智能電網:各國搶建新能源基礎設施——2020年全球智能電網投資達1500億美元
日(ri)前,德意志銀行全球市場清潔能(neng)源(yuan)(yuan)首席分析師高登在北京接(jie)受記者(zhe)采訪時表(biao)示,“全球清潔能(neng)源(yuan)(yuan)利用的(de)瓶(ping)頸,并不(bu)是(shi)(shi)清潔能(neng)源(yuan)(yuan)本身的(de)開發(fa),而是(shi)(shi)存儲和輸送清潔能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)基礎(chu)設(she)施(shi)———智能(neng)電網的(de)技術提(ti)升和建設(she)。”
記者在(zai)美國(guo)(guo)、歐洲等采訪(fang)了(le)解到(dao),隨著(zhu)智(zhi)(zhi)能電(dian)網(wang)(wang)時代的(de)(de)到(dao)來,世界(jie)各國(guo)(guo)的(de)(de)智(zhi)(zhi)能電(dian)網(wang)(wang)建(jian)設(she)已經全面啟(qi)動。在(zai)智(zhi)(zhi)能電(dian)網(wang)(wang)理念逐(zhu)步成為業界(jie)共識的(de)(de)進程(cheng)中,政府正(zheng)成為建(jian)設(she)新能源(yuan)基礎設(she)施的(de)(de)主動力量,許多國(guo)(guo)家都確立了(le)智(zhi)(zhi)能電(dian)網(wang)(wang)建(jian)設(she)目標、行動路線及投資計(ji)劃,但(dan)鑒于不(bu)同(tong)地(di)區的(de)(de)監(jian)管機制、電(dian)網(wang)(wang)基礎設(she)施現(xian)狀和社會經濟(ji)發展(zhan)情況的(de)(de)不(bu)同(tong),各地(di)的(de)(de)智(zhi)(zhi)能電(dian)網(wang)(wang)發展(zhan)戰略也(ye)有所不(bu)同(tong)。
全球:政府引導智能(neng)電網建(jian)設
記者在國(guo)家權威(wei)機構ID C EnergyInsights了解到(dao),據美(mei)國(guo)和歐(ou)盟(meng)的預(yu)(yu)(yu)測,2012~2017年(nian)(nian)期間,全(quan)球智(zhi)能電網基礎設(she)施投(tou)(tou)資(zi)規(gui)模年(nian)(nian)均增(zeng)長(chang)比(bi)例將(jiang)達(da)(da)(da)到(dao)17.4%,特別(bie)是(shi)在硬件(jian)、軟件(jian)和服務方(fang)面的投(tou)(tou)資(zi)規(gui)模將(jiang)更大。預(yu)(yu)(yu)計至(zhi)2017年(nian)(nian),全(quan)球智(zhi)能電網基礎設(she)施的投(tou)(tou)資(zi)規(gui)模將(jiang)達(da)(da)(da)到(dao)464億美(mei)元左(zuo)右,而亞太地區將(jiang)成為未來5年(nian)(nian)內投(tou)(tou)資(zi)增(zeng)速(su)最快(kuai)的地區,預(yu)(yu)(yu)計其年(nian)(nian)增(zeng)長(chang)比(bi)例將(jiang)達(da)(da)(da)到(dao)33.7%。 而綜合(he)國(guo)際(ji)多家權威(wei)機構的預(yu)(yu)(yu)測,至(zhi)2020年(nian)(nian),全(quan)球智(zhi)能電網投(tou)(tou)資(zi)將(jiang)達(da)(da)(da)到(dao)2500億美(mei)元。
根據(ju)國際能(neng)源大(da)會的(de)(de)(de)(de)定義,智能(neng)電(dian)(dian)網(wang)(sm artpow er grids),就是電(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)(de)(de)智能(neng)化(hua),也被稱為“電(dian)(dian)網(wang)2.0”,它是建立(li)在集成的(de)(de)(de)(de)、高(gao)速雙向(xiang)通信網(wang)絡的(de)(de)(de)(de)基礎(chu)上,通過先進(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)傳感和測量技術(shu)、先進(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)設備技術(shu)、先進(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)方法以及(ji)先進(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)決策支持系統技術(shu)的(de)(de)(de)(de)應用,實(shi)現電(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)(de)(de)可靠、安全、經濟、高(gao)效(xiao)、環境友(you)好(hao)和使(shi)用安全的(de)(de)(de)(de)目標,其主要特征(zheng)包括自(zi)愈(yu)、激勵(li)和包括用戶(hu)、抵御(yu)攻擊、提供滿足21世紀用戶(hu)需求(qiu)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)質量、容許各種不同發電(dian)(dian)形式的(de)(de)(de)(de)接入、啟動電(dian)(dian)力(li)市場以及(ji)資產的(de)(de)(de)(de)優化(hua)高(gao)效(xiao)運行(xing)。
