智能電網與未來能源
從技術方面看,智能電網是一個融信息、通信于一體的電力供應與交換平臺,具有開放式的體系結構,從發電、輸電、配電和用戶以及相關的應用,通過該平臺實現“即插即用”,共享該平臺帶來的效益,以智能電網為平臺的管理、服務和應用。
智能電網平臺:采用集中與分散相結合的控制與決策機制,可以自動收集電網中所有相關節電狀態信息,支持核心電網自動化,管理人員能夠發現所有地區的電網損耗(包括:高壓、中壓、低壓電網),能更好地管理可再生能源,使其及時并網供電或對儲能裝置充電,實現電網的優化管理,大幅減少停電現象。
需求側管理:降低家庭、辦公室和工廠的電力消耗成本。通過持續監控電力需求計劃及電價的波動,使用戶可以根據一天中的時間段選擇可變價位,通過讓顧客隨時看到其所消耗的能源實際成本做出相應的調整,將那些可平移的負荷(如:電暖器、空調、熱水器、電冰箱等)從高價格時段轉換至低價格事端,從而在有效降低高峰時段電力負荷需求的同時節省用戶費用。
集成可再生能源:鼓勵家庭和企業安裝自己的可再生能源系統。家庭、住宅和辦公區利用小型發電設備(光電、太陽能及梯級能源利用)本地供電更經濟高效,可以有效降低社會用能,減少溫室氣體排放。小規模低碳源發電技術與智能電網相結合,可以使用戶成為電網一個積極的、雙向互動的組成部分,并可通過“虛擬電廠”的方式與集中發電系統相集成。
電動汽車與儲能:隨著油電混合動力汽車和電動汽車的開發和使用,利用電動汽車分散儲能將成為現實。至2009年底,我國汽車保有量已達7600多萬輛,若電動車占10%,按每輛車平均按100千瓦計算,充電容量達7.6億千瓦,達到目前全國裝機容量87%,因此,將電動汽車與智能電網相結合,雙向互供,即能夠解決可再生能源供給時的交通用能問題,還可以利用電動汽車分散儲能“填谷補峰”,減少間歇式電源入網的阻力,同時還是應急供電的后備力量,減少電網停電風險,保證安全供電。此外,鈉硫電池、液流電池和金屬離子電池等電化學儲能,以及臨界壓縮空氣儲能等技術的研究已經取得進展,主要用于變電站級。可以預見,大規模儲能技術取的突破將大大推進可再生能源發電的應用。
智能配電管理:要改善對客戶的服務、支持需求側管理、集成分布能源系統入網,關鍵在于建立智能的配電管理系統(DMS),并在三方面取得突破。①在實施AMI全面感知用戶用能需求的基礎上,全方位調配區內風、光、儲及分布式能源發電,實現與外部輸電在規范電力市場支持下的統一調度;②提供自愈的功能,主動獲取電網擾動和故障信息并及時對其做出響應,減小對客戶的影響;③提供動態、無縫的圖像化接口,將來自于各渠道的有關網絡的信息以動態拓撲模型的方式集成在一起,并具有實時監控及輔助決策功能。
智能輸電管理:基于數字化、網絡化,可實現站內自適應調整與控制的智能變電站與調度中心無縫聯接,采用先進的相量測量(PMU)和廣域測量(WAMS)技術、三維、動態、可視化電網調度自動化技術,以及可再生能源的接入、大規模儲能和靈活交流輸電(FACTS)等技術,提高電網的自適應和自愈能力,實現電網的安全可靠、經濟高效的目標。
信息技術在智能電網的作用
現代文明的重大進步均以各種網絡系統的建立為標志,從上個世紀初的鐵路、公路,以及后來的電力系統和信息通信系統,無不反映了網絡系統帶給人們的方便、快捷和高效。進入到本世紀,隨著網絡技術的不斷發展,各種不同媒介的網絡系統出現了相互融合,共同促進、共同發展的趨勢,信息通信技術(ICT)和電力電子技術(PET)已經成為現代電網技術發展的重大推動力。因此,信息通信技術也是構建智能電網的基礎,美國政府在2009年5月18日宣布的首批16個智能電網行業標準中,有9項是關于ICT的技術標準。通過ICT與電力設備、元件,乃至系統的融合,使發電、輸電、配電和用戶緊密地聯系在一起,形成一個能源互動、信息共享的整體。早在Gird2030研究計劃中就提出:能源、信息與通信一體化體系結構(IECSA),其目標是將電力系統(EPS)與信息通信系統(ICS)融合在一起,實現數據實時傳遞、信息全面共享、快速智能響應,實現由E到E+I的轉變。

責任編輯:何健
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