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智能电网:真正的能源革命

品牌专栏中国仪表网2010年04月02日 09:03人气:696

  内蒙古自治区的风力发电量正在急速飞涨,2007年最高用电负荷是1109万千瓦,到2020年风电装机计划将达到5870万千瓦。然而,由于没有全部接入全国电网,电量消纳效率成为问题,电能损耗曾高达30%。现在,内蒙古政府只好减缓风电的装机速度。现实变得极为严峻----大量新建的能源发电站,并没有解决能源短缺这一根本问题。

  与中国相比,德国人正在做着相反的事情:加速新能源的应用范围,最好令其无空不入。他们的新计划是,在每个家庭的房顶上,都装上太阳能发电装置,再在庭院里建一个小型风能发电站,用它们来满足每个家庭对电和热的全部需求。德国人之所以敢这样做,是因为在德国,一张无所不能的智能电网正在铺开。这张网建立起来之后,新能源的利用率几乎可以达到100%。这才是真正的能源革命。

  所谓建立智能网,也就是把所有能源产生的电量,都放在一张电网上进行传输,这张网就叫智能电网。但它又与普通电网不同,其最大的特点是,它应用了大量的IT技术,使其更像一张互联网,因此具有极强的互动性。比如,德国家庭安装的各种小型发电站,如果发电量超出了家庭需求量,那么就可以把多出的这部分电量通过智能电网传输到其他需要用电的地方。但这是一种“卖电”的行为,家庭因此可以获得收入。如果碰上阴天或者没有风的天气,家庭太阳能和风能发电站就无法正常工作,此时用户想用电,则可以通过智能电网购买所需电能,这又是一种买电的行为。

  在买与卖之间,便形成了良好的互动性。更神奇的是,用户可以根据电价的波动(在很多国家用电高峰期的电价是很贵的),来选择一个合适的时机买卖电能。电价信息由智能电网提供,而获得这些信息的方式则有很多种,比如在互联网上、手机上甚至收音机上。用户获得信息之后,再通过互联网等手段,将买卖命令发送给家中已安装好的智能仪表(电表的替换物),由智能仪表来控制是接收电能还是输出电能。这样下来,用户就可以低价买入电能,再高价卖出,很像炒股。

  智能电网的互动性还不止于此。它还能让所有用电的产品,都加入到互动的过程中。福特汽车就正在尝试这样做。当福特插电式混合动力车接入外接电源时,其电池系统能够通过公用事业公司(比如电力公司)传送出的智能参数与电网直接进行沟通。车主通过使用车辆的触摸屏导航界面,以及中控台的“福特车载办公解决方案系统”就可选择车辆在什么时候充电,以及充电的时长和电费。如果车主长时间不用车,还可以出售掉储存的现有电量。

  家用电器同样也可以实现互动操作,前提也是它们插上了电源(即接入智能电网)。然后用户就可以通过手机、互联网或者其他工具,远程控制家用电器的开关状态,并可设置具体参数,比如设定空调温度、洗衣机的洗涤程序等。更令人想不到的是,用电产品还能够自主地选择用什么能源的电能,喜欢风能发电的人就选择风能,以此类推还有太阳能、煤、燃气等等。一些减碳要求较高的组织机构,自然会选择新能源,这样也就可以促使整个社会大大提高新能源的使用比例。如果没有智能电网,新能源的发电量就不能被有效地传输,这些组织也就没得选择。就像内蒙古有庞大的风电量,而内陆地区绝大多数工厂却仍在用煤电。

  智能电网强大的互动性,其目的就是将新能源的利用率发挥到极致,而这些并非天方夜谭。

  德国斯图加特的200个家庭,正在享受着智能电网带来的美好生活;在美国科罗拉多州的一个拥有10万人口、名为Boulder的小城市,智能电网在这里也得到应用。更多的组织机构在尝试研究和应用智能电网。西门子公司计划在智能电网上投资60亿欧元;美国思科公司正在全球各地帮各国的电力公司建设智能电网,因为它相信,下个十年智能电网将得到广泛应用。参与其中的,还有IBM、微软、SAP等IT公司。

  智能电网正在带来更大的市场机会。美国咨询公司BrattleGroup对美国市场上智能电网(SmartGrid)相关投资金额的估算值为平均每年750亿美元。该公司还估算出了2010年至2030年的合计数字,确定其总额为1.5万亿美元。如此庞大的市场并非空穴来风,智能电网至少涉及三个领域:从发电站配送至配电站,然后再传输至每个用户所需要的电力控制网(输配电网);一条能够传输智能电网中所有及时数据的通信网(信息通信网),以及承担家庭及办公室负荷控制工作的智能仪表;利用信息通信网作为基础设施的解决方案及服务(IT技术服务)。这三个领域都将产生巨大的商业价值,比如智能仪表、智能仪表信息管理系统、家庭电力控制装置以及利用上述设备的需求响应(DemandResponse)等服务。

  智能电网的经济价值和新能源的高利用率,已引起各国政府的重视。奥巴马的新能源战略中,将有45亿美元用于改造智能电网。中国在今年5月份,也向世界宣布了要建立“坚强智能电网”的决心,并预计分三阶段完成(2020年建成),共投资4万亿元。只不过,中国现阶段的智能电网概念,关注的是用户双向互动的功能,而欧美宣传得比较多的是IT技术的应用。中国IT公司应更多地加入智能电网的建设中。要知道,智能电网绝不只是安装一个智能电表那么简单。

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