國(guo)家發(fa)改委能源(yuan)研究所(suo)有(you)(you)關專家告訴記者(zhe),智能電(dian)(dian)網是(shi)以特高壓電(dian)(dian)網為(wei)骨干網架、各級(ji)電(dian)(dian)網協調發(fa)展的(de)堅(jian)強(qiang)網架為(wei)基礎,以通信信息(xi)平臺為(wei)支撐,具有(you)(you)信息(xi)化、自(zi)動(dong)化、互(hu)動(dong)化特征,包含電(dian)(dian)力(li)系統(tong)的(de)發(fa)電(dian)(dian)、輸(shu)電(dian)(dian)、變電(dian)(dian)、配(pei)電(dian)(dian)、用電(dian)(dian)和(he)調度(du)各個(ge)環節,覆蓋所(suo)有(you)(you)電(dian)(dian)壓等級(ji),實現(xian)“電(dian)(dian)力(li)流、信息(xi)流、業務流”的(de)高度(du)一體化融(rong)合(he),是(shi)堅(jian)強(qiang)可靠、經濟高效、清潔(jie)環保、透(tou)明開放、友(you)好互(hu)動(dong)的(de)現(xian)代化電(dian)(dian)網。
據美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)新能源協(xie)會的丹尼斯介紹,美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)經(jing)過互聯網(wang)和3G的發(fa)展(zhan)累計了豐富的進行(xing)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)戰的經(jing)驗,已(yi)經(jing)開始在(zai)智(zhi)(zhi)(zhi)能電網(wang)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)中搶(qiang)占先(xian)機。美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)與技術(shu)研究院(N IST )提出將分三個(ge)階段建立(li)智(zhi)(zhi)(zhi)能電網(wang)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)。美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)商務(wu)部長駱(luo)家輝曾在(zai)G ridW eek大會上(shang)宣布了N IST在(zai)第一階段的最新進展(zhan)報告。該報告選取了近80項現有標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun),用于指導和支(zhi)撐當前(qian)智(zhi)(zhi)(zhi)能電網(wang)發(fa)展(zhan),明確了14個(ge)需要優先(xian)研究和解決的方面(mian),并特別分析了信息安全方面(mian)的標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)。
據了解,日本(ben)也已經開始搶占用電(dian)市場中(zhong)的技術(shu)先機,正(zheng)在試圖(tu)將(jiang)其(qi)擴為(wei)(wei)世界標(biao)(biao)準。日本(ben)東京電(dian)力公司、富士集團以及三菱公司聯合制定了電(dian)動汽車(che)接入電(dian)網標(biao)(biao)準,為(wei)(wei)電(dian)動汽車(che)接入電(dian)網打下了良(liang)好基礎。日本(ben)在大型鋰離子蓄電(dian)池的研(yan)發方面技術(shu)領先,正(zheng)在聯合美國(guo),將(jiang)其(qi)技術(shu)推廣為(wei)(wei)國(guo)際標(biao)(biao)準。
國家電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)公(gong)司(si)科技(ji)部智(zhi)能電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)處(chu)處(chu)長林弘宇透露,在“十二五”期(qi)間國家電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)智(zhi)能化建(jian)設(she)將(jiang)投資2860億元。2012年將(jiang)建(jian)設(she)17個智(zhi)能電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)綜合(he)示范工(gong)程(cheng),163座(zuo)充換電(dian)(dian)(dian)(dian)站和910臺交流充電(dian)(dian)(dian)(dian)樁(zhuang),智(zhi)能變電(dian)(dian)(dian)(dian)站1329座(zuo),改(gai)造(zao)132座(zuo),建(jian)設(she)26萬(wan)戶電(dian)(dian)(dian)(dian)力光纖到(dao)戶,在26個省級公(gong)司(si)推(tui)廣配電(dian)(dian)(dian)(dian)自動化系統建(jian)設(she),建(jian)設(she)8個省級智(zhi)能電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)調度技(ji)術(shu)支持系統,推(tui)廣應用3700萬(wan)只智(zhi)能電(dian)(dian)(dian)(dian)能表。
“智能(neng)電(dian)網(wang)建設未來幾年將加速發(fa)展,全球智能(neng)電(dian)網(wang)建設形勢(shi)一片利好。從(cong)全球看,各國(guo)發(fa)展智能(neng)電(dian)網(wang)政府不可缺位。”林弘(hong)宇表示。
在美國、日本(ben)等發(fa)達國家(jia),智(zhi)能(neng)(neng)電網戰略(lve)(lve)己成為(wei)國家(jia)重(zhong)要戰略(lve)(lve),是在政府統一主導和(he)支持(chi)下,集國家(jia)以及相關(guan)力(li)(li)量來制定(ding)和(he)推動(dong)的。智(zhi)能(neng)(neng)電網戰略(lve)(lve)已(yi)經成為(wei)他(ta)們搶占未來低(di)碳經濟制高點的重(zhong)要戰略(lve)(lve)措施。中國與其他(ta)國家(jia)在智(zhi)能(neng)(neng)電網發(fa)展(zhan)上的“角力(li)(li)”,不僅是一次(ci)綜合實力(li)(li)和(he)搶占未來低(di)碳經濟制高點的較(jiao)量,也是推動(dong)自(zi)身經濟可(ke)持(chi)續發(fa)展(zhan)、確保(bao)未來能(neng)(neng)源安全的需要。
