智能電網還是綠色電網？

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當下，人們正在熱議“到底什么是智能電網”。我們可能會想象智能網絡就是能讓電網運作更經濟和更多功能，同時在非正常和緊急情況下為用戶迅速恢復電力供應的一系列設備。這個“綠色電網”是高效電網運作，能源發(fā)電和負荷控制的必然產物。

智能電網的初期實施必定將改善我們的電網運行，如電壓控制、無功控制和高效地分配剩余電力，為我們提供一個節(jié)省能源和降低二氧化碳排放的高效綠色環(huán)保電網。舉個例子，PPL電力公司有著一個具備以上特征的智能電網計劃，預計能為用戶節(jié)省大約2.5%的用電量。PPL電力公司的這項計劃得到了由美國投資振興法案資助的1900美元美國能源部聯(lián)邦基金。這筆資助來自美國智能電網投資撥款項目DE-FOA-0000058。同時，PPL電力公司將聯(lián)手德雷克塞爾大學和科技先驅阿爾卡特朗訊、通用電力以及洛克希德馬丁一起設計和執(zhí)行這個計劃。

我們的初步計劃將讓電網運行實現(xiàn)自動化，讓電網故障斷電并獨立于整個電網，從而在非故障的線路上更快地為用戶恢復電力供應。這個智能電網將實現(xiàn)對全電網系統(tǒng)的實時狀態(tài)監(jiān)測，非故障線路輸電以及恢復用戶的供電服務。這需要電力控制和終端設備的雙向交流來實現(xiàn)實時運行數(shù)據(jù)的采集。這些數(shù)據(jù)的分析將進一步優(yōu)化電力網絡。

這些在電網中采集的額外信息和控制設備將實現(xiàn)系統(tǒng)電壓的動態(tài)控制，為所有用戶提供最優(yōu)化供電電壓，最終節(jié)省能源。目前，供電電壓往往在電線鋪設的時候就設定了，只有在電路負荷發(fā)生顯著變化時才進行周期性調整。這種設定模式將造成某些用戶得到比實際需要高的電壓，相反某些用戶卻得到比最優(yōu)電壓低的電壓。無論是哪一種情況，都會造成電力資源浪費。目前的電網設計設置了獨立運作的調整設備。雖然這個獨立運作的設備大多數(shù)情況下能有效地調節(jié)供電電壓，它仍不是最優(yōu)的選擇。

另一方面，智能電網的初期設施必將為用戶提供用電信息，并讓用戶決定如何使用這些信息。因此，這很有可能導致智能電網未能如預期般節(jié)省能源。譬如說，在不直接控制用戶用電設備的情況下，用戶必須主動采取節(jié)能措施。最近有一個嘗試，以發(fā)光圓球來提示用戶電力的使用情況并示意用戶注意減少使用量。然而，這種信息提示反饋效果并不理想，大多數(shù)情況可能是提示發(fā)生作用的時候用戶正在外工作，或用戶不想手動調節(jié)用電量或改變他們的舒適度。

現(xiàn)在有一個很好的機會去延伸與用戶之間的交流從而直接地控制用電設備。某些用戶會因為傾向于“設定并忘記”科技而選擇更為便捷的自動控制，這將顯著提高電網的運作效率。當在用電負荷高峰期間，選擇性的一些負荷將被關閉，從而使每個負荷的開支節(jié)省并同時減少二氧化碳排放，提高現(xiàn)有用電設施的用電效率。大多數(shù)的用電設備計劃循環(huán)使用控制電荷，例如，關閉15分鐘負荷回路然后重新打開45分鐘便可以減少潛在的電路負荷約25%。

降低電網在高峰時期的負荷運作會導致電網更加綠色環(huán)保。發(fā)電尤其考慮成本因素，成本最低的基荷機組將優(yōu)先配電，其次是成本較高的燃氣輪機發(fā)電機組，最后是用電高峰期使用的最高成本的發(fā)電設備。成本較低并不一定有更低碳排放的發(fā)電設備將被優(yōu)先配電。當綠色發(fā)電技術變得更高效和更普遍的時候，實現(xiàn)輸電系統(tǒng)內雙向電流監(jiān)測和管理的智能技術將成為整合輸電系統(tǒng)的重要一部分。

許多電力公司將采用分時定價機制。舉個例子，每天早上7點到晚上7點的用電高峰時期，電價將是用電低峰時電價的兩倍，也就是晚上7點到第二天早上7點。分時電價機制將降低日間用電高峰的用電量。這個定價機制還有一個潛在的好處，它使得用電高峰時期的成本最高的發(fā)電機組成為效率最低和更高碳足跡的發(fā)電選擇。這將是一個雙贏的情況：電力公司降低了用電負荷的同時，也降低了用戶的電費開支。

當我們邁向新的電網結構的時候，在電網硬件、通訊設備和智能系統(tǒng)的整體實施等方面將迎來技術的創(chuàng)新，使我們的電力系統(tǒng)更優(yōu)化。這些新技術將降低發(fā)電過程對環(huán)境的影響和用戶的電費開支。