对一座现代城市来说,最理想的电网往往是“感受不到”的:灯光稳定、交通照常、数据中心持续运行,故障在影响生活之前就被发现并处理。
新加坡电力网络的可靠性长期处于世界前列,但随着设备老化、用电结构变化、极端天气风险上升以及能源转型推进,维持这种表现正变得越来越复杂。
面对这些挑战,NTU与SP Group正在把传感器、统计模型、人工智能和电网仿真结合起来,让电力系统不只在故障发生后作出反应,而是提前识别风险、安排维护并准备恢复方案。
真正聪明的电网,不只是自动化程度更高,而是能够理解设备正在怎样老化,并预判一个局部问题可能如何演变为系统性停电。

从固定检修,走向“按风险维护”
传统电网维护常依据固定周期进行:设备使用到某个年限,便安排检查或更换。这种方式清晰可靠,却未必能准确反映每台设备的真实状态。
有些部件可能因为运行环境和负荷差异而更快老化,需要提前处理;另一些设备即使达到预定年限,仍有较长安全寿命。若所有设备都采用同一节奏维护,资源可能无法优先投入最迫切的位置。
SP Group–NTU联合实验室开展的研究把传感器与先进分析结合,用于寻找设备性能下降的早期信号。其目标是帮助资产管理者在故障发生前采取预防行动。
Yan Ziming:为老化设备建立“健康档案”
曾于2023至2024学年担任SP Group总统博士后研究员的Yan Ziming博士,把研究重点放在老化电网设备的健康状态、剩余寿命与风险评估上。
他的框架结合两类信息:一类是设备随时间磨损和失效的统计规律,另一类是AI从运行数据中识别出的异常与早期预警信号。
系统据此判断哪些部件需要优先关注,让运营方从“到了日期就检修”转向“风险最高的先处理”。维护资源可以被更有效地分配,也有助于降低突发故障的概率。
研究期间,Yan Ziming还参与NTU教学与学生指导,把电力行业的实际问题带进课堂。这段兼顾科研、应用与教学的经历,为他后来在大连理工大学获得教职奠定了基础。

Xie Dunjian:一个小故障,如何演变成大停电?
现任研究员Xie Dunjian博士关注的是更广泛的系统问题:某台设备出现故障后,会如何与电网中的其他压力相互作用,并可能引发连锁反应。
过去,设备健康和整个电网的动态行为常被分开研究。前者告诉运营方某个部件是否老化,后者分析电力如何在网络中流动,却不一定把二者放在同一框架中。
Xie Dunjian的研究尝试把设备健康数据与电网行为仿真连接起来,预测一个局部故障是否可能扩散为更大规模的停电。近年来古巴、智利和西班牙等地的停电事件提醒人们,局部扰动可能在复杂系统中迅速放大。
这套框架面向多个时间尺度:短期可以判断哪些设备需要立即处理,中期可帮助电网为极端天气做好准备,故障发生后则支持更快制定恢复供电的顺序与方案。

一项奖学金,也是一套青年科研人才训练机制
SP Group总统博士后奖学金于2020年设立,是SP Group与NTU科研及教育合作的一部分。项目不仅提供研究资源,也给予青年学者更大的自主空间。
与只参与既定课题的传统博士后岗位相比,研究员可以定义自己的研究方向、建立产业合作、参与教学并指导学生。这相当于为未来独立领导科研项目提供一套结构化训练。
产业伙伴的参与同样重要。电网研究若只停留在模拟数据与理想条件中,很难回答设备在真实运行环境下会遇到什么问题。研究人员与工程实践者紧密合作,可以让模型从一开始就对准实际需求。
跨学科环境也让研究不局限于电气工程。工程、城市规划、气候科学和社会科学的视角共同进入讨论,帮助团队理解城市韧性不只是设备问题,也涉及天气、空间布局、公共服务和人的决策。
让基础设施从“被动响应”变成“主动预判”
NTU副教授Xu Yan是与SP Group合作的主要研究人员之一。他指出,项目的重要价值在于把智能能力嵌入基础设施,使电网能够提前判断风险,而不是等到故障后才采取行动。
对公众而言,这种技术并不会表现为一个需要每天操作的新应用。它带来的结果更朴素:减少供电中断,在问题发生时更快恢复,并让维护投入用在最需要的位置。
随着新加坡能源系统继续发展,可靠供电将越来越依赖三项彼此相连的基础:高质量数据、可部署的创新技术,以及理解科研与产业两种语言的人才。
从NTU实验室到真实电网,这项合作正在同时建设三者——既守护今天的城市运行,也为未来的能源转型储备能力。