記者(zhe)從歐(ou)盟了解(jie)到,近年(nian)來(lai)英(ying)(ying)國政(zheng)(zheng)府積極(ji)對智能(neng)電(dian)(dian)網進行政(zheng)(zheng)策(ce)支(zhi)持(chi)。為落實2009年(nian)出臺的(de)《英(ying)(ying)國低碳(tan)轉型(xing)計(ji)劃》國家戰略(lve),2009年(nian)12月初,英(ying)(ying)國政(zheng)(zheng)府首次提出要(yao)大力推(tui)進智能(neng)電(dian)(dian)網的(de)建(jian)設,同期(qi)發布《智能(neng)電(dian)(dian)網:機(ji)遇》報告,并于2010年(nian)初出臺詳細智能(neng)電(dian)(dian)網建(jian)設計(ji)劃。英(ying)(ying)國煤(mei)氣(qi)電(dian)(dian)力市場辦公(gong)室從2010年(nian)4月起(qi)五年(nian)內共動用5億(yi)英(ying)(ying)鎊(bang)進行加大規(gui)模的(de)實驗。英(ying)(ying)國政(zheng)(zheng)府也正(zheng)在支(zhi)持(chi)一些(xie)領(ling)域(yu)的(de)匹配性發展,其中包括投資3000萬(wan)英(ying)(ying)鎊(bang)的(de)“插入場”框架(jia),支(zhi)持(chi)電(dian)(dian)動汽車充電(dian)(dian)基礎設施建(jian)設。
英(ying)國已制定出“2050年(nian)智能電(dian)網線路圖”,并開始加(jia)大投(tou)資力度,支持智能電(dian)網技術(shu)的研究和示范。之后的工作(zuo)將嚴格(ge)按照(zhao)路線圖執行。
在第一階段(2010年(nian)(nian)-2020年(nian)(nian)),英國(guo)準(zhun)備(bei)大規模投資以(yi)滿(man)足(zu)近期需要,并建(jian)立未來可選(xuan)方案(an)。近期英國(guo)準(zhun)備(bei)擴大現有的(de)基(ji)礎設施和繼續推(tui)進試(shi)點工程建(jian)設,爭(zheng)取早日(ri)完善(shan)智(zhi)能電表(biao)的(de)部署工作,為以(yi)后大規模的(de)研(yan)發提供方案(an)和數據支(zhi)持。
第二階段(duan)(2020-2050),目的(de)(de)是(shi)要(yao)提供到2050年后各種電力(li)系統選擇(ze)方案的(de)(de)基本依(yi)據。具體內容就(jiu)是(shi)大量(liang)發(fa)(fa)展分布式(shi)能(neng)源和(he)清潔能(neng)源,同時增加智(zhi)(zhi)能(neng)家居、智(zhi)(zhi)能(neng)家庭、嵌(qian)入式(shi)儲存和(he)分布發(fa)(fa)電以及虛(xu)擬電池(chi)的(de)(de)應用(yong),并通(tong)過(guo)智(zhi)(zhi)能(neng)設計(ji)和(he)強化(hua)電壓設計(ji)等提高(gao)整個電網的(de)(de)自動化(hua)、智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)和(he)控制力(li)。
法(fa)(fa)國政(zheng)府也(ye)同樣對智能(neng)電網(wang)進行政(zheng)策支持。法(fa)(fa)國是能(neng)源(yuan)資源(yuan)相對匱乏的國家(jia),石油和天然氣儲量有(you)限,煤(mei)炭資源(yuan)已(yi)趨于枯(ku)竭(jie)。鼓勵發展可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)及智能(neng)電網(wang),提高可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)在(zai)(zai)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗總(zong)量中的比(bi)例,已(yi)成為法(fa)(fa)國政(zheng)府在(zai)(zai)制定相關政(zheng)策時優先考慮(lv)的問題。
在德國,很(hen)少使用“智能電(dian)網”這個名詞,而是使用E-Energy,翻譯過來就是“信息化能源”。為推進(jin)E-Energy的(de)順(shun)利進(jin)展,德國聯邦政府經(jing)濟(ji)和技(ji)術部專門開設(she)了一個網站,用來公布信息化能源的(de)進(jin)度,向公眾宣傳信息化能源建(jian)設(she)的(de)益處。
2008年(nian)12月以(yi)來,德(de)國政(zheng)府投(tou)資1.4億歐(ou)元(yuan)實施“E-Energy”計(ji)劃,在6個試點(dian)地(di)區開發(fa)和(he)測試智能電(dian)網(wang)的(de)核心(xin)要素。2011年(nian),自(zi)日(ri)本核危(wei)機(ji)以(yi)來,德(de)國毅然加入(ru)“棄核”隊伍,轉向新能源和(he)電(dian)動(dong)汽車(che)(che),尤(you)其是后者,今年(nian)5月16日(ri)據政(zheng)府消息(xi)人士透露,德(de)國政(zheng)府擬投(tou)入(ru)10億歐(ou)元(yuan)補貼(tie),以(yi)扶持(chi)電(dian)動(dong)汽車(che)(che),特別是電(dian)池技術(shu)的(de)研發(fa)。
美國:標準引(yin)領(ling)智能電(dian)網
