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      2. 四川天瑞新宇電力設計有限公司--且看美國智能電網如何成長
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        • 且看美國智能電網如何成長
        • 發布時間:2010/5/7 10:41:22 點擊次數: 1436
        •   編者按

            美國能源部數據顯示,雖然目前美國電網的可靠率高達99.97%,但美國仍需每年花費1500億美元彌補0.03%故障率帶來的損失。因此美國有人提出,即使投資上萬億美元,將現有電網升級成智能電網,把剩余0.03%故障率排除在外,美國也能在10年以內收回成本。當然中國也不會在這樣的新興領域甘于人后,于是國家電網提出全面建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎,以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的自主創新、國際領先的“堅強智能電網”。此外,歐盟也提出了發展跨越歐盟、北非、中東等國家和地區的“超級智能電網”?梢哉f現在是智能電網國際標準,甚至國內標準都未達成的“亂世”,誰又會成為這亂世中的英雄?在奧巴馬上任1周年之際,美國的智能電網發展又取得了怎樣的成就?

            美國智能電網發展現狀

            2009年1月25日,奧巴馬上臺5天之后,美國白宮發布了《經濟復興計劃進度報告》,宣布未來3年以內將為美國家庭安裝4000萬個智能電表,同時投資40多億美元推動電網現代化。

            2009年6月3日至5日,在美國加州舉行的會議上,英特爾公司制定“2030年能源技術、信息技術及電力系統與終端用戶負荷互動的智能電網信息互操作導則”(IEEEP2030)。以此推動電力工程、通訊和信息技術的融合,并冀望這個標準成為全球標準。

            2009年12月4日,通用電氣(中國)有限公司與揚州經濟技術開發區在揚州舉行簽約儀式,在揚州建立智能電網“示范中心”,美國智能電網技術開始進入中國市場。

            眼下,美國已開始向部分家庭安裝帶有通訊功能的智能電表(SmartMeter),目標是以家庭為單位,隨時監測電力消費和管理,更加有效地實現輸電和供電。在推廣智能電網的過程中,美國政府讓商務部下屬的國家標準及技術研究所(NITS)在《能源獨立及安全法案》的規定下,評估目前美國所有的智能電網標準、測量方法、技術以及其他的支持服務。

            美國智能電網技術特點

            美國的智能電網又稱統一智能電網,是指將基于分散的智能電網結合成全國性的網絡體系。這個體系主要包括:通過統一智能電網實現美國電力網格的智能化,解決分布式能源體系的需要,以長短途、高低壓的智能網絡聯結客戶電源;在保護環境和生態系統的前提下,營建新的輸電電網,實現可再生能源的優化輸配,提高電網的可靠性和清潔性;這個系統可以平衡整合類似美國亞利桑那州的太陽能發電和俄亥俄州的工業用電等跨州用電的需求,實現全國范圍內的電力優化調度、監測和控制,從而實現美國整體的電力需求管理,實現美國跨區的可再生能源提供的平衡。

            這個體系的另一個核心就是解決太陽能、氫能、水電能和車輛電能的存儲,它可以幫助用戶出售多余電力,包括解決電池系統向電網回售富裕電能。實際上,這個體系就是以美國的可再生能源為基礎,實現美國發電、輸電、配電和用電體系的優化管理。而且美國的這個計劃也考慮了將加拿大、墨西哥等地電力整合的合作。

            美國發展智能電網重點在配電和用電側,推動可再生能源發展,注重商業模式的創新和用戶服務的提升。它的四個孿生兄弟分別是:高溫超導電網、電力儲能技術、可再生能源與分布式系統集成(RDSI)和實現傳輸可靠性及安全控制系統,這個電網發展戰略的本質是開發并轉型進入“下一代”的電網體系,其戰略的核心是先期突破智能電網,之后營建可再生能源和分布式系統集成(RDSI)與電力儲能技術,最終集成發展高溫超導電網。

            美智能電網五大基本技術

            第一,綜合通訊及連接技術,實現建筑物實時控制及信息更新,讓電網的每個部分既能“說”又能“聽”。第二,傳感及計量技術,支持更快更精確的信息反饋,實現用電側遙控、實時計價管理。第三,先進零部件制造技術,產品用于超導、電力儲存、電網診斷等方面的最新研究。第四,先進的控制技術,用于監控電網必要零部件,實現突發事件的快速診斷及快速修復。第五接口改進技術,支持更強大的人為決策功能,讓電網運營商和管理商更具遠見性和前瞻性。

            進展中的技術創新

            夏威夷大學的配電管理系統平臺(DMS):該能源管理平臺將由夏威夷大學開發,它讓消費者實現了家庭能源管理,并讓發電廠的配電系統得到了升級。該平臺將與高級測量體系(AMI)相結合,實時接收用戶端的需求反饋(AMI是一個用來測量、收集、儲存、分析和運用用戶用電信息的完整的網絡和系統);同時,它與能源自動化系統結合,實現能源節約。此外,該平臺實現了分散電力、儲存、電力分配系統中負載量的最優化分配及管理,使分配系統成為一個有機整體,與整個電網中的其他整體更好融合。據悉,該平臺將在夏威夷州毛伊島上的一個變電站使用。

            伊利諾伊理工學院的“完美能源系統”項目:“完美能源系統”是能滿足每個消費者需求的電力系統,它十分具有彈性。該項目將設計微型電網系統,實現電網中的不同情況的及時回應,同時增加電網可靠性、減少電力需求。研究人員表示,該系統能夠應用在任何大都市中,并使消費者真正成為電力市場中的一份子。

            西弗吉尼亞州“超級電路”項目:在西弗吉尼亞州,阿勒格尼電力公司(Allegheny Energy)的“超級電路”項目將把先進的監測、控制和保護技術結合在一起,從而增強供電線路的可靠性與安全性。該電網將整合生物柴油發電、能量儲存以及AMI和通信網絡,迅速地預測、確定并幫助解決網絡問題。

            不過,在以往的一次事故中,超級電路中的所有用戶都受到了影響,電力丟失、用電質量下降。之后,阿勒格尼電力公司極力向公眾證明,他們有能力對電網進行重新安裝,使事故部分能夠盡快被隔離,使其他用戶不會受到影響,并從臨近的電網中調用剩余電力,使損失降到最低。

            圣地亞哥“海濱城市微型智能電網”項目:該微型智能電網的性能是獨一無二的,它能在發生大規模電網故障時使電網與電站實現精確隔離,并在故障修復后精確再結合,對電力輸出幾乎不造成影響。在圣地亞哥,“海濱城市微型智能電網”項目將證明把多種分布式能源與先進的控制和通信方法結合在一起是行之有效的。該項目的目標是提高配電網饋線和變電站等電網組成部分的可靠程度并減低高峰負荷。不管是電站發電還是消費者在家中利用太陽能發電、電力儲存都能通過AMI連接到變電站中去,并且高峰負荷不會超過5萬千瓦。

            此外,科羅拉多州科林斯堡市及該市的公用事業部門也支持多項清潔能源計劃,其中一項涉及在5個用戶區域內把太陽能和風能等近30種可再生能源結合在一起。該計劃與其他一些分布式供電系統共同支持該市一個稱為FortZED的零能耗區。(本報記者 覃澤文)

            信息來源:《中國能源報》(2010年1月18日   第 11 版)

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