电力系统模拟器市场规模 - 按产品类型、模块、应用分析，增长预测（2025-2034年）

电力系统模拟器市场规模

2024年，全球电力系统模拟器市场规模估值为8.321亿美元。根据Global Market Insights Inc.的数据，该市场预计将从2025年的8.644亿美元增长至2034年的12.2亿美元，复合年增长率为3.9%

• 由于现代电网的复杂性不断增加以及可再生能源的快速整合，全球电力系统模拟器市场正在经历快速增长。随着各国向清洁能源过渡，模拟工具在规划、测试和确保电网可靠性方面变得至关重要，同时无需冒险影响实际基础设施
  
• 根据国际能源署（IEA）的数据，全球电力需求预计将在2026年前每年增长超过3%，其中发展中国家占增长的80%。这一增长推动了公用事业和研究机构采用先进模拟器进行负荷流分析、暂态稳定性研究和可再生能源整合建模
  
• 政府倡议在推动这一扩张方面发挥着关键作用。2024年，美国能源部的电网现代化倡议（Grid Modernization Initiative）提出了六项技术支柱，重点关注规划、运营和韧性，这些都高度依赖模拟技术
  
• 同样，美国已启动项目以支持虚拟电厂（VPP），这些虚拟电厂将分布式能源资源进行聚合，并需要复杂的模拟进行电网协调。2025年初，亚利桑那州在其VPP项目下批准了“自带设备”（Bring Your Own Device）试点项目，鼓励客户参与需求响应活动，展示了模拟工具如何支撑这些先进的电网策略
  
• 政府倡议是这一趋势的主要催化剂。2024年，美国能源部的电网现代化倡议提出了六项技术支柱，重点关注规划、运营和韧性，这些都需要模拟技术来实施。2025年，美国监管机构批准了虚拟电厂（VPP）试点项目，这些项目将分布式能源资源进行聚合，并依赖模拟器进行实时协调
  
• 同样，北卡罗来纳州清洁能源技术中心报告称，2024年美国所有50个州都采取了电网现代化措施，包括822项与能源存储、微电网和配电系统规划相关的监管措施——这些都是模拟技术发挥关键作用的领域
  
• 技术进步也成为推动电力系统模拟器市场增长的另一个关键因素。公用事业和研究机构正在越来越多地采用实时数字模拟器（RTDS）和硬件在环（HIL）系统，以在高可再生能源渗透率下测试保护方案和基于逆变器的资源
  
• 数字孪生技术正在逐渐普及，使运营商能够创建整个电网系统的虚拟副本，用于预测性维护和运营优化。这些进步减少了停机时间并提高了可靠性，这对于全球电力需求预计将在2026年前每年增长3.4%至关重要，其中发展中国家占增长的80%，根据国际能源署的数据
  
• 投资趋势进一步突显了模拟的重要性。预计2024年至2030年全球电网适应性支出将达到2.4万亿美元，其中35%用于输电升级，28%用于配电改进。这些升级需要大量模拟研究来验证系统在新配置下的性能，并确保符合严格的可靠性标准
  

电力系统模拟器市场趋势

• 随着全球能源系统变得更加复杂和互联，电力系统模拟器行业正经历快速发展。其中最显著的趋势是，为管理可再生能源的整合，对先进模拟工具的需求不断增长。随着电网整合更多太阳能、风能和分布式发电，其行为变得更加难以预测。模拟器允许运营商建模这些动态条件，测试应急计划，并确保稳定性，而无需冒险影响现实世界的基础设施。
  
• 政府倡议和监管框架在塑造这一市场方面发挥着重要作用。许多国家正在实施政策，以现代化电网、提高韧性并支持脱碳目标。这些计划通常要求严格的规划和验证过程，这些过程依赖于模拟技术。随着公用事业向智能电网过渡并采用分布式能源资源，模拟平台正成为合规和运营准备的重要工具。
  
• 现代电网的日益复杂性正在推动对基础设施和技术的大量投资，这反过来又推动了对先进模拟工具的需求。2024年，美国能源部为38个智能电网项目拨款20亿美元，重点关注先进计量、自动化和分布式能源资源整合。
  
