地球村的敏捷電力系統

2017-07-11 21:56:59 大云網　點擊量：評論 (0)

能源互聯網可以視為智能電網的再延伸，它的網架結構更為靈活，開放性進一步提高，不僅信息流可以雙向流動，能量流、價值流都可以實現雙向交互。每天，世界各地的人們波動開關，點亮一盞燈或者打開電視機，這些行

能源互聯網可以視為智能電網的再延伸，它的網架結構更為靈活，開放性進一步提高，不僅信息流可以雙向流動，能量流、價值流都可以實現雙向交互。

每天，世界各地的人們波動開關，點亮一盞燈或者打開電視機，這些行為不需要規劃或者深謀遠慮，但是這個簡單的動作所引發的電力流動與信息流動，卻有可能覆蓋了整個電力網絡，需要電力系統整體做出反應。

在傳統的輸配電網體系中，電力從發電廠到達用戶所住的房子，必須先流經數百甚至上千公里的高壓線，經過變電站，進入配電網，通過一系列的傳輸設備。最初，為了滿足所有用戶的用電需求，電網企業往往要根據高峰用電需求設計電網容量，由此建造出龐大的電網體系。為了提高電網資產的運行效率，智能電網得以誕生，在信息系統的幫助下，電網企業可以與用戶進行互動，讓需求側管理成為可能。再后來，可再生能源發電技術變得成熟，分布式電源興起，這要求電網系統再次做出調整與改進，向能源互聯網邁進，此時，用戶與電網之間的關系也發生了翻天覆地的變化，他們不再僅僅是消費者，同時也是生產者和協調者，電網中的每一個節點都對電網的安全平穩運行產生了正向意義。

新能源催生新需求

第二次工業革命以來，世界各國為了滿足工業化發展需求，普遍修建了巨大的電力傳輸系統，堪稱人類有史以來最大的人造工程。這個時候的電力傳輸模型還很簡單，由發電廠利用化石能源或者核燃料集中發電，然后經由一個中央電網遠距離傳輸給用戶。

到了21世紀初，電網老舊問題與消費者不斷增長的用電需求產生了越來越大的矛盾，進一步增加電網投資，按照最大負荷需求設置電網容量的基建模式受到質疑，于是產生了智能電網概念，即將互聯網技術與物理電網高度集成，形成電網2.0版本，用以優化電力資源配置，確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性。智能電網的特性主要包括三個方面：第一，堅強可靠，智能電網被要求在發生擾動甚至極端故障時仍然能夠保持向用戶供電的能力;第二，經濟高效，主要是提高電網運行和輸送效率，降低運營成本;第三也是最重要的一點為友好互動，智能電網應該能夠通過與用戶的雙向互動實現電力流的靈活調整，促進發電企業和用戶主動參與電網運行調節，即高效率、低成本地實現需求側管理目標。

在美國和歐洲，智能電網建設更多地關注配電領域，其“終極設想”是建立智能用電社區，具體而言，就是采用光纖復合電纜通信或電力線載波通信等技術，構造覆蓋整個社區的通信網絡，通過用電信息采集、社區配電自動化、智能家居等技術，對用戶用電設備、公共用電設施進行監測、分析與控制，用系統思維提高電能的終端利用效率。但是在中國，智能電網的概念要更為廣泛一些，因為電力生產和電力需求在地理分布上存在嚴重的不均衡現象，中國的智能電網需要更多地關注輸電領域，把特高壓電網的發展融入其中，保證電網的安全、可靠和穩定。

2010年前后，隨著風電、太陽能發電等可再生能源發電技術不斷成熟，對電網建設又提出了新的要求，那就是滿足可再生能源發電的友好接入需求。于是，新電網的特征又增加了一條：清潔環保、透明開放，電網應無歧視地支持風電、太陽能發電等可再生能源發電的大規模正確接入。這樣，就產生了能源互聯網，乃至全球能源互聯網的概念。

能源互聯網可以視為智能電網的再延伸，是電網的3.0版本，它的網架結構更為靈活，以信息的雙向流動和數據交互為前提，整個電網系統的開放性進一步得到提升，一方面要實現集中式和分布式可再生能源發電、儲能設備、電動汽車以及相關用能裝置的即插即用;另一方面是創造一個開放的商業形態，能量流、價值流都可以實現雙向交互，電力生產和消費的邊界逐漸模糊，所有社會單位都成為了能源可持續發展的貢獻者。

中央電網不可或缺

自聯合國《2030年可持續發展議程》正式達成以來，世界各國、各個領域都在為實現這一目標而努力，能源行業作為社會運轉的動力來源，自然受到了重點關注。依照目前的技術，能源可持續發展不可能建立在傳統的化石能源基礎之上，而必須訴諸于可再生能源。

在建設能源互聯網的進程中，很多能源、科技公司都提供了不錯的解決方案，例如美國特斯拉開發的能量墻(Powerwall)系統可以讓一個家庭更好地利用太陽能供給自己的能源需求。然而，這種分布式發電系統并不能滿足全社會的用電需求，比如在美國德克薩斯州達拉斯市這種高濕度地區，在夏天，下午五點左右，人們開始離開辦公室回家，在一天中最熱的時間段走進一所大房子，立即要把整個房子的空調都開到最大，這種短時間內的巨大電能需求，目前的分布式發電系統還無法滿足。如果給這些系統加裝更多的儲能裝置，經濟性方面就會大打折扣。而且，獨立的分布式發電系統供應的電能質量很容易因為天氣原因而受到影響。

我們所真正需要的，是一種“混合”發電模式：家庭、商場、醫院等社會微單元可以建立自己的分布式可再生能源發電系統，但同時應該由中央電網提供集中式的電力供應，為所有微系統提供電能補充，并在微系統之間進行電力平衡與再分配。這種電網結構的好處在于，第一，能源供給日益分散化，需求響應會更加靈活和智能化;第二，所有微系統與中央電網協同運作，可以保證供電可靠性與經濟性。這種敏捷的電網結構，有助于全社會最大限度地提高可再生能源的消費占比。

現如今，傳播學界的“先知”性人物馬歇爾·麥克盧漢曾經預言的“地球村”概念已經實現，舊的價值體系已經崩潰，新的體系正在建立，一個人人參與的、新型的、整合的社會出現在我們面前，這為能源互聯網以及全球能源互聯網的興起和蓬勃發展提供了沃土。廣泛聯系的中央電網，為世界各地的居民方便地分享可再生能源提供了可能，盡管由于自然和地理條件限制，有些地區的分布式發電系統容量小、運行也不夠穩定，缺乏靈活性與可控性，但經過中央電網的集中調控，可以保證每個社會微單元都能夠獲得高品質的電能。或者可以換一種說法，在“地球村”的大環境下，每一個“村民”都能夠以環保方式和較低的成本生產低品質的電力，然后將其輸送到中央電網中，再從中央電網獲得高品質的、足以滿足日常生活的電能。