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智能电网能够给我们解决什么问题?

2013-8-16 21:30| 编辑:电工学习网| 查看: 25489| 评论: 0

我们需要智能电网解决什么问题,这是目前需要澄清的一个焦点。智能电网要服务于终端用户,而不是仅服务于上层的大电网。要优先从终端实现优化配置,要解决用户自己的可再生能源和分布式能源,以及资源综合利用发电设备的系统“自由接入”和电能利用,而不是数千公里之外的“风电三峡”、“光伏三峡”、“生物质三峡”的潮起潮落。事实上,靠智能电网使一个服务于13亿人口的超级电网的每一个终端,能够响应西北地区的风电、太阳能发电的变化未必是一个合理的优先选择,至少是一个需要相当长的时间才能实现的艰巨目标。其技术上的建设难度和未来安全运行问题都变得极为复杂,等于是重新步入当年IBM超级计算机系统的困局。智能电网是互联网的翻版,将智能电网建设成为IBM超级计算机系统的翻版并不现实。应该在优先解决分布式能源自由接入之后,逐步普及,逐步完善,在能够安全自如运行之后,再逐步解决类似“风电三峡”这样的超级项目的合理应用问题。

1、精确供能——提能源高需求侧的节能效率。

通过电子感应、探测、遥控等信息技术对需求进行实时跟踪,并进行智能化的分析、控制,实现精确供能。在人们需要的地方,需求能源的形式,以实际需求的量度,针对性地进行能源供应。

比如,在有人的房间,在人们需要的地点,根据室内的实际照度、使用者对色温的要求,进行适当的、针对性的照明,就可以将既满足人的需求,又将能源浪费控制在最低的水平,从而也减少了二氧化碳的排放。摆脱了我们长期以来靠人的自觉性节能的被动方式,使人们的生活质量在不受影响的状态下,甚至更舒适,靠信息技术进步将能源节约下来。

2、需求侧管理——提高终端响应能力。

靠人的积极性进行能源需求侧管理基本不可行,供电紧张时,需求侧管理成为拉闸限电另一个代名词;在电力过剩时,需求侧管理就成了电力促销,“保增长”的重要手段。在目前电力体制的利益格局下,需求侧管理对于优化用电结构,平衡系统运行的贡献难以发挥,也难以奏效。而依靠信息智能控制技术,将需求侧管理融入到每一个电器产品设计上和系统的构置上,并使终端可以与电网及分布式能源进行响应和交流,通过技术进步从根本上解决需求侧管理希望解决的问题。

3、电网自由接入——通过供需互动解决分布式能源及可再生能源和资源综合利用设施的电力并网。

大地普照的阳光为我们带来随处可及的可再生能源,太阳能发电、风电、小水电、生物质发电等,但是这些可再生能源又受到各种各样的限制,其电力品质难以符合人类的需求,使这些可再生能源电力接入系统成为麻烦。需要电的时候没有电,不需要时又滚滚而来。对于传统的被动授电式的电网,这样的电能常常被称之为“垃圾电能”,大量接入系统对于电网安全和其他电源的经济运行都构成灾难。如何通过能源供应和能源使用的互动解决好这些“垃圾电能”的优化利用,一直就是一个极大的难题。

4、多电源互助——通过全系统电源互助和需求响应解决供电安全。

解决电力安全可以参考互联网的办法,利用各系统的冗余(这是IT经常使用的概念),相互提供安全保障。将比邻的分布式能源系统冗余的发电容量,现有电力系统的备份容量,蓄能设备——包括:UPS应急电源、电池蓄能电站和电动汽车蓄电池等储能设备,彼此提供安全互助,比任何解决方案都更加可行。不仅是电能,热能、冷能也可以采取类似方法通过相互联网进行互助式的互保。将电网、燃气管网、可再生能源和资源综合利用电站共同构成一个能源安全整体,在智能电网的调配下,保障电力供应安全。

5、分散蓄能——为蓄电式交通工具和蓄电式农机的大规模使用提供优化控制平台。

大力发展蓄电式交通工具和蓄电式农机,减少对石油资源的依赖,将成为全世界的必然趋势。依靠燃油为交通工具提供动力的能源转换效率在15~20%之间,很难再大幅度提升。而电能转换动能的效率可达90%,加之蓄电池充电放电效率在90%,所以从电到动力的效率超过80%。天然气全部转换电能的效率在55~58%,石油转换电能效率50~55%,煤炭转换效率40~45%。所以,电动汽车的能源利用效率在32~47%,提高1~2倍以上。

6、创新平台——为智能化电器和信息家电建立一个全面创新的技术环境。

发展智能电网,电力线数字化通讯将不可回避。按照目前的技术,使用我们的220V电线可以达到200M带宽的通讯速度,而大多数电话线的通讯速度仅为2M,少数用户可以得到10M带宽的电话线通讯服务,未来到2012年我们依赖电话线仅能达到20M的带宽,远不及电力线目前的水平,除非另外开通光纤系统,而未来电力线的潜力还会进一步发挥。如果我们将电力线作为局域信息交互平台,互联网、数字视频电话、数字电视都可以借助这一通道,几乎无成本的普及信息化。

优势不仅仅于此,人类正在从互联网走向物联网,而电力线最适合将各种电器设备链结在一起。一但将各种电器相互连接,各种各样的家用电器也许因此将会完全改变,就如同我们今天的手机一样,成为无所不能的新“玩意了”。智能电网将为未来的一系列创新搭建一个全新的平台,无数的人们将会在此发挥无尽的才智,创造今天我们还无法想象的新的产品,并彻底改变我们的生活。

今天的智能电网和智慧能源系统似乎是历史的再次翻版,人类将通过这一技术革命大幅度提高能源利用效率、降低能源需求,使更多的新能源、可再生能源得以有效应用,从而减少温室气体的排放,实现可持续的发展,使今天对全球变暖的担忧将成为一个历史故事,并流传给我们的孩子们。

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