• 这些项目旨在将互联时间缩短超过一年，并提高对极端天气的韧性。能源部的国家传输需求研究还强调了计划增加300英里的新输电线路，并利用先进技术升级650英里的现有线路，以支持清洁能源整合。此类倡议凸显了电力系统模拟器在验证这些升级并确保实施前电网稳定性方面的关键作用。
  
• 此外，传统的离线模拟器正被实时数字模拟器和硬件在环系统所取代，使保护方案和基于逆变器的资源的测试更加准确和快速。数字孪生技术正在兴起，允许运营商创建整个电网系统的虚拟副本，用于预测性维护和运营优化。这些进展得到了人工智能驱动的分析的补充，这些分析增强了预测、自动化场景规划和改善决策。
  
• 网络安全和韧性已成为该市场的关键考虑因素。随着模拟器与实时控制系统集成，它们面临与运营网络类似的脆弱性。为了应对这一问题，公用事业正在采用基于模拟的网络安全策略，包括虚拟威胁建模和异常检测。这些方法使组织能够在影响实际电网运营之前预测和缓解风险，从而增强整体系统安全。
  
• 最后，市场正朝着更大的互操作性和基于云的解决方案发展。基于云的模拟器提供可扩展性和远程访问，使其对管理复杂、多区域电网的公用事业和研究机构具有吸引力。结合人工智能和机器学习，这些平台为自动化电网管理和预测分析铺平了道路，确保在日益分散的能源格局中，电力系统保持可靠和高效。
  

电力系统模拟器市场分析

• 全球电力系统模拟器市场在2022年、2023年和2024年分别价值7.708亿美元、8.008亿美元和8.321亿美元。这一上升趋势主要由可再生能源整合、电网现代化倡议以及对实时模拟能力需求的增长推动。随着电网变得更加分散和数字化，模拟器在确保可靠性、韧性和运营效率方面发挥着关键作用。
  
• 从产品类型来看，软件细分市场预计到2034年将超过5.8亿美元，原因在于现代电网复杂性的增加以及对先进分析工具的需求。随着公用事业整合可再生能源、分布式发电和储能系统，电网行为变得更加动态且难以预测。基于软件的模拟器提供了灵活性，能够准确建模这些场景，使运营人员可以在不冒险影响现实基础设施的情况下测试应急计划并优化系统性能。
  
• 推动这一增长的主要因素之一是全球电网现代化和数字化的推动。各国政府和监管机构正在强制实施先进的规划和验证流程，以确保可靠性和韧性。软件模拟器对于满足这些要求至关重要，因为它们允许公用事业模拟各种运行条件，包括高可再生能源渗透和极端天气事件。这一能力降低了运营风险，并支持符合电网稳定性和网络安全不断演变的标准。
  
• 技术进步进一步加速了软件解决方案的采用。传统的离线工具正在被基于云的平台和实时模拟软件所取代，这些新工具提供了可扩展性、互操作性和远程访问能力。这些解决方案使公用事业能够创建整个电网系统的数字孪生体，从而便于预测性维护和运营优化。与人工智能和机器学习的集成提高了预测准确性，并自动化了场景规划，使软件模拟器成为未来电网管理不可或缺的工具。
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• 类似地，硬件细分市场预计到2034年将超过3.9亿美元，原因在于对复杂电网系统的实时测试和验证需求的增加。与基于软件的解决方案不同，硬件模拟器提供了物理接口，使工程师能够准确复制现实条件。这一能力对于在动态运行场景下验证保护方案、基于逆变器的资源和高压设备至关重要，确保部署前的可靠性。
  
• 推动硬件采用的关键因素之一是可再生能源和分布式发电的兴起。随着电网整合大规模太阳能、风能和电池储能系统，其行为变得更加难以预测。硬件在环（HIL）模拟器使公用事业能够在实时测试这些组件，从而降低实际运行中的故障风险。例如，部署先进逆变器技术的公用事业通常依赖硬件模拟器来验证符合电网代码和稳定性要求。
  

