Networks of the future must be both smart and flexible.

未来的电网必将更加智能和灵活

在大多数的发达国家,电网都是围绕大型水力发电设施、核电站、热点联产电厂等集中发电设施建造的。这些设施可以高效地生产、输送电力。发电量由预计的需求决定,一旦供不应求,备用发电机就会启动并与电网连接。

将来,我们的电力来源可能会五花八门。在许多国家,私营企业和政府机构将主要的资金投向了风能、太阳能及其他可再生能源。这种做法虽然环保,但也给电网的未来埋下隐患。旧的发电管理制度未必长期管用,监管、规划新的发电资源并不简单。风速和太阳辐射的变化都会极大地影响生产质量,新技术必须能够应对新需求。

例如:电力生产或许要从气候“温和”的地区转移到风力强劲的别处,这一过程中电网不能超载;过去只会用电的生产设施,如今也能供电;在我们可以预见的未来,有大量电动车将依靠电网来充电。所有这些都需要一张智能、灵活的电网作为基础。

智能电网

“智能电网”一词能引发人们的无限遐想:未来多种能源“和谐相处”的输电网络会是什么样子?“智能电网可以从不同的网点采集电力,并同时管理供电和用电。”ABB公司智能电网项目经理Karl Elfstadius说:“它必须比现有的电网更灵活。”在欧洲,“智能电网”的定义是:能应对各类用户需求,并提供可持续的、安全的电力生产的电网。

智能电网的一大关键是:用户必须与电力生产者合作,确保用电与实际供电相适应。其结果可能使制造业及住宅区不得不在用电高峰降低用电量。这就需要智能的控制系统和电表。

业主安装太阳能板、小型风力发电机的现象越来越普遍,工业界也开始考虑“自行发电”,例如:瑞典汽车制造商Volvo公司在比利时根特拥有一家装配厂,他们在装配厂的停车场里安装了发电风车。在一天的某个时段或一年的某些时期,这些“自行发电”设施也许会出现发电量过剩,那么剩余电量会输送到电网中。难点在于如何让收费系统甄别送电和用电——让小型发电机在电力富余时“存入”一些电量,需要的时候再免费“取出”。智能配电网可以使电流双向流动,而智能电表则会记录电流输入和输出两项数据。

瑞典和瑞士合资的电力工程巨头ABB集团根据它的智能网络项目架构,研发出了几项关键技术。该公司立志在这一新兴领域占据一席之地。

实时信息

智能电网基本架构或许会是这样:风电场通过地下高压直流电线将电输送至固定电网。电网所采用的技术可确保稳定性和可靠性,大量的供电电池可以提供额外电量。电网由一套先进的控制系统监控。这套系统可以分地域管理电力来源及供电、用电变化。

智能电网必须具备快速调整甚至反转大规模能源输送方向的能力。为使系统正常运作,供电和用电必须被实时监控。每月读一次电表的老传统必须要改了,现在要利用移动电话网络或互联网进行并行通信。“供电与用电必须平衡”,Elfstadius说。

文章发布于2009年8月