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NESO 是英國的國家能源系統營運商，負責平衡高壓輸電網的電力供需。與全球其他電網營運商一樣，NESO 已經發現了過渡到淨零能源系統（以及 2030 年的最後期限）所帶來的結構和運營挑戰。
隨著可再生能源和分散式能源資源 (DER) 的增加，現有的供需平衡方法將舉步維艱。現今的英國能源系統缺乏端對端的數位管理能力 - 由傳統系統、技術層次、供應商複雜性和不相容的標準所組成。
為了解決這個問題，NESO 正在領導整個行業的虛擬能源系統，以促進資料交換、資料驅動決策、全系統監控，實現營運最佳化，同時確保高效可靠的能源系統適合未來發展。
自 2021 年起，奧雅納與能源系統實驗室 (Energy Systems Catapult) 和破冰船一號 (Icebreaker One) 合作，透過研究、設計和開發，以及策略性計畫方向和計畫管理，為該計畫提供支援。
奧雅納正協助 NESO 建立世界上第一個國家能源網路的數位複製品 - 實質上是開發英國整個實體系統的即時數位模型。
數位化能源系統的架構
我們的工作從組織層面著手，專注於能夠推動這場大規模轉型的框架。透過研究、專家訪談和廣泛的業界參與，我們開發了「共同框架」，識別出 14 項關鍵的社會技術因素，涵蓋人員、流程、資料和技術，這些因素對於實現 NESO 的虛擬能源系統至關重要。其結果是協同開發治理、資料標準、存取政策、安全性、技術和更廣泛的支援所需的途徑，以有效率地提供一系列使用個案，組成一個可行的虛擬能源系統。
這項工作也清楚顯示，系統所依賴的日常營運洞察力和未來規劃（例如供需的位置和變化），將越來越依賴共同的全產業資料分享基礎架構（這一概念來自於由新西蘭能源部贊助的專案「數位脊樑可行性研究」）。
為零淨能源未來鋪路
未來能源系統將需要整合大量的低碳和可再生能源，這將進一步增加電網在資產、互動、供應管理和其他運作方面的複雜性。這些分散式能源資源 (DER) 的數位化與整合，將從根本上改變 NESO 的工作方式，並對整個產業造成影響。
虛擬能源系統計劃是對這種不斷變化的能源組合的回應，可確保 NESO 能夠運行一個安全、可靠且價格合理的電力系統，同時為後代支持過渡到一個更環保、更高效的系統。
資料標準
從網路模型到消費者使用模式，能源產業需要處理大量且不斷增加的資料，這些資料橫跨作業、維護、研究、商業及其他領域。這個複雜的系統網路都以各自偏好的標準交換及分享資料。隨著資料來源和複雜性的增加，能源系統將更難詮釋和產生必要的營運洞察力。共通標準可讓系統和服務具有互操作性，是當務之急。
為了因應這項挑戰，Arup 定義了整個產業的資料需求，以及促進產業內部和跨產業互通性的要求。
設計解決方案架構
對於資料分享基礎架構的需求顯而易見，但要達成此項需求卻是一項複雜的任務。我們的方法是首先開發概念性的技術架構。此架構透過說明使用者旅程、關鍵元件、其互動，以及它們如何支援已識別的使用個案和未來使用個案，將概念栩栩如生地呈現出來。
這部分的計畫建立在我們先前在數位脊柱可行性研究（Digital Spine Feasibility Study）的工作上，這是由英國能源安全與淨零部（Department for Energy Security and Net Zero）贊助的計畫。
傾聽業界夥伴的意見
向數位能源系統的過渡代表著能源產業的重大轉變。因此，在協助虛擬能源系統開發的過程中，我們銳意採用以使用者為中心的包容性方法。創新的技術和陌生的工作方式是這個新系統的核心，若要讓產業夥伴以所需的速度支持並採用這些技術和方式，這一點至關重要。
改變的誘因必須清晰明確。因此，我們與能源產業的利害關係人合作，定義高價值的使用案例，並解決重要的挑戰，進而建立「共同框架」。
我們從業界獲得了許多寶貴的意見，進而強化並完善了 NESO 對「虛擬能源系統願景」的願景，使其成為整個業界的共同優先事項。現在，我們共同確認的使用案例將作為系統初始迭代的基礎，而來自業界的進一步貢獻將促成一個充滿活力的互聯數位孪生系統生態系統。