• 从模块来看，电力系统模拟器市场中的负荷流模块预计到2034年将以超过3%的复合年增长率增长。 负荷流模块是电力系统模拟中最关键的组成部分之一，因为它为分析电力网络的稳态条件提供了基础。其主要功能是计算在各种运行场景下，输电和配电系统的电压水平、功率流动和损耗。
  
• 这一增长的主要原因之一是可再生能源如太阳能和风能的渗透率不断提高。这些能源源引入了发电波动，使传统的电网规划方法不再充分。负荷流动模拟器允许运营商建模这些变化，并确保电压曲线和功率流保持在安全范围内。这一能力对于维持高可再生能源渗透率系统的电网稳定性和防止停电至关重要。
  
• 另一个驱动因素是全球向电网现代化和智能电网发展的推动。政府和公用事业正在大力投资先进基础设施，包括自动化变电站和柔性交流输电系统。这些升级需要详细的负荷流动研究来验证设计和运营策略。例如，在整合能源存储或需求响应项目时，负荷流动分析有助于确定最佳位置和规模，以最小化损耗并提高效率。
  
• 此外，短路分段预计到2034年将超过2.9亿美元。短路模块是电力系统模拟的关键组件，因为它确保在故障条件下电力网络的安全性和可靠性。其主要功能是计算故障电流并分析异常事件（如线路故障、设备故障或短路）期间的系统行为。此类分析对于设计保护系统、选择断路器以及确保设备在故障应力下不受损坏至关重要。
  
• 监管合规性和安全标准也推动了短路分析的需求。公用事业和行业必须遵守故障电流计算和设备额定值的严格指南。模拟工具提供了一种成本效益高且准确的方式来满足这些要求，从而降低设备故障的风险并提高整体系统韧性。例如，在投入新变电站或输电线路运行之前，公用事业会进行短路研究以验证断路器额定值和继电器设置。
  

• 2022年、2023年和2024年美国电力系统模拟器市场规模分别为2.003亿美元、2.07亿美元和2.14亿美元，表明呈现稳步上升趋势。这一增长主要受可再生能源快速整合、交通电气化以及输配电网络现代化的推动。
  
• 美国市场受益于政府机构、公用事业和技术提供商之间的强大合作。对智能电网项目、先进计量基础设施和分布式能源资源整合的投资创造了一个强大的模拟技术生态系统。这些发展突显了电力系统模拟器在实现可靠、韧性和可持续能源方面的关键作用。
  
• 在欧洲，德国、法国和英国等国家正在大力投资智能电网技术和能源存储解决方案，这些都需要精确的建模和模拟。这些努力与欧盟关于电网可靠性和脱碳目标的严格法规相一致。例如，模拟平台正被用于在WECC标准库倡议下验证电网形成逆变器模型，该倡议由美国能源部支持并被国际采用，以管理高可再生能源渗透率场景。
  
• 欧洲在电网现代化和可再生能源整合方面的积极推动正在创造对模拟技术的强劲需求。例如，2024年，可再生能源在欧盟的发电量占比达到50%，而化石燃料降至25%左右，推动了对先进电网建模工具的需求。欧盟在电网基础设施上的年度支出预计将在2025年超过700亿美元，几乎是十年前的两倍，以跟上清洁能源部署的步伐。
  
• 亚太地区正成为电力系统模拟器增长最快的地区。印度和中国等国家正在快速扩大其输电和配电网络，以满足不断增长的能源需求。亚太地区的快速电气化和可再生能源扩张使实时模拟工具对电网稳定至关重要。据报道，2024年亚太地区占全球可再生能源新增容量的71%，其中中国和印度领先。
  
• 在印度，公用事业正在部署实时数字模拟器用于操作员培训和可再生能源整合研究，而中国则在投资基于云的模拟平台以支持其大规模可再生能源部署。最近，中国国家电网公司实施了超高压（UHV）输电项目，包括一条跨越2000公里的6.4 GW直流线路，需要先进模拟进行验证。
  
