智能電網將推動中國乃至世界能源革命

2014-07-14 16:54:57 中國電力　點擊量：評論 (0)

國家主席習近平在研究中國能源安全戰略時，提出能源行業要推動能源消費、能源供給、能源技術和能源體制四方面的革命。筆者認為，以智能云平臺、智能用電平臺、智能生產平臺、智能存儲平臺為軟構架的智能

國家主席習近平在研究中國能源安全戰略時，提出能源行業要推動能源消費、能源供給、能源技術和能源體制四方面的革命。筆者認為，以“智能云平臺、智能用電平臺、智能生產平臺、智能存儲平臺”為軟構架的智能電網將推動中國乃至世界能源革命。
　　無論是用繁衍和學習機制對抗個體消逝保持整體延續，還是百折不撓地探索外太空的茫茫宇宙，人類進化的歷程就是突破時間和空間限制的歷程。為了克服時間和空間對能源利用的限制，人類提出了新的能源發展理念并加以實施，這就是智能電網。

　　近日，國家主席習近平在研究中國能源安全戰略時，提出能源行業要推動能源消費、能源供給、能源技術和能源體制四方面的革命。筆者認為，以“智能云平臺、智能用電平臺、智能生產平臺、智能存儲平臺”為軟構架的智能電網將推動中國乃至世界能源革命。

　　“智能云平臺”促進能源體制革命
　　何時生產、何時消費、生產多少、消費多少等問題，是能源體制要解決的基本問題。筆者認為，計劃經濟傾向于以生產定消費，市場經濟偏重于以消費定生產。我國改革開放的過程，就是從“以生產定消費”到“以消費定生產”的轉變。今天，中國仍然延續“以生產定消費”的能源舊體制，依靠人來調節何時生產、生產多少等問題。近年來，大量的人力物力投入到能源生產當中，確保了能源的相對平衡。但是，由于人力永遠不能實時獲得完全對稱的信息，能源短缺和過剩的現象經常會交替出現。
　　因此，我們需要建立“智能云平臺”，將能源的“生產、運輸、存儲、消費”四個環節的信息進行收集處理、實時通訊，對歷年的數據進行分析比對，在某一個時段預測到下一個時段的負荷走向，作出預調節，從而避免能源浪費，提高單位能效。同時，處理需求側和供應側在時間和空間上的“梗阻”和“延遲”癥狀，讓電力需求始終處于在線調節狀態。
　　這是革命性的體制變化，能源資源配置的主體由原來的人工，變革為由需求側的市場信息，能源價格自然地調節著供求關系，能源的商品屬性在這個平臺上得以實現。

　　“智能用電平臺”促進能源消費革命
　　筆者認為，能源消費的最大問題是觀念問題。比如認為只要花了錢，愛用多少能源是個人的事。要改變能源消費觀念，并非一日之功。既然道德教育和社會風氣的養成尚需時日，那么，就要轉而從規則和制度上尋找方法。這就需要建立“智能用電平臺”，將需求側精細地管起來。表面來看，“智能用電平臺”是一種技術，其實它是一種規則，這種新的規則就是“分類別、分時段差別電價管理”。
　　筆者在《請不要誤讀“智能電網”》一文中提出了“當令負荷管理”的概念。所謂“當令負荷管理”，就是規定什么時段用電干什么，這個時段的負荷類型就是“當令負荷”，超出這個時段的負荷則是“反季負荷”。
　　比如在上下班高峰期，交通用電為“當令負荷”，用電相對平價，而如果某個家庭一定要在這個時刻燒開水洗衣服，那么搶奪的是交通用電負荷等“當令負荷”，按照規則，就必須付出遠高于燒開水洗衣服“當令負荷”的價格。
　　“智能用電平臺”在負荷精細化分類的基礎上進行分時分類需求側管理，對粗放的需求側管理進行顛覆性的改造。這不僅涉及到軟硬件的更新，還要重構整個需求側負荷管理體系。有人擔心如此復雜的工程，實現起來難度太大。表面看他們的擔心是技術，其實還是觀念的問題，守舊思想讓他們不愿改變。
　　“智能用電平臺”有兩個接口，一個對著“智能云平臺”，上傳用電數據，例如各類負荷的表現周期和峰谷值，“智能云平臺”將信息進行運算后共享給其它平臺，作為能源生產、存儲、運輸的決策基礎。同時，另一個接口對著電力消費者，改造后的家庭電器插口，會對負荷分類，不同類別賦予不同的電價，用價格來調節用電行為。

　　“智能生產平臺”促進能源供給革命
　　“智能用電平臺”將收集到的數據發送到“智能云平臺”上，“智能云平臺”按照規則進行運算形成指令，對電能的生產側發出請求。于是，就需要“智能生產平臺”來接受并處理指令，對發電廠進行“生產指標”分配，根據出力效率等主要參數決定哪些機組停發、哪些機組發電。
　　“智能生產平臺”指揮著各類電能生產廠家，包含火電、水電、核電、風電、太陽能發電等。我們知道，不同的發電方式的成本不同，就是同一種發電的方式在不同時期的成本也不會一樣。為此，“智能生產平臺”應具備篩選功能。例如，在豐水時節，自然匹配到水力發電。這樣，有利于各種發電方式相互補充和平衡，同時促進了能效提升。
　　由于“智能云平臺”掌握了歷年數據的負荷規律，具備了預測負荷的能力，為“智能生產平臺”提供了科學的決策基礎。什么時候發電，用什么方式發電，發多少電的問題就會迎刃而解。“智能生產平臺”根據“智能云平臺”傳遞的信息進行機組的開啟和停運，同時動態地接收指令并加以執行，保持電能生產與消費的平衡。

　　“智能存儲平臺”促進能源技術革命
　　電既有普通商品的生產、運輸、存儲、消費的普遍特征，又有不易存儲的獨有特征，電能必須在瞬時完成發、輸、配、供、用。這需要在電能存儲技術方面尋求突破。
　　儲能就像存錢，將今天的錢存起來，以備不時之需。儲能是將不能立即消納的電能儲存起來，放到另一個時段去用，打破時間對電能利用的限制。
　　我們知道，可再生能源一般情況下具有不確定性。例如風力發電、太陽能發電、潮汐發電等發電方式不穩定，接入電網將會給電網帶來擾動，威脅電網的安全運行。不發電浪費，發電上網又不安全，因此，發展可再生能源迫切需要儲能技術，將不穩定的能源通過儲能手段存儲起來，以特定的方式轉換成穩定的電能再上傳至電網。或者，通過分布式微電網的方式，實現就地消納和平衡。
　　目前，筆者知道的主要儲能技術有物理儲能、化學儲能，抽水蓄能電站就是物理儲能方式的典型代表。在電力較為充足的時候將海拔低的水抽到高處，在缺電時放水發電。化學儲能就是利用蓄電池技術儲能，目前國際上還沒有大容量的化學儲能解決方案。
　　當前，電動汽車應該引起高度關注，它不僅是交通方式變革，更是一種分布式儲能解決方案。在負荷低谷的深夜，電動汽車充電就是“當令負荷”，此時充電是再經濟不過的事，“智能存儲平臺”所要做的，就是幫助儲能中介確定充放能量的時段和數量。
　　今天，智能電網不僅以儲能技術打破時間的限制，而且以大容量、遠距離的輸電打破空間限制，將人類利用能源的方式帶入一個嶄新的時代，以中國力量推動著能源革命。