最近,美國(guo)(guo)能(neng)源部副(fu)部長K ristinaJohnson在(zai)美國(guo)(guo)無線通信展的研(yan)討會上(shang)發(fa)表演講稱:“現在(zai)有個(ge)好(hao)消(xiao)息,那就是美國(guo)(guo)電網已經成為20世紀首(shou)屈(qu)一指的創新(xin);但也有個(ge)壞消(xiao)息,那就是它發(fa)展的速度(du)實在(zai)太(tai)慢了。”
Johnson所強調的(de),也正是奧巴(ba)馬政府所關(guan)注的(de)。現(xian)代(dai)化(hua)的(de)電(dian)網(wang)建設(she)對(dui)美國來(lai)講是頭等重要的(de)。智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)將(jiang)在(zai)幫助(zhu)消(xiao)費(fei)者省錢的(de)同時(shi),使他們能(neng)夠監管自己的(de)能(neng)源使用情況。智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)還能(neng)使公(gong)共事業(ye)設(she)備獲得實時(shi)信息以及(ji)時(shi)應對(dui)電(dian)力中斷(duan)等突發(fa)狀況。根據有(you)關(guan)的(de)報(bao)告估計,安裝200萬只智(zhi)能(neng)電(dian)表(biao)將(jiang)為(wei)美國的(de)消(xiao)費(fei)者一年內節約數十億美元。
記者從美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)太陽能協(xie)會(hui)了解(jie)到,美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)于2004年發(fa)(fa)布了《國(guo)(guo)(guo)家輸電(dian)(dian)技(ji)術路(lu)線(xian)圖(tu)》,總結了美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)實(shi)現電(dian)(dian)網(wang)現代(dai)(dai)化(hua)的(de)主要問(wen)題和挑戰,并提(ti)出相(xiang)關(guan)建(jian)議 。 路(lu) 線(xian) 圖(tu) 提(ti) 出 通 過(guo) 五 種 途 徑 實(shi) 現 國(guo)(guo)(guo) 家 電(dian)(dian) 網(wang)《G rid2030》愿(yuan)景,包(bao)括:設計“G rid2030”體系(xi)結構(gou);發(fa)(fa)展“關(guan)鍵”技(ji)術;加速(su)市(shi)場接受度(du);加強電(dian)(dian)力(li)市(shi)場運(yun)作(zuo);建(jian)立更強有力(li)的(de)公共和私營(ying)之間的(de)合(he)作(zuo)關(guan)系(xi)。路(lu)線(xian)圖(tu)還(huan)詳細(xi)介紹了國(guo)(guo)(guo)家電(dian)(dian)網(wang)實(shi)現現代(dai)(dai)化(hua)需要開展的(de)一(yi)(yi)系(xi)列活動,但(dan)還(huan)有一(yi)(yi)些問(wen)題沒有涉及到,例如保障這些活動能順(shun)利完成的(de)具(ju)體細(xi)節、截止日期以及所需要的(de)資源等(deng)。這些補(bu)充計劃還(huan)需要電(dian)(dian)力(li)行業(ye)相(xiang)關(guan)單(dan)位做(zuo)進一(yi)(yi)步思考。
隨著(zhu)2009年美(mei)(mei)國(guo)(guo)政府大規(gui)模開展(zhan)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電(dian)網(wang)研(yan)發(fa)(fa)和(he)建設,2009年7月,美(mei)(mei)國(guo)(guo)能(neng)(neng)(neng)源部公布(bu)了(le)《智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電(dian)網(wang)系統報告(gao)》(Sm art G ridSystem R eport),全面檢(jian)視了(le)美(mei)(mei)國(guo)(guo)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電(dian)網(wang)發(fa)(fa)展(zhan)狀況(kuang)以及發(fa)(fa)展(zhan)過程中(zhong)存在的問(wen)題。報告(gao)指出,目前美(mei)(mei)國(guo)(guo)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電(dian)網(wang)發(fa)(fa)展(zhan)最大的問(wen)題就是(shi)費用問(wen)題,據統計(ji),美(mei)(mei)國(guo)(guo)僅智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電(dian)網(wang)測(ce)量(liang)體系就需要投入270億(yi)美(mei)(mei)元,到(dao)2030年美(mei)(mei)國(guo)(guo)整個智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電(dian)網(wang)投入需達到(dao)1.5萬億(yi)美(mei)(mei)元。此外,智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電(dian)網(wang)標準的互操作(zuo)性(xing)以及發(fa)(fa)展(zhan)過程中(zhong)相(xiang)關政策的變(bian)化,也是(shi)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電(dian)網(wang)發(fa)(fa)展(zhan)面臨的問(wen)題。