• 中东和非洲地区也在采用模拟工具以支持电网现代化和可再生能源项目。例如，海湾合作委员会国家正在使用模拟器设计高压直流（HVDC）系统用于跨境电力交换，确保互联电网的稳定性。这些举措得到了全球研究合作的补充，如由桑迪亚国家实验室和太平洋西北国家实验室主导的研究，他们正在开发先进模型用于电力电子和基于逆变器的资源，以未来化电网以应对波动性和网络安全威胁。
  

电力系统模拟器市场份额

包括ABB、GE Vernova、西门子、伊顿和施耐德电气在内的前五大公司在全球市场上占据超过30%的份额。主要公司持续开发新产品和解决方案，使其成为全球行业的重要组成部分。这些公司高度重视投资，特别是在研发方面。此外，这些公司采用不同的市场开发方法以获得行业中的可观份额。

电力系统模拟器市场公司

在电力系统模拟器行业中运营的主要企业包括：

• ABB
• AspenTech 
• CORYS
• EATAP
• Eaton
• 富士电机
• GE Vernova
• Mathworks
• MATPOWER
• Nayak Corporation
• Neplan
• NuScale Power Corporation
• Opal_RT
• Onsemi
• PowerWorld
• Protasis
• RTDS Technologies
• 施耐德电气
• 西门子
• 维科尔公司
  
• 西门子：西门子是电力系统模拟解决方案的全球领导者，通过其电力系统模拟套件提供先进工具。这些平台使公用事业和电网运营商能够进行负荷流分析、短路故障研究、动态稳定性评估和可再生能源整合建模。西门子专注于实时数字模拟和数字孪生技术，帮助客户在复杂运行条件下优化电网性能并确保可靠性。
  
• 施耐德电气：施耐德电气在其EcoStruxure平台中提供全面的电力系统模拟工具，用于电网规划、保护协调和能效优化。该公司强调模块化模拟能力，用于负荷流、短路和瞬态稳定性研究，使公用事业和工业客户能够准确建模复杂电力网络。
  

电力系统模拟器行业新闻

• 2025年6月，NuScale Power Corporation，该公司是行业领先的专有创新型小型模块化反应堆（SMR）核技术提供商，宣布了旨在推动一个能够同时提供清洁水和高效氢能生产能源的综合能源系统的研究项目。NuScale公司还在其位于俄勒冈州科瓦利斯的总部开发了一个用于氢能生产（高温蒸汽电解模式）、氢能储存和氢能发电（燃料电池模式）的综合能源系统模拟器。
  
• 2024年6月，OPAL-RT TECHNOLOGIES, Inc.宣布收购法国公司4D-Virtualiz。此次收购增强了OPAL-RT TECHNOLOGIES, Inc.在电力系统及其他行业的实时模拟和硬件在环测试解决方案能力。这进一步巩固了OPAL-RT TECHNOLOGIES, Inc.在为全球客户提供先进模拟技术方面的地位，支持其创新和发展努力。
  

该电力系统模拟器市场研究报告对行业进行了深入覆盖，以“百万美元”为单位，从2021年到2034年提供了估计和预测，涵盖以下细分市场：

按提供类型划分

• 硬件
• 软件
• 服务

按模块划分

• 负荷流
• 短路
• 电弧闪烁
• 设备协调选择性
• 谐波
• 其他

按应用划分

• 发电
• 输电与配电
• 石油与天然气
• 制造业
• 金属与矿业
• 其他

上述信息已为以下地区和国家提供：

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
  • 墨西哥
• 欧洲
  • 英国
  • 法国
  • 德国
  • 意大利
  • 俄罗斯
  • 西班牙
• 亚太地区
  • 中国
  • 澳大利亚
  • 印度
  • 日本
  • 韩国
• 中东与非洲
  • 沙特阿拉伯
  • 阿联酋
  • 土耳其
  • 南非
  • 埃及
• 拉丁美洲
  • 巴西
  • 阿根廷