美国能源部数据显示,虽然目前美国电网的可靠率高达99.97%,但美国仍需每年花费1500亿美元弥补0.03%故障率带来的损失。因此美国有人提出,即使投资上万亿美元,将现有电网升级成智能电网,把剩余0.03%故障率排除在外,美国也能在10年以内收回成本。当然中国也不会在这样的新兴领域甘于人后,于是国家电网提出全面建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的“坚强智能电网”。此外,欧盟也提出了发展跨越欧盟、北非、中东等国家和地区的“超级智能电网”。可以说现在是智能电网国际标准,甚至国内标准都未达成的“乱世”,谁又会成为这乱世中的英雄?在奥巴马上任1周年之际,美国的智能电网发展又取得了怎样的成就?
美国智能电网发展现状
2009年1月25日,奥巴马上台5天之后,美国白宫发布了《经济复兴计划进度报告》,宣布未来3年以内将为美国家庭安装4000万个智能电表,同时投资40多亿美元推动电网现代化。
2009年6月3日至5日,在美国加州举行的会议上,英特尔公司制定“2030年能源技术、信息技术及电力系统与终端用户负荷互动的智能电网信息互操作导则”(IEEEP2030)。以此推动电力工程、通讯和信息技术的融合,并冀望这个标准成为全球标准。
2009年12月4日,通用电气(中国)有限公司与扬州经济技术开发区在扬州举行签约仪式,在扬州建立智能电网“示范中心”,美国智能电网技术开始进入中国市场。
眼下,美国已开始向部分家庭安装带有通讯功能的智能电表(SmartMeter),目标是以家庭为单位,随时监测电力消费和管理,更加有效地实现输电和供电。在推广智能电网的过程中,美国政府让商务部下属的国家标准及技术研究所(NITS)在《能源独立及安全法案》的规定下,评估目前美国所有的智能电网标准、测量方法、技术以及其他的支持服务。
美国智能电网技术特点
美国的智能电网又称统一智能电网,是指将基于分散的智能电网结合成全国性的网络体系。这个体系主要包括:通过统一智能电网实现美国电力网格的智能化,解决分布式能源体系的需要,以长短途、高低压的智能网络联结客户电源;在保护环境和生态系统的前提下,营建新的输电电网,实现可再生能源的优化输配,提高电网的可靠性和清洁性;这个系统可以平衡整合类似美国亚利桑那州的太阳能发电和俄亥俄州的工业用电等跨州用电的需求,实现全国范围内的电力优化调度、监测和控制,从而实现美国整体的电力需求管理,实现美国跨区的可再生能源提供的平衡。
这个体系的另一个核心就是解决太阳能、氢能、水电能和车辆电能的存储,它可以帮助用户出售多余电力,包括解决电池系统向电网回售富裕电能。实际上,这个体系就是以美国的可再生能源为基础,实现美国发电、输电、配电和用电体系的优化管理。而且美国的这个计划也考虑了将加拿大、墨西哥等地电力整合的合作。
美国发展智能电网重点在配电和用电侧,推动可再生能源发展,注重商业模式的创新和用户服务的提升。
它的四个孪生兄弟分别是:高温超导电网、电力储能技术、可再生能源与分布式系统集成(RDSI)和实现传输可靠性及安全控制系统,这个电网发展战略的本质是开发并转型进入“下一代”的电网体系,其战略的核心是先期突破智能电网,之后营建可再生能源和分布式系统集成(RDSI)与电力储能技术,最终集成发展高温超导电网。