目前(qian),美(mei)國智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)電(dian)網(wang)(wang)相關規劃(hua)(hua)主(zhu)要有如(ru)下幾個方面:電(dian)力(li)基礎設施(shi)戰略防護系統、G ridW ise與G ridW orks、現代電(dian)網(wang)(wang)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)、《能(neng)(neng)源自主(zhu)與安全法案2007》中智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)電(dian)網(wang)(wang)規劃(hua)(hua)和(he)經濟(ji)刺(ci)激計(ji)(ji)劃(hua)(hua)中的智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)電(dian)網(wang)(wang)研發計(ji)(ji)劃(hua)(hua)。
最近,針對美國智(zhi)能(neng)電(dian)(dian)網建設(she)項目的負(fu)面新聞不斷(duan)增多。例如,建設(she)費(fei)(fei)用遠遠超過最初的預算,消費(fei)(fei)者抱怨家庭(ting)內安裝了智(zhi)能(neng)電(dian)(dian)表反而使電(dian)(dian)費(fei)(fei)支出增多等。
分析人士表(biao)示,如(ru)果(guo)僅根據這些信息,就(jiu)認為(wei)(wei)“美國(guo)(guo)智(zhi)能電網(wang)項目開(kai)展(zhan)不利”尚為(wei)(wei)時過(guo)早。實際(ji)(ji)上,如(ru)果(guo)你能夠到當地親自參觀美國(guo)(guo)智(zhi)能電網(wang)建設項目,從火熱的(de)(de)(de)場(chang)景(jing)與被重視的(de)(de)(de)程度,就(jiu)可以看(kan)出(chu)美國(guo)(guo)希望在能源領(ling)域把握(wo)如(ru)同其在互(hu)聯網(wang)領(ling)域那樣的(de)(de)(de)“霸權(quan)(quan)”。美國(guo)(guo)在互(hu)聯網(wang)領(ling)域之所(suo)以如(ru)此快速(su)發展(zhan)并掌握(wo)主導權(quan)(quan),主要是(shi)出(chu)于政(zheng)府(fu)強有(you)力的(de)(de)(de)扶持(chi)、技術的(de)(de)(de)標準化(hua)、新(xin)成(cheng)員的(de)(de)(de)紛紛參與加(jia)速(su)了(le)市場(chang)形成(cheng)等。實際(ji)(ji)上,美國(guo)(guo)智(zhi)能電網(wang)項目建設中(zhong),也遵循(xun)著相似的(de)(de)(de)規律(lv)。
以美(mei)國(guo)(guo)商務部(bu)下(xia)屬的國(guo)(guo)家標(biao)準技(ji)術研究(jiu)院(N IST )為主,美(mei)國(guo)(guo)政府部(bu)門研究(jiu)了智能電網的互操(cao)作(zuo)性(xing)與網絡(luo)安(an)全(quan)等(deng)各項技(ji)術標(biao)準。
最近,N IST公布了(le)新一代輸(shu)電網“智(zhi)能(neng)電網”的(de)(de)(de)標準化框架———明確(que)了(le)75個標準規格、標準和指導方針。其(qi)中25個規格和標準是此次公布前確(que)定的(de)(de)(de)。這(zhe)25項標準包括了(le)智(zhi)能(neng)電表與家(jia)用電器可進行雙向無線(xian)通(tong)信的(de)(de)(de)技術(shu)ZigBee的(de)(de)(de)智(zhi)能(neng)能(neng)源(yuan)規范(Sm artEnergyProfile)。
美(mei)國商務(wu)部(bu)有(you)關官員告訴(su)記(ji)者(zhe),智(zhi)能(neng)(neng)電(dian)網建設(she)項目的(de)(de)(de)(de)主(zhu)力(li)軍表面上是(shi)電(dian)力(li)公司(si)或(huo)者(zhe)地方政(zheng)府(fu),但實際主(zhu)導者(zhe)卻是(shi)在(zai)(zai)世界各(ge)地擁有(you)分支(zhi)機(ji)構的(de)(de)(de)(de)大型(xing)IT企(qi)業(ye)、在(zai)(zai)特定領(ling)域內(nei)擁有(you)核心(xin)技術的(de)(de)(de)(de)高科技企(qi)業(ye)以及非營利組織。這些美(mei)國企(qi)業(ye)或(huo)機(ji)構無(wu)一不擁有(you)強大的(de)(de)(de)(de)全球業(ye)務(wu)分部(bu)。例如,從事(shi)IT咨(zi)詢業(ye)務(wu)的(de)(de)(de)(de)美(mei)國埃森哲公司(si)承擔了科羅(luo)拉(la)多州博爾德(de)智(zhi)能(neng)(neng)電(dian)網試點項目“智(zhi)能(neng)(neng)電(dian)網城(cheng)市(shi)”與荷蘭阿姆斯特丹、日本橫(heng)濱智(zhi)能(neng)(neng)城(cheng)市(shi)項目的(de)(de)(de)(de)項目管理,美(mei)國IBM公司(si)在(zai)(zai)世界各(ge)地的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要城(cheng)市(shi)提(ti)供智(zhi)能(neng)(neng)城(cheng)市(shi)咨(zi)詢與IT服務(wu)。
