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        智能電網是電力與信息雙向流動性的能量交換網絡

        來源:偉秀電氣有限公司發布時間:2020-11-18 瀏覽次數:

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

        當下,智能化技術正在從科技向產業滲透,隨著各種先進技術在電網中的廣泛應用,智能化已成為電網發展的必然趨勢。國際上各國對未來電網發展模式存在不同理解,行程不同的發展方向和技術路線,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,從特點來看,智能電網是電力和信息的雙向流動性,以便建立一個高度自動化(智能化)的和廣泛分布的能量交換網絡。

        智能電網是電力與信息雙向流動性的能量交換網絡

        智能電網依賴分布式能源的步伐

        “未來預測大師”Rifkin(里夫金)宣稱,人類社會必將邁進一個新時代,屆時可再生能源和互聯網技術將融合以創造一套強大的新基礎設施,即他所謂的第三次工業革命。

        在這一愿景中,數以億計的人們會從他們家中、辦公室和工廠的可再生能源中生產綠色電力,并在“能源互聯網”中它們彼此共享,就像現在我們在線創造和共享信息。

        “能源革命的實現高度依賴于未來高比例分布式(特別是可再生的)能源的開發與利用?!庇噘O鑫指出這一觀點背后的邏輯,同時認為,當下面臨的最具挑戰性的問題就是,風能和太陽能的間歇性、多變性和不確定性以及儲能價格的昂貴。

        從風電和光伏的特點來看,暫時不能單獨運行,需要采用功率平滑措施,其中包括:大電網的吸納、需求響應、分布式儲能和小型燃油燃氣發電等。為此需要一個功能合理的現代電網,來集成高比例的太陽能和風能,并提高能源脫碳、轉化與利用過程的效率。

        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一步完善。我國工業用電的節省潛力巨大。與此同時第三產業負荷和居民負荷具有可平移(電網友好用戶)的充分潛能,這種能力有助于降低電網的峰谷差率(從而提高電力資產的利用率和能源效率),和在緊急情況下支援電網,有助于高比例風光發電的更好消納。

        其次,電動汽車是重要的分布式儲能電動汽車持續快速增長,據預測2030年電動汽車的保有量將高達8000萬輛,電池容量約24億kWh;電氣車輛不僅是一個大功率的電器(7kW充電4h),同時也可成為電網中蓄能裝置。

        “管理好這些移動的儲能設備,可為大規模風光消納奠定堅實的基礎。此外,以燃氣、電力、供熱、制冷、友好排放優化配置為例,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

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

        “城市智能電網本身和它的通訊系統將構成智能城市的基礎設施。從這一概念來看,智能電網是集成的能量與信息系統,即萬物互聯的網絡?!庇噘O鑫指出。

        此外,他還特別強調,智能電網是分級分群的分布式基礎設施。智能電網一個很重要的核心基本理念,就是建設像互聯網一樣智能的電網,充分體現互聯網精神,從而能夠充分利用可再生能源的潛力,支持技術創新,接受產銷客戶的崛起,并集成納米電網、迷你電網和微網。

        而互聯網精神在智能電網上的表現體現在四個方面:

        一是開放,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;

        三是協作,實現相互支援;“第三次工業革命帶來的能源互聯網中可再生能源的分布式特性需要的是協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實現全局能量管理的優化調度。

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

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

        設想中的智能電網將像互聯網那樣改變人們的生活和工作方式,并激勵類似的變革?!暗怯捎谥悄茈娋W本身的復雜性,涉及廣泛的利益相關者,需要漫長的過渡、持續的研發和多種技術的長期共存。短期內可以著眼于實現一個較為智能的電網,利用已有的或即將可以配置的技術使目前的電網更有效,在提供優質電力的同時,還可以創造較大的社會效益”。


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