利用智能電網技術升級改造傳統電力系統的電網智能化成為電力行業發展的大趨勢。關于智能電網的發展,有幾個基本判斷。
重新平衡能源體系。說到重新平衡能源體系,其原因是顯而易見的,是新的能源利用方式,將會打破原有的能源體系。過去,能源體系是穩定的,然而隨著環境污染的壓力和化石能源的枯竭,逼迫人們選擇可再生能源。而可再生能源的不穩定性,與其高昂的設備和人工成本相關,使得其只能是火電的一個有限的補充。傳統電廠具有大部分可再生能源電廠無法替代的作用,傳統電廠可以在需要的時候提供電力,即使在無風或陰天的時候保證供電。可再生能源發電的波動性目前只能通過調節性強的傳統電廠來加以彌補,以保障整個電力系統的平衡和穩定。
那么,當燃煤日漸枯竭,環境容量日益飽和,可再生能源必須要成為電能應用的主力軍時,便對電網提出了新的更高的要求。我們引進的是綜合能源利用體系,可以用大儲能系統,也可以用分布式儲能方式。大儲能的方式廣泛采用抽水蓄能的方式,分布式儲能的方式廣泛采用的是諸如電動汽車的蓄能。
綜上所述,智能電網最終實現的是,用現代通信技術將可再生能源大量使用后的不穩定的電網重新平衡過來。這種平衡不僅包括電能生產和消費在時間和空間上的不匹配,同時還包括新能源大量使用后,過去的可控的電源去滿足不可控的負荷,轉變為電源與負荷雙不可控。利用現代信息通訊技術,以及預測預報、儲能、虛擬電廠、智能電表、智能家電等一系列智能電網技術升級改造傳統電力系統的電網智能化成為電力行業發展的大趨勢。
儲能是一種思維方式。眾所周知,中國水電以三峽為地標,而三峽是儲能的最典型代表。由于電能的發、輸、供、用的瞬時屬性,無法大量地存儲。因此,只能通過加強消費側的負荷預測和信息收集,傳輸到生產側,實行動態的平衡。當然,這種自平衡的水平提高還有很長的路要走。因此,儲能技術將是未來的一個發展重點。基于電能在不同時段的生產成本不一樣,我們也發明了抽水蓄能電廠。這是一種集中式的儲能技術,一定程度上解決了電能不能大量存儲的問題。然而,其局限性也逐漸顯現出來。建立一個這樣的抽水蓄能電站,成本是很高的,修筑大壩,購置設備,聘請人員,投入的人力和物力也是持續的,建設周期也相對較長。
電動汽車是未來儲能的主力軍。隨著交通燃料的升級換代,電動汽車將逐步取代燃油車。國內某型號電動摩托車都已經實現了充一次電,從西安跑到了鄭州,整整一千多里路。而電動汽車的數量是日益增多的。
要讓全國的電動車自動成為智能電網的儲能體系,就需要設計一種利益共生的機制,保證這些電動汽車主人有動力,在利己的同時利社會。
能源互聯網與微電網并存。全球能源互聯網是一個偉大的構想,能源互聯網,就是將全世界的能源生產與消費通過一個有形的網絡進行互聯。世界各地的氣候和地理各不相同,有些地方風力發達,比如荷蘭,那個國度里是天然的風力發電基地。有的地方是太陽能發電的天堂,比如北極和南極,一年當中有長達6個月的無間斷日照,極晝能提供穩定的太陽光。能源互聯網將世界能源生產進行最優配置成為可能,從而降低能源生產成本,促進能源技術更新,避免能源浪費。
中國在特高壓電網建設中獲得了寶貴的經驗,敢為天下先的精神使得今天的中國電網十分堅強,保障了國家經濟社會的健康快速發展。然而,智能電網描繪給人類的全球互聯網并不是一朝一夕就能成就的,需要幾代人艱苦卓絕地不懈奮斗才能實現。在這個過程中,一定會長期存在大電網和分布式微網并存的多元化局面。這種局面的形成取決于兩個方面,集中式生產能源的方式,降低了一二次能源轉換成本,而集中式消費并不一定就能降低能源成本。最為典型的例子是深山里的農民家里,一個電燈的成本相當地高,而如果采取分布式微電網來解決偏遠山區的用電問題,就會節約得多,在此因地制宜、因時制宜顯得尤為重要。
移動自供應可穿戴能源的時代即將來臨。在并不遙遠的將來,給自己的房子穿上一層薄膜一樣的“衣服”,整棟房子的自用電就充足了,這是智能移動發電系統帶來的便利。即便是搬家,也可以把這套系統帶到新的地方,插上統一的接口,無需太多的調試,電就能自動接入。
對于個人而言,今天你可能還帶著手機充電寶到處跑,以后就不必了,你的衣服或帽子已經具備了發電的功能。只要你在太陽底下,或者在活動,你的動力被收集起來,發成電存儲在衣服里。這樣,你自身的用電通過這種移動式的解決方案就不是問題了。天熱的時候,衣服里的電會給你降溫,天寒時,會自動給你升溫保暖,可穿戴的衣服和帽子都將成為新能源發電的新載體。
無尾充電技術已經在手機上成為現實,在不遠的將來,會不會有一種技術,讓我們站在特高壓電網鐵塔底下,進行能源的交換?
責任編輯: 江曉蓓