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        智能電網(wǎng)是電力與信息雙向流動(dòng)性的能量交換網(wǎng)絡(luò )

        來(lái)源:偉秀電氣有限公司發(fā)布時(shí)間:2020-11-18 瀏覽次數:

        智能電網(wǎng)本身就是一種物聯(lián)網(wǎng),尤其是智能電網(wǎng)的配電部分更是泛在物聯(lián)網(wǎng)。中國工程院院士余貽鑫在“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與能源服務(wù)模式交流會(huì )”上闡述了對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)及智能電網(wǎng)的看法。

        當下,智能化技術(shù)正在從科技向產(chǎn)業(yè)滲透,隨著(zhù)各種先進(jìn)技術(shù)在電網(wǎng)中的廣泛應用,智能化已成為電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。國際上各國對未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展模式存在不同理解,行程不同的發(fā)展方向和技術(shù)路線(xiàn),對于智能化的定義和方向同樣存在不同的聲音。

        余貽鑫認為,從特點(diǎn)來(lái)看,智能電網(wǎng)是電力和信息的雙向流動(dòng)性,以便建立一個(gè)高度自動(dòng)化(智能化)的和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡(luò )。

        智能電網(wǎng)是電力與信息雙向流動(dòng)性的能量交換網(wǎng)絡(luò )

        智能電網(wǎng)依賴(lài)分布式能源的步伐

        “未來(lái)預測大師”Rifkin(里夫金)宣稱(chēng),人類(lèi)社會(huì )必將邁進(jìn)一個(gè)新時(shí)代,屆時(shí)可再生能源和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將融合以創(chuàng )造一套強大的新基礎設施,即他所謂的第三次工業(yè)革命。

        在這一愿景中,數以?xún)|計的人們會(huì )從他們家中、辦公室和工廠(chǎng)的可再生能源中生產(chǎn)綠色電力,并在“能源互聯(lián)網(wǎng)”中它們彼此共享,就像現在我們在線(xiàn)創(chuàng )造和共享信息。

        “能源革命的實(shí)現高度依賴(lài)于未來(lái)高比例分布式(特別是可再生的)能源的開(kāi)發(fā)與利用?!庇噘O鑫指出這一觀(guān)點(diǎn)背后的邏輯,同時(shí)認為,當下面臨的最具挑戰性的問(wèn)題就是,風(fēng)能和太陽(yáng)能的間歇性、多變性和不確定性以及儲能價(jià)格的昂貴。

        從風(fēng)電和光伏的特點(diǎn)來(lái)看,暫時(shí)不能單獨運行,需要采用功率平滑措施,其中包括:大電網(wǎng)的吸納、需求響應、分布式儲能和小型燃油燃氣發(fā)電等。為此需要一個(gè)功能合理的現代電網(wǎng),來(lái)集成高比例的太陽(yáng)能和風(fēng)能,并提高能源脫碳、轉化與利用過(guò)程的效率。

        首先,潛在的分布式電源不容忽視,需要需求響應與負荷控制的進(jìn)一步完善。我國工業(yè)用電的節省潛力巨大。與此同時(shí)第三產(chǎn)業(yè)負荷和居民負荷具有可平移(電網(wǎng)友好用戶(hù))的充分潛能,這種能力有助于降低電網(wǎng)的峰谷差率(從而提高電力資產(chǎn)的利用率和能源效率),和在緊急情況下支援電網(wǎng),有助于高比例風(fēng)光發(fā)電的更好消納。

        其次,電動(dòng)汽車(chē)是重要的分布式儲能電動(dòng)汽車(chē)持續快速增長(cháng),據預測2030年電動(dòng)汽車(chē)的保有量將高達8000萬(wàn)輛,電池容量約24億kWh;電氣車(chē)輛不僅是一個(gè)大功率的電器(7kW充電4h),同時(shí)也可成為電網(wǎng)中蓄能裝置。

        “管理好這些移動(dòng)的儲能設備,可為大規模風(fēng)光消納奠定堅實(shí)的基礎。此外,以燃氣、電力、供熱、制冷、友好排放優(yōu)化配置為例,燃氣為主的分布式能源系統能源利用率將在80以上%?!庇噘O鑫向記者表示。

        如何管好廣泛分布式

        目前電網(wǎng)的智能化可以被認定為是“電網(wǎng)2.0”,而電網(wǎng)的第一次智能化,是由于大停電促使美國政府推動(dòng)電力公司使電網(wǎng)更安全更可靠。而此次的驅動(dòng)力則更加強勁,主要是能源壓力、氣候和環(huán)境問(wèn)題、數字化社會(huì )對電能質(zhì)量、供電可靠性、系統運行的安全性和韌性(防范小概率但會(huì )造成巨大損失的事件)的高要求。

        “城市智能電網(wǎng)本身和它的通訊系統將構成智能城市的基礎設施。從這一概念來(lái)看,智能電網(wǎng)是集成的能量與信息系統,即萬(wàn)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò )?!庇噘O鑫指出。

        此外,他還特別強調,智能電網(wǎng)是分級分群的分布式基礎設施。智能電網(wǎng)一個(gè)很重要的核心基本理念,就是建設像互聯(lián)網(wǎng)一樣智能的電網(wǎng),充分體現互聯(lián)網(wǎng)精神,從而能夠充分利用可再生能源的潛力,支持技術(shù)創(chuàng )新,接受產(chǎn)銷(xiāo)客戶(hù)的崛起,并集成納米電網(wǎng)、迷你電網(wǎng)和微網(wǎng)。

        而互聯(lián)網(wǎng)精神在智能電網(wǎng)上的表現體現在四個(gè)方面:

        一是開(kāi)放,即基于互操作性標準,即插即用;

        二是對等,即能量自治單元之間的對等互聯(lián);

        三是協(xié)作,實(shí)現相互支援;“第三次工業(yè)革命帶來(lái)的能源互聯(lián)網(wǎng)中可再生能源的分布式特性需要的是協(xié)作而不是集中或分級的命令和控制機制”;

        四是共享,即以分散式的局部最優(yōu)實(shí)現全局能量管理的優(yōu)化調度。

        余貽鑫特意強調了分級的“群集”理念?!盀榱俗プ∥磥?lái)的機遇,我提出如下的設想:未來(lái)的配電網(wǎng)、微網(wǎng)、建筑單元(大樓、工廠(chǎng)和住宅等)與輸電系統的差異將逐步消失,具有本地發(fā)電和雙向電力潮流的特點(diǎn),都將配有能量管理系統(Energy Management System,EMS)并按照‘群集’理念實(shí)現各自近實(shí)時(shí)的功率平衡?!?/p>

        一是電力網(wǎng),二是通信網(wǎng),兩者要融合在一起。而為了實(shí)現時(shí)時(shí)交換信息和達到社會(huì )層次上的供需平衡,需要把分布式計算、云計算、大數據、人工智能等引入電網(wǎng)。

        設想中的智能電網(wǎng)將像互聯(lián)網(wǎng)那樣改變人們的生活和工作方式,并激勵類(lèi)似的變革?!暗怯捎谥悄茈娋W(wǎng)本身的復雜性,涉及廣泛的利益相關(guān)者,需要漫長(cháng)的過(guò)渡、持續的研發(fā)和多種技術(shù)的長(cháng)期共存。短期內可以著(zhù)眼于實(shí)現一個(gè)較為智能的電網(wǎng),利用已有的或即將可以配置的技術(shù)使目前的電網(wǎng)更有效,在提供優(yōu)質(zhì)電力的同時(shí),還可以創(chuàng )造較大的社會(huì )效益”。


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