高(gao) 科 技 企 業 方 面 , 最 著 名 的(de) 是 美 國(guo)SilverSpringN etw orks公(gong)司(si)。這家公(gong)司(si)為電(dian)力公(gong)司(si)提(ti)(ti)供面向智能(neng)(neng)電(dian)網的(de)高(gao)級(ji)電(dian)表架構(gou)(A M I)搭建與(yu)(yu)運行的(de)解(jie)決方案。該公(gong)司(si)由多個大(da)型高(gao)科技企業出資建設,它的(de)執行副總裁兼首席營(ying)銷(xiao)官稱:“電(dian)力公(gong)司(si)現(xian)在就有(you)必要建設智能(neng)(neng)電(dian)網。”美國(guo)加(jia)州能(neng)(neng)源(yuan)巨頭太平洋燃氣和電(dian)力公(gong)司(si)(PG & E)就是該公(gong)司(si)的(de)客戶(hu)。P G & E已經在加(jia)州北部(bu)部(bu)署了(le)(le)大(da)約700萬部(bu)智能(neng)(neng)電(dian)表。SilverSpringN etw orks公(gong)司(si)還為加(jia)拿大(da)與(yu)(yu)澳大(da)利亞提(ti)(ti)供了(le)(le)A M I解(jie)決方案。
新成員之中(zhong)并非僅有IT企業(ye)(ye)或高科技企業(ye)(ye)。美(mei)(mei)國(guo)非贏(ying)利組織(N PO )最近也展現了(le)在智能電網方面的絕對實(shi)力。美(mei)(mei)國(guo)在這(zhe)一領域(yu)中(zhong),有很多絲毫不亞于民營企業(ye)(ye)的規模(mo)與業(ye)(ye)務量的事(shi)業(ye)(ye)型N PO。
歐洲:把海上風電北非太(tai)陽能(neng)融入電網
“最近,歐(ou)(ou)盟(meng)有關圓桌(zhuo)會(hui)議進一步明確(que)要求依靠智能電網(wang)技術(shu)將大西(xi)洋(yang)的(de)海上風電、歐(ou)(ou)洲南部和(he)北(bei)非的(de)太陽能電融入歐(ou)(ou)洲電網(wang),實現可再生能源的(de)跳躍(yue)式發展。”歐(ou)(ou)盟(meng)經濟和(he)社會(hui)委員(yuan)會(hui)官(guan)員(yuan)法爾克(ke)告訴記(ji)者。
法爾克(ke)表示,實現(xian)(xian)電力(li)供應與需求的(de)互動、協調,最大限(xian)度(du)發揮現(xian)(xian)有電力(li)系(xi)統的(de)潛力(li),實現(xian)(xian)電力(li)系(xi)統效率、可靠性以及電能(neng)質量的(de)全面提高,并為用(yong)戶帶來(lai)經濟效益是(shi)歐洲(zhou)智能(neng)電網的(de)基(ji)本目標(biao)。然而,大量分布式微型發電裝置(zhi)的(de)并網是(shi)歐洲(zhou)智能(neng)電網發展遇到(dao)的(de)現(xian)(xian)實問題(ti)。
歐洲(zhou)議會2009年通過(guo)了促進(jin)可再(zai)(zai)生(sheng)能源(yuan)利用的(de)(de)(de)指令(ling),規定(ding)到(dao)2020年歐盟地區的(de)(de)(de)可再(zai)(zai)生(sheng)能源(yuan)供應量應達(da)到(dao)全部能源(yuan)供應量的(de)(de)(de)20%。而歐盟15個成員國(guo)(EU 15)(2004年前歐盟的(de)(de)(de)15個成員國(guo))的(de)(de)(de)可再(zai)(zai)生(sheng)能源(yuan)工業的(de)(de)(de)目標是(shi)2020年可再(zai)(zai)生(sheng)能源(yuan)發(fa)電(dian)量達(da)到(dao)總發(fa)電(dian)量的(de)(de)(de)33%。在(zai)一系列能源(yuan)政策的(de)(de)(de)引導下,歐洲(zhou)確定(ding)了分(fen)(fen)布(bu)式發(fa)電(dian)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)方向。與(yu)之相適應的(de)(de)(de)研究重點集中(zhong)在(zai)動力與(yu)能源(yuan)轉換設(she)備、資源(yuan)深(shen)度利用技(ji)術(shu)(shu)(shu)、智能控制和群控優化技(ji)術(shu)(shu)(shu)以(yi)及(ji)綜合(he)(he)系統優化技(ji)術(shu)(shu)(shu)上。其(qi)中(zhong),與(yu)電(dian)網(wang)相關的(de)(de)(de)研究主(zhu)要針對分(fen)(fen)布(bu)式發(fa)電(dian)系統的(de)(de)(de)電(dian)網(wang)接入研究,以(yi)及(ji)解(jie)決(jue)分(fen)(fen)布(bu)式發(fa)電(dian)與(yu)現有電(dian)網(wang)設(she)施的(de)(de)(de)兼容、整(zheng)合(he)(he)和安全運行等問題。
在英國,智能(neng)電(dian)網的(de)探索方向是可再(zai)生能(neng)源發(fa)(fa) 電(dian) 和 智 能(neng) 配 電(dian) 。 英 國 能(neng) 源 公 司(si) 計 劃 建 設 的(de)8.6G W潮汐發(fa)(fa)電(dian)工程,將成為(wei)世界(jie)上最(zui)大的(de)潮汐發(fa)(fa)電(dian)站,并計劃于(yu)2020年(nian)把利用風力發(fa)(fa)電(dian)獲得的(de)電(dian)力直(zhi)接輸入城市電(dian)網。
但是,可再(zai)生能(neng)(neng)(neng)(neng)源利(li)用(yong)(yong)存在(zai)一個突出問題,就是目(mu)前得到(dao)廣泛應(ying)用(yong)(yong)的太陽能(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)風(feng)能(neng)(neng)(neng)(neng)發電(dian)(dian)受氣象條件(jian)影響嚴重,供(gong)(gong)應(ying)狀況穩定(ding)性差(cha),氣象條件(jian)的任何變(bian)(bian)化都(dou)會(hui)立即導致發電(dian)(dian)量(liang)變(bian)(bian)化。在(zai)電(dian)(dian)力需求(qiu)增加(jia)或供(gong)(gong)應(ying)下(xia)降時,電(dian)(dian)網頻率(lv)有可能(neng)(neng)(neng)(neng)發生變(bian)(bian)化。