图3、智能电网架构的概念形式
数字化的影响
近年来，数字化现象已经演变成跨行业相关的真正大趋势。虽然能源行业最初落后于其他行业，但现在正在迎头赶上，数字元素影响着这个市场的越来越多的方面。然而，“数字化”这个术语其实是很模糊的，所以我们需要定义我们的意思。 m3管理咨询高级经理Bernhard Schaefer将数字化定义为：
利用新的信息和通信技术来实现能源公司的产品和服务，价值链(从发电厂到消费者)以及内部支持功能(控制，采购，人力资源等)的综合转型，以满足相关客户的期望。
结果是一个“智能”电力公司，作为“智能”能源世界的一部分，将被越来越多地嵌入到更广泛的物联网(IoT)中。
智能能源系统在许多方面将与传统系统不同：
数据主导的智慧正在或多或少地进入能源价值链的所有步骤中，突出的重点是发电，配电，计量和消费。图4中更详细地说明了IoT应用程序扩展到能源价值链中(请注意，每个国家的能源价值链会稍有不同;例如，英国的智能电表是零售业)。
得到的教训
博世软件创新公司的Michael Schlauch是博世的项目经理，负责Smart City Rheintal项目。这是项目的两个关键外包：
我们看到预测过程仍然有很大的改进空间。这适用于光伏设施的发电预测以及对消费者的消费预测。在这里，需要更长的时间框架，甚至超出了正在资助的项目的结束时间。例如，这是推断特定住房单位的实际和个性化消费概况的唯一途径。由于我们与沃拉尔伯格应用科技大学的合作，并且专门针对IT公司的，因此我们正在获得这种类型的广泛的区域性的和结构性的参数，为进一步预测做好了准备。
诸如洗衣机的消费者设备太小，无法使需求方管理有合理的进展。集成到VPP中的设备必须要更灵活。这对于热泵以及电锅炉也是如此。当然，当我们可以将各种不同程度灵活性的设施结合在一起时，这也是非常有帮助的。
图4、扩展能源价值链和物联网(IoT)的应用场景
发电
发电是数字化无疑会带来巨大好处的领域。过去，传统的电力系统主要由大型集中式电站供电，如今，越来越多的小型，分散式安装的发电机将电力注入电网。大多数这些额外的电力是由可再生能源发电，如风能，太阳能和生物能等产生的。然而，风能和太阳能的生产却是高度波动的，依赖天气预报的生产预测容易出现不精确的局面。这对网络运营商来说是一个挑战，网络运营商必须通过确保电力注入和电力消耗之间的平衡来保持网络的稳定和安全。能源专家Bernard Kryszak说：
满足这一挑战的一个选择是将各种小型发电机捆绑成一个协调的“虚拟电厂”(VPP：Virtual Power Plant)。 VPP的个体电厂(可能利用太阳能，风能，生物质能，小型水电厂或者热电厂(CHP))的电力生产通过使用单一的IP网络进行集中优化，以收集和分析分散式单元的生产数据，当地天气预报，需求预测等。这种基于协同效应的方法使得可以最小化所需输出的发电成本。此外，与单个电力来源相比，VPP能够提供更稳定的总体电力输出，例如在太阳不发光并且不能产生太阳能的时候，通过提高生物能源的功率来进行补充。特别是在波动发电程度高的市场中，如果监管框架提供足够的市场信号来激励提供储备能量的话，那么VPPs在经济上是有吸引力的，同时还有助于系统的稳定性。
数字基础设施的另一个应用领域涉及远程发电资产的监控和诊断。想象一下远离海岸的一个大型海上风电场。简单的基于时间的维护在这里是不合适的，因为到达这个位置所涉及的成本非常高。相反，来自连接到每个风力涡轮机中的部件(例如叶片，齿轮箱，油泵，控制器，马达和发电机部件)的传感器的操作数据被连续馈送到中央控制中心。这里，数据以结构化的方式存储在数据历史数据中，并可用于分析。这样就可以监控每个部件的状况，并根据维修计划来调整涡轮机的实际状况。
通过完全集成的交易平台和自动交易流程，能源交易也变得更加智慧。而市场参与者只是基于日前的数据来交易电力，而当天的交易可以通过系统到系统的信息进行，而无需人工干预。这使得实时交易和短期优化，从而在新兴的动态能源市场中保持了足够的敏捷性。
电力传输
今天，尽管间歇式可再生能源的增长压力越来越大，但是传输系统运营商(TSO：transmission system operators)也面临着保持电网运行稳定和安全运行的更大挑战。由于电网稳定始终是至关重要的，TSO被允许通过迫使电力生产商暂时升高或降低其发电资产来确保其负荷平衡(频率和电压)，以实现生产和消费之间必要的持续平衡(后者是更难影响)。在这种情况下，TSO的控制中心通过专用数据接口来直接和远程地控制与TSO传输网格直接相连的发电厂的资产。
