智能電網(wǎng)產(chǎn)生的背景
1、美國(guó)在能源建設(shè)方面的高投入成為世界性的“智能電網(wǎng)”開(kāi)發(fā)的重要契機(jī),隨之美國(guó)在該項(xiàng)技術(shù)上也處于世界領(lǐng)先地位。美國(guó)在能源建設(shè)上的高投資如圖1-4所示。
2009年2月17日美國(guó)總統(tǒng)批準(zhǔn)“再生、再投資法”撥款高達(dá)3110億美元,其中能源建設(shè)占有較大份額。
能源開(kāi)發(fā)部分(含智能電網(wǎng))撥款高達(dá)110億美元。其主要用于智能電網(wǎng)的建設(shè),具體為提高輸配電網(wǎng)的可靠性和效率。同時(shí)與智能電網(wǎng)關(guān)聯(lián)的項(xiàng)目,如可再生能源、高性能蓄電池研究、電動(dòng)汽車研究等也占有115億美元的份額。據(jù)其他資料報(bào)導(dǎo),僅在用于智能電網(wǎng)工程為用戶安裝智能電表的投資即為2.4億美元,已批準(zhǔn)智能電網(wǎng)的某示范工程為5700萬(wàn)美元。上述預(yù)算分配的示意圖如圖1-4所示。
2、背景之二近年來(lái)可再生新能源(主要是光伏發(fā)電和風(fēng)電)高速發(fā)展,特別是歐洲、日本等,功率等級(jí)已從MW(兆瓦)上升到GW(吉瓦)。若采取單獨(dú)運(yùn)行(孤島)方式,需要有龐大的儲(chǔ)能裝置(一般蓄電池已不可能做到),故急需解決與系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行方式。由于這兩種新能源發(fā)電很不穩(wěn)定,容易造成大電網(wǎng)不穩(wěn)定。若將傳統(tǒng)電網(wǎng)改為“智能電網(wǎng)”,負(fù)荷調(diào)峰(電網(wǎng)穩(wěn)定)等問(wèn)題可迎刃而解。
3、背景之三推進(jìn)電力消耗量的預(yù)測(cè)化和“可視化”使電力消耗得到抑制,達(dá)到節(jié)電的目的。
4、背景之四構(gòu)建“堅(jiān)強(qiáng)牢固”的國(guó)家電網(wǎng),減少停電事故,成為最安全的和事故最少的電網(wǎng)。
5.背景之五國(guó)際上“節(jié)能減排”的呼聲高,并且要求指標(biāo)量化,建設(shè)低碳社會(huì)。這樣,不僅要從電力網(wǎng)本身挖掘潛力,而且要利用現(xiàn)代通信及數(shù)字技術(shù)手段,把家庭、辦公室、工廠、商場(chǎng)等均納入智能電網(wǎng)的可控范疇。同時(shí),通過(guò)筆記本電腦和手機(jī)使用戶直接了解當(dāng)前負(fù)荷狀況,自覺(jué)減少電力使用量,使用戶增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)。這部分節(jié)能由于是全民性的,其作用不可低估。這里,“智能電網(wǎng)”就要解決發(fā)、配、供電和用戶之間的信息雙向交流,解決的最好辦法是在用戶側(cè)安裝智能電表(后節(jié)將詳述)。我們可以用圖1-5所示的一類能量管理系統(tǒng)(EMS)來(lái)形象地描述未來(lái)“智能電網(wǎng)”的雛形。圖中基干系統(tǒng)為原來(lái)的主高壓電網(wǎng),它與集中型電源(如核電、水電、火電)相連,新增加的單元是分散型電源(主要是光伏發(fā)電、風(fēng)電和用戶負(fù)荷)。EMS最具特色的是主干電網(wǎng)與各種用戶通過(guò)智能電表使電力可以雙向流動(dòng)。