式处理范式，包括云和边缘。四分之三的美国公用事业公司已经在云中部署了一些应用程序，如果他们的大多数敏感数据继续托管在本地，并限制在专用网络中。随着监管结构的发展，这将改变公用事业公司将上线的应用程序的性质、速度和类型。

任何使用软件的应用程序都可以部署到云服务器上。云服务器的主要优势是由规模经济驱动的。专用服务器群往往比由IT专业人员管理的服务器更有效，他们对组织负有许多责任。服务器场还能够通过集装箱化更有效地摊销他们的设备。容器化是将服务器划分为许多虚拟服务器的实践。这很有用，因为不同的软件应用程序需要不同的服务器环境才能正确运行，而非容器化的服务器通常一次只支持一个环境。虚拟服务器或容器可以在一台服务器上支持多个环境，从而同时支持更广泛的应用程序。服务器群还可以全天候保持满负荷运行:当一个客户端到达工作日结束并开始缩减其服务器使用时，服务器群可以将该客户端的容器替换为位于不同时区的另一个正在为工作日进行扩展的客户端容器。因此，服务器场中的服务器更有可能总是以100%的容量运行，从而得到更有效的使用。

这与专有服务器方案形成对比，在专有服务器方案中，服务器的运行可能远低于100%的阈值，并且在正常工作时间内仅占其总容量的一小部分。此外，内部IT团队在管理计算需求超过100%容量的情况方面面临额外的挑战——在服务器群中，管理员只需在不同的服务器上启动新的容器，以保持工作平稳运行。实用程序将不得不处理增加的延迟、系统崩溃和重新启动。最后，服务器群更有可能是最新的。由于这些和其他原因，云服务远比维护本地服务器堆栈的组织更高效，这降低了云与on-prem的相对成本。

除了成本优势外，云服务还为公用事业提供了更多的计算选项和更强大的软件功能集。大多数软件开发人员都是云原生的，而供应商越来越不愿意将其部署到本地服务器，这将在下一节中讨论。云基础设施在公用事业中的使用正在增长，如果监管机构允许将其添加到公用事业的费率基础中，它将显著增长。就对网格技术格局的影响而言，云技术将成为实现能源转型所需的网格技术能力的关键组成部分，如物联网(IoT)、人工智能(AI)和扩展现实(XR)。

软件即服务(SaaS)——更好的价值

软件即服务基本上包括所有云软件，这些软件通常通过每月或每年的订阅来盈利。虽然公用事业行业还没有以一种有意义的方式从本地服务器迁移到SaaS解决方案，但大多数其他行业已经这样做了，软件社区也相应地调整了其定价模型。狗万体育手机官网当SaaS在21世纪初开始占据主导地位时，定价与传统模式保持一致，收入依赖于每个座位的定价结构。在过去的十年里，SaaS公司在创新方法上做得越来越好，使他们的产品更具粘性，定价模式也趋向于基于价值的订阅，而不是按用户定价。

软件定价方式的这种新兴转变部分基于SaaS特有的功能:与本地安装的软件不同(供应商基本上没有能力监控客户的使用情况)，SaaS中的所有计算都发生在供应商端，并且可以很容易地跟踪。供应商不仅可以运行分析来估计他们的产品被使用的频率，还可以跟踪哪些用户正在使用它，流行的用例，以及它可能产生多少价值。

基于价值的定价的第二个驱动因素是SaaS业务模式。SaaS公司的每用户成本通常很低;大多数公司都能很快地增加新客户，增加新客户的边际成本极低，毛利率经常超过90%。SaaS公司的主要成本驱动因素是软件开发、客户获取，在某些情况下还有安装(这些成本通常是预先向客户收取的)。SaaS公司要想支付日常管理费用和客户获取成本，就需要确保大多数现有客户续签合同，并扩大年度支出，以保持较高的利润率。基于价值的定价是一种常见的解决方案。通过确保客户总是能获得价值，他们可以降低失去客户的风险，并不得不重新投资于客户获取。

目前，公用事业公司正在开发他们的云计算和SaaS战略。虽然某些应用程序(如ADMS)在短期内可能仍会留在本地，但我们预计在VPP、移动劳动力管理和其他分析应用程序中会看到SaaS解决方案的增长。因此，公用事业公司有一个独特的机会来利用越来越多的SaaS公司提供的对客户友好的定价模型。通过这样做，他们不仅利用了迁移到云的机会，而且还确保了他们的软件订阅在规模上提供持续的价值，提高了他们的利润率和投资回报时间。随着SaaS公司对公用事业公司如何从软件产品中获取价值的理解加深，基于价值的定价的使用预计将会增加。

管理前沿技术的复杂性

在未来十年中，电力公司将越来越多地转向提供自动化和决策支持的数字解决方案。机器人技术、先进的数字功能、云基础设施和SaaS的使用将使该行业从模拟行业转变为新的数字领域。我们期望在这个十年中看到成熟的其他趋势是采用分布式账本、量子计算、扩展现实(XR)、更好的客户集成以及不同类型的网格资产的编排。这些变化将提高公用事业的投资回报率，同时确保客户的可靠性并改善环境管理。

对于电力行业来说，确定最有价值的技术趋势、建立高价值的合作伙伴关系并大规模交付是至关重要的。这个过程的第一步是确定商业上可用的解决方案和可行的技术合作伙伴。读者可以在我们的网站上获得更多关于Grid Tech市场和Grid Tech 150的信息研究中心并深入了解我们补充的网格技术报告，部署的十年．

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