當(dang)大型風(feng)電(dian)(dian)場的風(feng)速明顯降低,或太陽能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)站(zhan)上空飄(piao)過一片(pian)云,電(dian)(dian)網頻率(lv)可能(neng)(neng)(neng)(neng)會(hui)下(xia)降。若頻率(lv)下(xia)降幅度達(da)到(dao)1H z,應(ying)急發電(dian)(dian)裝(zhuang)置(zhi)必須立即增加(jia)供(gong)(gong)電(dian)(dian)量(liang);若電(dian)(dian)網頻率(lv)下(xia)降幅度達(da)到(dao)48.8H z,歐洲(zhou)電(dian)(dian)網運行管理中心必須切(qie)斷部(bu)分線路的供(gong)(gong)電(dian)(dian),這意味(wei)著一些(xie)地區會(hui)因此停電(dian)(dian)。
在英(ying)國電(dian)(dian)(dian)網(wang)中,典型的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)流(liu)向(xiang)(xiang)是從北(bei)向(xiang)(xiang)南,在低(di)壓用(yong)戶端(電(dian)(dian)(dian)壓為400V )有一定數量的(de)家庭(ting)使用(yong)燃氣熱電(dian)(dian)(dian)聯產(chan)機組(zu)或太陽(yang)能(neng)光伏發電(dian)(dian)(dian)裝置、風力(li)(li)發電(dian)(dian)(dian)裝置。雖(sui)然(ran)原來的(de)輸(shu)電(dian)(dian)(dian)網(wang)仍(reng)然(ran)存在,但是新建的(de)輸(shu)電(dian)(dian)(dian)網(wang)更多的(de)是互(hu)動供電(dian)(dian)(dian)網(wang)絡。互(hu)動住宅供電(dian)(dian)(dian)可以(yi)將住宅中剩(sheng)余的(de)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)逆向(xiang)(xiang)輸(shu)入電(dian)(dian)(dian)網(wang),這(zhe)是英(ying)國電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)法(fa)中已明確規定的(de)運行方式(shi)。因此,電(dian)(dian)(dian)網(wang)公(gong)司(si)面臨著技(ji)術上的(de)改進和創(chuang)新(如需要雙向(xiang)(xiang)保護等),這(zhe)種(zhong)互(hu)動供電(dian)(dian)(dian)給電(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)穩定控(kong)制和調度造成很(hen)大困(kun)難,不但給電(dian)(dian)(dian)網(wang)技(ji)術、體系、市場、管理等方面造成影(ying)響,而(er)且對傳統(tong)的(de)供電(dian)(dian)(dian)、發電(dian)(dian)(dian)、輸(shu)電(dian)(dian)(dian)、配電(dian)(dian)(dian)也是一種(zhong)挑戰。
同時,在用電(dian)負荷側對電(dian)網(wang)穩定運(yun)行的要求進行響應(ying),是近(jin)年來智(zhi)能家(jia)電(dian)技術發展的新課題。以冰(bing)(bing)箱(xiang)(xiang)為例,冰(bing)(bing)箱(xiang)(xiang)與電(dian)網(wang)運(yun)行管(guan)理中心(xin)之間(jian)可(ke)以進行雙(shuang)向信息交換,在電(dian)網(wang)供(gong)需(xu)平(ping)衡出(chu)現異常時,冰(bing)(bing)箱(xiang)(xiang)的控制裝置會(hui)立即做出(chu)響應(ying),根(gen)據電(dian)網(wang)頻(pin)率的變化幅度以及(ji)冰(bing)(bing)箱(xiang)(xiang)內各區(qu)域的溫度,在完全不(bu)耗(hao)電(dian)或低耗(hao)電(dian)模式(shi)下(xia)運(yun)行。一般情(qing)況下(xia),只(zhi)要冰(bing)(bing)箱(xiang)(xiang)內相應(ying)區(qu)域的溫度不(bu)高于規定范圍,壓縮機將處于停機狀態(tai)。不(bu)同家(jia)電(dian)產品的需(xu)求響應(ying)模式(shi)有所不(bu)同,目前歐洲家(jia)電(dian)企業正(zheng)在積極開發這類產品。
記者(zhe)從歐盟經濟和社會委員會了解(jie)到(dao),在歐洲智(zhi)能電(dian)網技術課題中,家(jia)用(yong)燃氣熱電(dian)聯產(chan)裝置并網技術的(de)發展,將促進燃氣熱電(dian)聯產(chan)裝置的(de)普及。
燃氣熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)聯(lian)產裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)(de)并網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)與太陽能光伏(fu)發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)(de)并網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)有相似之處,兩(liang)者均由電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)末端向電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。