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低碳经济时代智能电网的深度剖析

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智能电网,就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
  走向主动调整电力需求的时代

  维持电力系统供求平衡不可缺少的智能电网

  智能电网是什么?最近,只要是让能源系统和电力系统更加聪明的技术,好像都叫“智能电网”。智能电网中必不可少的,是被称作“智能电表”的新一代电表。智能电表将担负的使命,是测定用电量,实现连结电力公司与用户的信息通信。这是智能电网一直以来的印象。

  这一次,让我们来思考智能电网原本的使命是什么。用一句话来说,就是“让需方协助电力供求调整”。

  电力系统要求需求与供给一直保持平衡,一旦平衡打破,电力的频率就会发生变化。如果变化大幅偏离标准值(50Hz和60Hz),电力系统就无法稳定运行。在过去,电力的供求调整一直是需方“随意”使用,供方一味配合。需方无需为供求调整做出特别的行动。

  今后,发电输出功率波动较大的太阳能发电(PV)和风力发电等可再生能源的利用估计将会增加。这样一来,供应能力的变化将随之加大。如果可再生能源发电的份额继续增加,火力发电、水力和抽水蓄能发电等过去参与供求调整的发电份额减少,供求调整能力将会下降。

  出于供应能力变化增加和供求调整力下降两个原因,稳定供求平衡也将变得愈发困难。

  作为一种供求调整的方法,蓄电池在未来也有望得到采用。但其前提条件是“蓄电池在成本上可行”。截至目前,蓄电池仍然价格高昂,不能马上大量采用。在这种情况下,可以设想的一种方式是需求的能动化。

  需求能动化是指消费者自行调整用电时段。电力公司向需方传递“希望在什么时间用电”的信息。作为回应,需方向电力公司反馈“在这段时间节电”等信息。而且,信息的交换还需要传达到实际用电的电器。智能电网承担的信息传达作用将越来越重要。这就是智能电网重视信息通信技术(ICT)的原因。如果能够实现,就有助于通过需求调整供求。

  不过,为何在现在,这些信息无法传递呢?这是因为,调整需求的关键信息——“是可以增加用电量,还是要控制用电量”——很难悉数传达到家庭。但在东京电力公司辖区,信息发送的对象已经达到约2000万户。

  最近,通过手机发送地震预警逐渐普及。在电力方面,能够实时传递信息的技术应该说也有了眉目。

  如果可以实现,最实惠的调整方法莫过于此。在大规模采用可再生能源,难以像以往那样由供方进行供求调整的情况下,只要借助需求的能动化,仍然有望实现远比供方单打独斗更为合算的调整。此时,如果不大幅破坏能源本来的使用目的——舒适性和经济性,甚至能使其同时得到提升,普及将得到加速,从而实现稳定用电。智能电网有望担此重任。通过采用转移需求等方式承担部分供求调整的任务,可以减少蓄电池等昂贵措施的采用量,推迟采用期,从而抑制社会成本。

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