智能電網(wǎng)是電力與信息雙向流動性的能量交換網(wǎng)絡(luò)
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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”上闡述了對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)及智能電網(wǎng)的看法。 當(dāng)下，智能化技術(shù)正在從科技向產(chǎn)業(yè)滲透，隨著各種先進(jìn)技術(shù)在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)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，對于智能化的定義和方向同樣存在不同的聲音。 余貽鑫認(rèn)為，從特點(diǎn)來看，智能電網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)。
智能電網(wǎng)依賴分布式能源的步伐 “未來預(yù)測大師”Rifkin（里夫金）宣稱，人類社會必將邁進(jìn)一個新時代，屆時可再生能源和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將融合以創(chuàng)造一套強(qiáng)大的新基礎(chǔ)設(shè)施，即他所謂的第三次工業(yè)革命。 在這一愿景中，數(shù)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(chǎn)綠色電力，并在“能源互聯(lián)網(wǎng)”中它們彼此共享，就像現(xiàn)在我們在線創(chuàng)造和共享信息。 “能源革命的實現(xiàn)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(fā)與利用。”余貽鑫指出這一觀點(diǎn)背后的邏輯，同時認(rèn)為，當(dāng)下面臨的最具挑戰(zhàn)性的問題就是，風(fēng)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(fēng)電和光伏的特點(diǎn)來看，暫時不能單獨(dú)運(yùn)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(yīng)、分布式儲能和小型燃油燃?xì)獍l(fā)電等。為此需要一個功能合理的現(xiàn)代電網(wǎng)，來集成高比例的太陽能和風(fēng)能，并提高能源脫碳、轉(zhuǎn)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(yīng)與負(fù)荷控制的進(jìn)一步完善。我國工業(yè)用電的節(jié)省潛力巨大。與此同時第三產(chǎn)業(yè)負(fù)荷和居民負(fù)荷具有可平移（電網(wǎng)友好用戶）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，電動汽車是重要的分布式儲能電動汽車持續(xù)快速增長，據(jù)預(yù)測2030年電動汽車的保有量將高達(dá)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(wǎng)中蓄能裝置。 “管理好這些移動的儲能設(shè)備，可為大規(guī)模風(fēng)光消納奠定堅實的基礎(chǔ)。此外，以燃?xì)狻㈦娏Α⒐帷⒅评洹⒂押门欧艃?yōu)化配置為例,燃?xì)鉃橹鞯姆植际侥茉聪到y(tǒng)能源利用率將在80以上%。”余貽鑫向記者表示。 如何管好廣泛分布式 目前電網(wǎng)的智能化可以被認(rèn)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電力公司使電網(wǎng)更安全更可靠。而此次的驅(qū)動力則更加強(qiáng)勁，主要是能源壓力、氣候和環(huán)境問題、數(shù)字化社會對電能質(zhì)量、供電可靠性、系統(tǒng)運(yùn)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(wǎng)本身和它的通訊系統(tǒng)將構(gòu)成智能城市的基礎(chǔ)設(shè)施。從這一概念來看，智能電網(wǎng)是集成的能量與信息系統(tǒng)，即萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。”余貽鑫指出。 此外，他還特別強(qiáng)調(diào)，智能電網(wǎng)是分級分群的分布式基礎(chǔ)設(shè)施。智能電網(wǎng)一個很重要的核心基本理念，就是建設(shè)像互聯(lián)網(wǎng)一樣智能的電網(wǎng)，充分體現(xiàn)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)銷客戶的崛起，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(xiàn)體現(xiàn)在四個方面： 一是開放，即基于互操作性標(biāo)準(zhǔn)，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，實現(xiàn)相互支援；“第三次工業(yè)革命帶來的能源互聯(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(jī)制”； 四是共享，即以分散式的局部最優(yōu)實現(xiàn)全局能量管理的優(yōu)化調(diào)度。 余貽鑫特意強(qiáng)調(diào)了分級的“群集”理念。“為了抓住未來的機(jī)遇，我提出如下的設(shè)想：未來的配電網(wǎng)、微網(wǎng)、建筑單元（大樓、工廠和住宅等）與輸電系統(tǒng)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(tǒng)（Energy Management System，EMS）并按照‘群集’理念實現(xiàn)各自近實時的功率平衡。” 一是電力網(wǎng)，二是通信網(wǎng)，兩者要融合在一起。而為了實現(xiàn)時時交換信息和達(dá)到社會層次上的供需平衡，需要把分布式計算、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等引入電網(wǎng)。 設(shè)想中的智能電網(wǎng)將像互聯(lián)網(wǎng)那樣改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞剑⒓铑愃频淖兏铩！暗怯捎谥悄茈娋W(wǎng)本身的復(fù)雜性，涉及廣泛的利益相關(guān)者，需要漫長的過渡、持續(xù)的研發(fā)和多種技術(shù)的長期共存。短期內(nèi)可以著眼于實現(xiàn)一個較為智能的電網(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，還可以創(chuàng)造較大的社會效益”。 |