燃氣熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)聯(lian)產裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)(de)優點在于,供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時間(jian)和功率(lv)(lv)更(geng)易(yi)控(kong)制。利(li)用(yong)智(zhi)能電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)信(xin)息(xi)交換(huan)功能,使用(yong)者可以規定家用(yong)熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)聯(lian)產裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)向電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)時間(jian)和供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量。利(li)用(yong)智(zhi)能電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)進行協調運(yun)行,能夠實現雙向的(de)(de)實時信(xin)息(xi)交換(huan),更(geng)有利(li)于提高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)可靠性、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能質(zhi)量和運(yun)行效率(lv)(lv)。
目前,法國政(zheng)府鼓勵(li)家庭安裝(zhuang)微型發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)裝(zhuang)置(zhi)(zhi),如家用(yong)燃(ran)氣熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)聯(lian)(lian)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。在(zai)利用(yong)燃(ran)料獲(huo)得電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)過(guo)程(cheng)中,通常(chang)需(xu)要先將燃(ran)料的(de)化學(xue)能(neng)轉換為(wei)熱(re)(re)能(neng)。按(an)照熱(re)(re)力學(xue)原理,熱(re)(re)能(neng)不(bu)(bu)可(ke)能(neng)全(quan)部轉換為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng),發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)過(guo)程(cheng)必然產(chan)生副產(chan)品(pin)———熱(re)(re)量。熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian) 聯(lian)(lian) 產(chan) 是 對(dui) 發(fa) 電(dian)(dian)(dian)(dian) 過(guo) 程(cheng) 中 產(chan) 生 的(de) 兩(liang) 種 形 式 的(de) 能(neng)量———電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)和熱(re)(re)能(neng)均加以有效(xiao)利用(yong)。家用(yong)燃(ran)氣熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)聯(lian)(lian)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)典型運行方式是,將燃(ran)氣轉換為(wei)動力或直接(jie)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian),同時(shi)回收利用(yong)熱(re)(re)能(neng)。因此,相(xiang)對(dui)于(yu)大型發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)設備而(er)言,家用(yong)燃(ran)氣熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)聯(lian)(lian)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)能(neng)源利用(yong)效(xiao)率可(ke)以提高1倍左右(you)。不(bu)(bu)過(guo),目前英國家用(yong)燃(ran)氣熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)聯(lian)(lian)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)安裝(zhuang)數量仍然很少,還沒有對(dui)英國電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)運行造成明顯影響。
與日本家用燃氣熱電聯產機組主要采用內燃機為原動機的做法不同,歐洲的產品則更多使用外燃發動機為原動機,以斯特林循環為主,少量采用朗肯循環。采用外燃發動機的產品可以使用的燃料種類較多,維護工作量少,不少產品在10年或10年以上的使用期內無需維修。但是,這種產品的熱電轉換效率較低,通常為15%~20%,結合熱利用措施后,一般熱利用效率約為80%。2010年,德國大眾和LichtbLick能源公司合作生產家用燃氣熱電聯產機組,該產品最突出的特點是采用了先進的煙氣冷凝熱回收技術,熱利用效率高達94%,機組的熱電轉換效率超過20%。大眾公司和LichtbLick能源公司計劃的年生產能力為1萬臺以上。
(本文章摘自7月2日《經濟參考報》)
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