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美国研发智能电网应对大面积停电事故

行业聚焦点中国仪表网2009年08月10日 08:54人气:4449

在科罗拉多州波尔得市,大部分电网的电力波动都不为所人们察觉。那里的电网由电子设备监控,所以任何一处突发电线冲断或下落,系统一部分到另一部分的电力供应会自动改变线路。此试点工程听起来十分简单,甚至有些太浅显了。但是如果当年有此技术,2003年的美国东北地区的大面积停电事故就不至于发生了。当年八月的一天,一些下垂的电线挂到了树枝,供电中断。这一处电力中断引起了多米诺效应,一处电网故障接二连三的把负担施加给另一处。其后果不堪想象!到了那个阴霾的傍晚,美国八个州和加拿大东南部的5000万人断电。

当时,能源专家和政客们称此次停电给国家陈旧的电网敲响了警钟。从那时起,大部分电网都慢慢得到了更换。直到智能电网的出现,这大半个世纪来,整个电网基本上没有更改,马萨诸塞州能源与环境事务秘书长称。他说:“你可以把智能电网想象成移动电话,而普通电网就像你祖母的黑色拔转轮拔号电话。”

智能电网(smart grid)是对未来电网的统称。科罗拉多州、马萨诸塞州、纽约市、依利诺斯州和夏威夷都正在进行各种测试工程,旨在建立一个能阻止电涌引起供电中断的系统。系统会设计更节能的输电线,以便可以在不损耗电压的条件下将电力传输到更远的距离(目前的电网远距离下大约损耗8%的功率)。此系统会将风能和太阳能合并到现有的电网中,它可以让客户监控自家的用电情况,为工作以外的时间的用电付更少的电费。

多年来,智能电网计划一直在筹划之中,但是奥巴马政府给此系统带来了一次震动。一揽子刺激计划中有110亿美元用于电网现代化,包括开发可持续能源。在接下来的两三年内,一些城市像柯林斯堡、科罗拉多都希望用此刺激资金建立一个“零能耗区”,其中每个小区都能自己产生足够用的电。

首先,绿色能源专家称,智能电网必须攻克两方面的难关:资金和州与州之间各异的供电部门、技术创业公司和市政府网,这些部门都希望做绿色电网的造雨人。“智能电网产业并没有准备好在全国范围的展开,此次刺激所做的是引起所有50个州的注意力并为重要的工程提供百分之五十的资金。”鲍尔斯说。

政府官员估计科林斯堡工程大约要花费三亿五千万美元。而所拔的刺激资金只有四千八百万,这使该市要做大量的资金筹集。资金可以从政府、私人投资、供电部门和研究与开发补助金等多方面筹集。“这是一大笔钱,我们自己是无法承担的,”科林斯堡财务总监和经济开发专家麦克·福里曼说。“我们最大的风险就是没有足够的资金,因而工程可能要持续20年。”

美国能源部长朱棣文说,更新整个电网可能要“花费1000亿美元以上”。专家称,根据对智能电网的定义的不同,此数字上下波动很大。如果把建设新传输线、风轮机或太阳能电池板也包括在内,花费要远远超过这个数字。这里的大部分讨论没有触及消费者的花费。提倡者认为,智能电网技术最终可以使人们监督和控制自家的日常用电,但是为了做到这一点,用户首先要购买一台智能仪表,这台设备要花几百美元。科林斯堡六万两千户家庭购买此智能仪表总共要花掉两千万美元,福里曼说,平均每个家庭大约要花三百二十二美元。

能源技术公司、市政当局、州政府、联邦机构和供电部门的伙伴关系网同样会产生问题。他们对智能电网都有自己的视角(更不用说自身的利益)。新能源技术公司急于开发最大最差的设备,老牌的供电部门试图进行已准备了多年的供电系统彻底整修工作。

州与州之间的技术创新各不相同。马萨诸塞州是典型的绿色技术领导者,现在已有四项智能电网试验工程在储备中。“每个州都不相同,这是一大挑战。”GridWise联盟(由智能电网提倡者建立的一个联盟)主席凯瑟林·哈密尔顿说,“每个州都是一个小世界。看它们之间如何连在一起必定很有意思。”

由能源部四千七百万刺激资金资助的八个试验工程分布在夏威夷到马萨诸塞的不同地区。这能源部希望这些工程能揭示出哪样设备和系统工作的最好。但是,试验成功这个问题会因地区的不同而不同。在乡镇,智能电网技术可能意味着建立一个家用和商用供电不中断的系统。在多风的拉罗拉多,智能电网可能更把焦点放在利用风能发电代替热电。

总之,能源分析人士说,智能电网技术将大大改变电力的生产、传输及价格,以至于很难预言在未来十年内电网会变成什么样子。无论最终采取何种形式,此技术应该能防止类似于2003年的大范围停电事故的再次发生。但是,没有一个关于成本和国家标准的综合性计划,彻底更新国家电力系统的前途并不明朗。
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